KR101790626B1 - 자기 최적화 전력 전달 - Google Patents

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KR101790626B1
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벤 비르츠
제임스 아트웰
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스페로, 아이엔씨.
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Abstract

디바이스의 전원을 충전하는 방법이 개시된다. 방법은 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행된다. 하나 이상의 프로세서들은 디바이스가 충전 독과 접촉하거나 작동적 근접하도록 배치될 때, 디바이스의 충전 인터페이스 및 충전 독의 충전 인터페이스가 오정렬되어 있는 것을 검출한다. 디바이스는 정렬을 이루도록 충전 독에 대하여 자동적으로 이동하도록 야기된다.

Description

자기 최적화 전력 전달{SELF-OPTIMIZING POWER TRANSFER}
자기 추진식 디바이스는 통상적으로 내부 전지에서 작동한다. 그러한 디바이스는 통상적으로 전지를 재충전할 필요가 있다. 많은 디바이스들은 전지들을 재충전하는데 충전소들 또는 독(dock)들을 사용한다.
본원 발명은 첨부 도면에 제한되지 않고 예로서 도시되며 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 나타낸다:
도 1은 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스에 대한 예시적 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스를 작동시키는 예시적 방법을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 오정렬을 검출하는 디바이스의 예시적 시나리오(scenario)를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스 및 충전소의 예시적 시나리오를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스의 예시적 하드웨어 도면을 도시한다.
본원에 설명되는 실시예들은 자기 추진식 디바이스가 자기 추진식 디바이스의 충전 인터페이스가 충전소의 충전 인터페이스와 오정렬되어 있는 것을 검출할 때, 충전소 또는 독에 대하여 자기 추진식 디바이스의 위치를 자동적으로 이동시키거나 조정할 수 있는 자기 추진식 디바이스를 제공한다.
일부 실시예들에서, 자기 추진식 디바이스는 디바이스가 하나 이상의 방향, 및 다양한 속도로 이동하는 것을 가능하게 하는 구동 시스템(예를 들어, 구동 메커니즘)을 포함할 수 있다. 디바이스가 그것의 충전 인터페이스가 충전소 또는 독의 충전 인터페이스와 오정렬되어 있는 것을 검출할 때, 디바이스는 그것의 구동 시스템이 이동하도록 자동적으로 제어하여 정렬을 이룰 수 있다. 일부 경우들에서, 자기 추진식 디바이스는 로봇, 로봇 디바이스, 피제어 디바이스, 스마트 디바이스, 컴퓨팅 디바이스, 자율 디바이스, 원격 디바이스 및 피원격제어 디바이스를 포함하는 상이한 용어들 및 어구들로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기 추진식 디바이스는 사용자 입력 없이 주변을 자율적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 충전소는 전력이 디바이스의 유도성 충전 인터페이스에 유도성으로 전달되는 것을 가능하게 하는 유도성 충전 인터페이스를 포함할 수 있다. 디바이스는 디바이스가 그것의 유도성 충전 인터페이스가 충전소의 유도성 충전 인터페이스와 정렬되거나 실질적으로 정렬되도록 위치될 때, 충전소로부터 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 자기 추진식 디바이스는 충전소에 도킹되거나(예를 들어, 디바이스의 하우징(housing)의 적어도 일부가 충전소의 하우징 또는 표면의 일부와 접촉하거나) 충전소와 작동적 근접하도록 배치될 수 있다. 작동적 근접은 하나의 디바이스가 다른 디바이스에 전력을 유도성으로 전달하는 것을 가능하게 하기 위해 디바이스와 충전소 사이의 충분한 근접으로 정의된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 재충전 가능 전지들과 같은 디바이스의 전원은 유도성 충전 인터페이스들 사이의 전력 전달을 통하여 재충전될 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 디바이스는 충전소로부터 디바이스로의 전력 송신을 모니터링함으로써 그것의 충전 인터페이스 및 충전소의 충전 인터페이스가 오정렬되어 있는 것을 검출할 수 있다. 전력 송신을 모니터링함으로써, 디바이스는 충전소로부터 수신되는 전력의 양이 임계량 미만(예를 들어, 일정 전력 레벨 미만의 전력을 수신 혹은 일정 백분율 미만의 전력을 수신)인지를 판단할 수 있다. 수신되는 전력의 양이 (예를 들어, 시간의 간격 동안) 임계량 미만이면, 디바이스는 오정렬이 있다고 판단할 수 있다.
다른 실시예에서, 디바이스는 디바이스의 하나 이상의 센서들에 의해 검출되는 입력들을 사용함으로써 그것의 충전 인터페이스 및 충전소의 충전 인터페이스가 오정렬되어 있는 것을 검출할 수 있다. 디바이스는 디바이스에 센서 입력들을 제공하는, 예를 들어, 하나 이상의 가속도계들, 하나 이상의 자이로스코프들 또는 하나 이상의 자력계들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서들에 의해 검출되는 입력들을 사용하여, 디바이스는 충전소에 대한 그것의 상태 및/또는 위치 및/또는 배향을 결정할 수 있다. 이러한 입력들에 기반하여, 디바이스는 그것의 충전 인터페이스가 충전소의 충전 인터페이스와 정렬되어 있는지를 판단할 수 있다. 게다가, 디바이스는 최대 전력 전달의 위치(예를 들어, 충전소 상의 위치)를 탐색하는데 입력들 및 다른 정보를 사용할 수 있다.
실시예들은 또한 자기 추진식 디바이스를 수용하기 위해 윤곽선이 있는 콘센트를 포함하는 자기 추진식 디바이스에 대한 충전소를 제공한다. 자기 추진식 디바이스는 충전소의 콘센트에 맞는 구형 형상을 가질 수 있다. 자기 추진식 디바이스는 그것이 그것의 충전 인터페이스가 충전소의 충전 인터페이스로부터 오정렬되어 있는 것을 검출할 때, 콘센트 내에서의 그것의 위치 및/또는 배향을 자동적으로 변경할 수 있다.
본원에 설명되는 하나 이상의 실시예들은 디바이스에 의해 수행되는 방법들, 기법들 및 동작들이 프로그램적으로, 또는 컴퓨터 구현 방법으로서 수행되는 것을 제공한다. 본원에 사용되는 "프로그램적으로"는 코드 또는 컴퓨터 실행 가능 명령어들의 사용을 통한 것을 의미한다. 이러한 명령어들은 디바이스의 하나 이상의 메모리 리소스들에 저장될 수 있다. 프로그램적으로 수행된 단계는 자동적이거나 자동적이 아닐 수 있다.
본원에 설명되는 하나 이상의 실시예들은 프로그램적 모듈들 또는 구성 요소들을 사용하여 구현될 수 있다. 프로그램적 모듈 또는 구성 요소는 프로그램, 서브루틴, 프로그램의 일부, 또는 하나 이상의 진술된 태스크들 또는 기능들을 수행할 수 있는 소프트웨어 구성 요소 또는 하드웨어 구성 요소를 포함할 수 있다. 본원에 사용되는, 모듈 또는 구성 요소는 다른 모듈들 또는 구성 요소들과 독립하여 하드웨어 구성 요소 상에 존재할 수 있다. 대안적으로, 모듈 또는 구성 요소는 다른 모듈들, 프로그램들 또는 기계들의 공유 요소, 또는 프로세스일 수 있다.
본원에 설명되는 일부 실시예들은 프로세싱 및 메모리 리소스들의 사용을 일반적으로 필요로 할 수 있다. 메모리, 프로세싱 및 네트워크 리소스들은 모두 (임의의 방법의 수행 또는 임의의 시스템의 구현을 포함하여) 본원에 설명되는 임의의 실시예의 수립, 사용 또는 수행과 관련되어 사용될 수 있다.
더욱이, 본원에 설명되는 하나 이상의 실시예들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능한 명령어들의 사용을 통해 구현될 수 있다. 이러한 명령어들은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에서 수행될 수 있다. 하기의 도면들로 도시되거나 설명되는 기계들은 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 명령어들이 수행되고/되거나 실행될 수 있는 프로세싱 리소스들 및 컴퓨터 판독 가능 매체들의 예들을 제공한다. 특히, 본 발명의 실시예들과 함께 도시되는 많은 기계들은 프로세서(들) 및 데이터 및 명령어들을 수용하는 다양한 형태의 메모리를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체들의 예들은 개인용 컴퓨터들 또는 서버들 상의 하드 드라이브들과 같은 영구 메모리 저장 디바이스들을 포함한다. 컴퓨터 저장 매체들의 다른 예들은 CD 또는 DVD 유닛들과 같은 휴대용 저장 유닛들 (예를 들어, 스마트 폰들, 다기능 디바이스들 또는 태블릿들 상에 탑재되는) 플래시 메모리, 및 자기 메모리를 포함한다. 컴퓨터들, 단말기들, 네트워크 가능 디바이스들(예를 들어, 휴대폰들과 같은 모바일 디바이스들)은 모두 프로세서들, 메모리 및 컴퓨터 판독 가능 매체들 상에 저장되는 명령어들을 활용하는 기계들 및 디바이스들의 예들이다. 게다가, 실시예들은 컴퓨터-프로그램들, 또는 그러한 프로그램을 운반할 수 있는 컴퓨터 사용 가능 운반체 매체의 형태로 구현될 수 있다.
시스템 설명
도 1은 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스에 대한 예시적 시스템을 도시한다. 예를 들어, 도 1에 대하여 설명되는 시스템은 예를 들어, 자기 추진식 디바이스 또는 로봇 디바이스 상에서 구현될 수 있거나, 다른 예에서, 부분적으로 자기 추진식 디바이스 상에서, 그리고 또한 부분적으로 자기 추진식 디바이스로부터 원거리인 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 자기 추진식 디바이스가 충전소에 의해 충전되고 있을 때, 자기 추진식 디바이스의 충전 인터페이스 및 충전소의 충전 인터페이스가 오정렬되어 있는 지를 검출할 수 있다. 오정렬이 검출되면, 시스템(100)은 정렬을 이루도록 자기 추진식 디바이스가 충전소 상의 그것의 위치를 자동적으로 이동시키거나 조정하게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시스템(100)은 정렬 검출부(110), 관성 측정부(120) 및 전력 관리부(130)와 같은 구성 요소들을 포함한다. 이러한 시스템(100)의 구성 요소들은 별도의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 통해(예를 들어, 자기 추진식 디바이스의 메모리 및 프로세싱 리소스들의 조합을 통해) 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 검출부(110) 및 관성 측정부(120)는 예를 들어, 자기 추진식 디바이스의 프로세서 상에서 실행되는 별도의 소프트웨어 구성 요소들로서 구현된다. 시스템(100)의 구성 요소들은 (i) 자기 추진식 디바이스가 충전소 또는 독에 의해 충전되고 있는 것을 검출하고, (ii) 자기 추진식 디바이스의 충전 인터페이스 및 충전소의 충전 인터페이스가 오정렬되어 있는 것을 판단하고, (iii) 오정렬이 존재할 때, 정렬을 이루도록 자기 추진식 디바이스를 충전소 상에서 자동적으로 이동시키도록 조합된다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 또한 구동 시스템(140) 및 충전 인터페이스(150)와 통신한다. 자기 추진식 디바이스는 하나 이상의 방향으로 이동할 수 있는 원격 피제어 디바이스 또는 로봇 디바이스에 상응할 수 있다. 예를 들어, 자기 추진식 디바이스는 자율적으로 또는 원격 컴퓨팅 디바이스(예를 들어, 리모콘 또는 스마트 폰)로부터의 사용자 제어를 통하여 이동할 수 있는 무선 제어 차량(예를 들어, 장난감 자동차), 항공기, 헬리콥터, 호버크래프트, 열기구, 보트, 잠수함, 구형 볼, 진공 청소기 등일 수 있다. 구동 시스템(140)은 자기 추진식 디바이스가 이동하는 것을 가능하게 할 수 있다.
상이한 구현들에 따르면, 구동 시스템(140)은 (도 1에 도시되지 않은) 제어기 구성 요소로부터의 커맨드들 또는 제어 신호들에 응하여 (예를 들어, 공중에서, 수중에서, 지면에서) 하나 이상의 방향 및 다양한 거리 및 속도로 자기 추진식 디바이스가 이동하는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 모터들, 하나 이상의 액추에이터들, 하나 이상의 프로펠러들, 하나 이상의 휠들, 하나 이상의 차축들, 하나 이상의 기어 드라이브들 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)의 하나 이상의 구성 요소들은 적어도 부분적으로 제어기 구성 요소에 의해 구현될 수 있다(예를 들어, 정렬 검출부(110)가 제어기 구성 요소의 일부일 수 있다).
자기 추진식 디바이스는 재충전 가능하거나 교체될 수 있는 전원(예를 들어, 하나 이상의 전지들)에 의해 전력 공급될 수도 있다. 전원은 사용자가 전원을 제거하고 교체할 필요없이 전원을 재충전할 수 있도록 충전 인터페이스(150)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 충전 인터페이스(150)는 자기 추진식 디바이스의 하우징 상에서 노출되는 (또는 커버를 사용자가 제거함으로써 노출될 수 있는) 전기적 접촉들을 포함함으로써, (예를 들어, AC 어댑터, 마이크로 USB 케이블로부터의) 전력 케이블을 충전 인터페이스(150)에 사용자가 연결하는 것을 가능하게 하거나 충전 인터페이스(150)의 접촉들과 정합할 수 있는 전기적 접촉들로 충전소 상에 자기 추진식 디바이스를 사용자가 배치하는 것을 가능하게 할 수 있다. 충전 인터페이스(150)는 자기 추진식 디바이스의 전원을 재충전하기 위해 외부 전원으로부터 전력을 수신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 자기 추진식 디바이스의 하우징은 어떤 전기적 접촉들도 하우징 상에 노출되지 않도록 형상화되거나 구성될 수 있다. 예를 들어 일부 경우들에서, 사용자가 코드에 플러그를 꽂는 것이 필요하지 않은 충전 메커니즘을 갖는 것이 사용하기 용이할 수 있다. 실시예들에 따르면, 충전 인터페이스(150)는 그것이 (도 1에 도시되지 않은) 충전소 또는 독의 다른 유도성 충전 인터페이스로부터 전력을 유도성으로 수신할 수 있도록 유도성 충전 인터페이스일 수 있다. 유도성 충전 인터페이스는 충전소로부터의 유선 전기적 연결을 이용하지 않고도 전력이 수신되는 것을 가능하게 한다. 충전 인터페이스(150)는 그러한 경우 자기 추진식 디바이스의 전원을 재충전하기 위해 (예를 들어, 하나 이상의 코일들을 통하여) 자기 에너지를 수신하고 그것을 전기 에너지로 변환할 수 있다.
전력 관리부(130)는 충전 인터페이스(150)를 통하여 충전소로부터 수신되는 전력을 검출할 수 있다(131). 일부 실시예들에서, 전력 관리부(130)는 충전 인터페이스(150)와 통신하고/하거나 전원 그 자체를 측정함으로써(예를 들어, 하나 이상의 전지들의 에너지의 양이 증가되고 있는 것을 판단함으로써) 수신되는 전력의 양을 측정할 수 있다. 전력 관리부(130)는 예를 들어, 충전 인터페이스(150)에 의해 수신되는 전력을 검출하고(131) 초 당 또는 분 당(또는 다른 지속 기간 당) 수신되는 전력의 양을 측정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전력 관리부(130)는 기간 내에서 충전소로부터 수신되는 전력의 양의 변동을 결정할 수도 있다(예를 들어, 전력이 짧은 기간 동안 수신되고 있고, 그 다음 전력이 수신되지 않고, 그 다음 전력이 다시 수신되고 있음 등을 검출). 전력 관리부(130)는 그 다음 수신된 전력의 전력 정보(133)를 정렬 검출부(110)에 제공할 수 있다.
정렬 검출부(110)는 자기 추진식 디바이스의 전원이 충전되고 있는지를 검출하는데 전력 정보(133)를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 정렬 검출부(110)가 충전이 일어나고 있음을 검출했을 때, 정렬 검출부(110)는 디바이스를 충전 모드 또는 작동으로 두기 위해 자기 추진식 디바이스의 제어기 구성 요소에 신호를 송신할 수 있다. 다른 실시예들에서, 디바이스는 충전이 일어나고 있는지를 판단하는데 다른 구성 요소들 또는 메커니즘들에 의해 제공되는 정보를 이용할 수도 있다(예를 들어, 사용자가 사용자 입력 메커니즘을 통하여 충전을 지시하거나, 충전소 또는 디바이스의 센서가 디바이스의 배치를 검출함).
실시예들에 따르면, 정렬 검출부(110)는 전력이 충전 인터페이스(150)를 통하여 수신되고 있을 때, 자기 추진식 디바이스와 충전소 사이의 전력 송신 효율을 결정하기 위해 전력 정보(133)를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스(150)가 최적의 조건들 또는 효율적인 조건들 하에서 수신하고 있어야 할 전력의 임계량(또는 전력의 임계비율)을 결정하기 위해 자기 추진식 디바이스의 충전 설정들, 용량 및/또는 사양들에 대한 정보를 이용할 수 있다(예를 들어, 임계치가 효율적인 전력 송신에 상응할 수 있음). 정렬 검출부(110)는 전력이 효율적으로 전달되고 있는지를 판단하기 위해 (예를 들어, 절댓값들 또는 백분율들의 면에서) 전력 정보(133)를 통하여 현재 수신하고 있는 전력 조건들을 최적의/효율적인 전력 임계치 레벨들과 비교할 수 있다. 수신된 전력량이 임계치 미만이면, 정렬 검출부(110)는 자기 추진식 디바이스의 충전 인터페이스(150)가 충전소의 충전 인터페이스와 실질적이거나 효율적으로 정렬되어 있지 않음을 판단할 수 있다(예를 들어, 오정렬되어 있는 것으로 간주됨). 본원에 사용되는, 용어 "실질적인" 또는 그것의 변형들(예를 들어, "실질적으로")은 진술된 양, 측정값 또는 표현의 적어도 90%를 의미하는 것으로 의도된다.
예를 들어, 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들은 유도성 충전 인터페이스들일 수 있다. 디바이스 및 충전소가 서로와 작동적 근접(예를 들어, 충전소가 디바이스에 전력을 유도성으로 전달하는 것을 가능하게 하는데 충분한 근접)하도록 배치될 때, 전력 정보(133)는 디바이스가 전력을 수신하고 있음을 나타낼 수 있고 전력 관리부(130)는 얼마나 많은 전력이 수신되고 있는지를 판단하기 위해 정보를 이용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스의 충전 인터페이스(150)는 충전소의 표면 상에서 한 쌍의 접촉들과 결합되거나 정합될 한 쌍의 전기적 접촉들을 포함할 수 있다. 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들이 적절하게(예를 들어, 실질적으로) 정렬될 때, 전력은 충전소로부터 디바이스의 충전 인터페이스(150)로 효율적으로 전달될 수 있다. 그러나, 디바이스가 충전소의 표면과 접촉하도록 배치되어 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들이 오정렬되면(예를 들어, 한 쌍의 접촉들이 실질적으로 정렬되지 않으면), 예를 들어, 전력이 짧은 기간 동안 수신되고, 그 다음 수신되지 않고, 그 다음 다시 수신되는 등, 기간 내에 전달되는 전력의 변동이 있을 수 있다. 그러한 조건이 존재할 때, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스들의 오정렬이 존재하는 것을 판단할 수 있다.
일부 실시예들에서, 정렬 검출부(110)는 관성 측정부(IMU)(12)로부터 수신되는 위치 및/또는 배향 및/또는 이동 정보(121)를 이용함으로써 충전 인터페이스들의 오정렬이 있는지 여부를 판단할 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 정렬 검출부(110)는 전력 정보(133)만을 또는 위치/이동 정보(121)만을 사용함으로써, 또는 둘 다를 사용함으로써 오정렬의 양을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 추진식 디바이스는 하나 이상의 가속도계들(122), 하나 이상의 자이로스코프들(124), 하나 이상의 자력계들(126) 또는 하나 이상의 다른 감지 메커니즘들(128)과 같은, 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 주변 환경에 대하여 자기 추진식 디바이스의 현재 상태에 대한 센서 입력을 IMU(120)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서들(122, 124, 126)은, 개별적으로 또는 하나 이상의 다른 센서들(128)과의 조합으로, 시스템(100)이 기준점(예를 들어, 지면 또는 중력의 방향)에 대하여 디바이스의 위치 및/또는 배향 및/또는 이동의 정보를 인식하거나 수용할 수 있도록 입력을 IMU(120)에 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 정렬 검출부(110)는 시스템(100)의 제어기 구성 요소와 통신하거나 이것의 일부일 수 있으며, 이 제어기 구성 요소가 IMU(120)로부터 위치/이동 정보(121)를 수신할 수도 있다. 위치/이동 정보(121)를 이용하여, 제어기 구성 요소는 자기 추진식 디바이스의 현재/지금 상태(예를 들어, 정지 혹은 이동) 및/또는 피치, 롤, 및 요각들과 같은 (디바이스의 중심에 대하여) 3개의 축에 대한 다양한 회전 각도들을 포함하는 자기 추진식 디바이스의 위치를 측정하거나 추정할 수 있다. 시스템(100)의 제어기 구성 요소는 자기 추진식 디바이스의 이동을 제어하기 위해 구동 제어 신호들(111)을 구동 시스템(140)에 제공하는데 이러한 정보를 이용할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 추진식 디바이스가 충전되고(예를 들어, 충전소의 표면과 접촉하도록 배치되고 충전소로부터 적어도 일부 양의 전력을 수신하고) 있을 때, 정렬 검출부(110)는 (디바이스가 재충전되기 시작할 때의) 디바이스의 현재 위치/이동 정보(121)를 이용하여 디바이스가 충전소 표면 상에서 적절하게 위치되어 있거나 배향되어 있는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 정렬 검출부(110)는 자기 추진식 디바이스의 최적의 위치/배향에 상응하는 정보를 사용하고 그것을 자기 추진식 디바이스의 현재 위치/이동 정보(121)와 비교할 수 있다. 현재 위치/이동 정보(121)가 자기 추진식 디바이스의 최적의 위치/배향에 상응하는 일정 백분율 또는 임계치 내(예를 들어, 피치, 롤 또는 요각들 각각에 대하여 플러스 또는 마이너스 5도)에 있으면, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스(150)가 적절한 충전 위치에 있고 충전 인터페이스(150)가 충전소의 충전 인터페이스와 실질적으로 정렬되어 있다고 판단할 수 있다. 다른 실시예들에서, 현재 위치/이동 정보(121)에 기반하여, 정렬 검출부(110)는 오정렬의 양을 결정할 수도 있다(예를 들어, 롤 회전 각도가 상이한 양만큼 오정렬되는 동안, 피치 회전 각도가 일정 각도만큼 오정렬됨).
전력 정보(133) 또는 위치/이동 정보(121) 중 적어도 하나에 기반하여, 정렬 검출부(110)는 자기 추진식 디바이스의 충전 인터페이스(150)가 충전소의 충전 인터페이스와 실질적으로 정렬되어 있는지 아닌지를 검출할 수 있다. 정렬 검출부(110)가 충전 인터페이스들이 오정렬되어 있는(예를 들어, 실질적으로 정렬되어 있지 않은) 것을 검출하면, 정렬 검출부(110)는 정렬을 이루기 위해 충전소의 표면에 대하여 디바이스가 자동적으로 그 자체를 이동시키고/시키거나, 회전시키고/시키거나, 재위치시키게 할 수 있다. 예를 들어, 정렬 검출부(110)는 전력 관리부(130)가 전력 송신이 최적화된(예를 들어, 전력이 적어도 90%와 같은 특정 임계치로 수신되고 있는) 것을 나타내는 전력 정보(133)를 제공할 때까지, 디바이스가 계속해서 이동하게(예를 들어, 전후로 그리고 좌측에서 우측으로 움직이게) 할 수 있다. 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스(150)가 충전소의 충전 인터페이스와 정렬되도록 적절한 방향(들)로 디바이스를 이동시키기 위해 구동 제어들(111)을 자기 추진식 디바이스의 구동 시스템(140)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 자기 추진식 디바이스가 원격 제어 장난감 자동차이면, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스(150)를 충전소의 충전 인터페이스와 실질적으로 정렬시키기 위해 구동 제어들(111)을 사용하여 디바이스의 하나 이상의 휠들이 돌게 하고(예를 들어, 자동차가 좌측 또는 우측으로 턴하도록), 또한 특정 양만큼 회전하게 할(예를 들어, 자동차를 전방 또는 후방으로 이동시킬) 수 있다. 다른 예에서, 자기 추진식 디바이스가 디바이스를 롤링시킬 수 있는 구동 시스템(140)을 사용할 수 있는 구형 디바이스이면, 구동 제어들(111)은 피치, 롤 또는 요각들 각각이 자기 추진식 디바이스의 최적의 위치/배향에 상응하는 적절한 임계치 내에 있도록 디바이스를 특정 방향으로 롤링시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(100)은 디바이스의 충전 과정 동안 디바이스가 전력 송신을 자기 최적화하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 정렬 검출부(110)는 최대 전력 전달의 위치를 탐색할 수도 있다. 예를 들어, 정렬 검출부(110)는 정렬 검출부(110)가 정렬 (및 최대 전력 전달)을 이루기 위해 충전소의 표면에 대하여 디바이스가 그 자체를 이동시키고/시키거나, 회전시키고/시키거나, 재위치시키게 함에 따라, 업데이트된 전력 정보(133) 또는 위치/이동 정보(121)를 계속해서 또는 주기적으로 수신할 수 있다. 정렬 검출부(110)는 디바이스가 정렬 (또는 최대 전력 전달)을 이루는 것에 더 근접하게 이동되고 있는지 아니면 더 멀리 이동되고 있는지를 판단하는데 업데이트된 전력 정보(133) 및/또는 위치/이동 정보(121)를 사용함으로써 충전소의 표면 상의 영역 또는 구역을 지능적으로 탐색할 수 있다. 이러한 방식으로, 정렬 검출부(110)는 최대량의 전력을 수신하기 위한 위치를 탐색하고 발견하기 위해 구동 시스템(140)을 동적으로 제어할 수 있다.
방법론
예를 들어, 도 2의 일 실시예에 의해 설명되는 방법은 예를 들어, 도 1의 일 실시예와 함께 설명되는 구성 요소들을 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 도 1의 요소의 참조는 설명되는 단계 또는 부단계를 수행하기 위한 적절한 요소 또는 구성 요소를 예시하기 위한 것이다. 도 2는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스를 작동시키는 예시적 방법을 도시한다.
도 2에서, 자기 추진식 디바이스는 디바이스의 전원(예를 들어, 재충전 가능 전지)을 충전하기 위해 충전소로부터 수신되는 전력을 검출한다(단계 200). 자기 추진식 디바이스는 충전소로부터 전력을 수신하는 충전 인터페이스(150)를 포함할 수 있고 디바이스의 전지를 재충전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 충전 인터페이스는 (예를 들어, 하나 이상의 코일들을 통하여) 자기 에너지를 수신하고 그것을 전기 에너지로 변환하는 유도성 충전 인터페이스일 수 있다. 전력 관리부(130)가 일정량의 전력이 충전 인터페이스(150)를 통하여 충전소로부터 수신되고 있는 것을 검출하면, 정렬 검출부(110)는 자기 추진식 디바이스가 충전되고 있음(예를 들어, 충전소의 표면 상에 배치됨)을 판단할 수 있다.
디바이스는 또한 디바이스의 충전 인터페이스(150)와 충전소의 충전 인터페이스 사이에 오정렬이 있는 지를 검출한다(단계 210). 실시예들에 따르면, 정렬 검출부(110)는 충전소로부터의 전력 송신을 모니터링함으로써(부단계 212) 그리고/또는 센서 입력들을 사용하여 현재 디바이스 상태/위치/배향을 검출함으로써(부단계 214) 충전 인터페이스들이 오정렬되어 있는 것을 검출할 수 있다. 정렬 검출부(110)가 전력 송신을 모니터링할 때, 충전 인터페이스(150)가 최적의 조건들 또는 효율적인 조건들 하에서 수신하고 있어야 할 전력의 임계량(또는 전력의 임계비율)과 수신된 전력 정보(133)를 비교할 수 있다. 정렬 검출부(110)가 수신되는 전력의 양이 미리 정해진 임계치 미만이라고 판단하면, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스들이 오정렬되어 있다고 판단할 수 있다.
다른 실시예에서, 정렬 검출부(110)는 하나 이상의 센서들로부터의 센서 입력들에 기반한 위치/이동 정보(121)를 수신하고 자기 추진식 디바이스가 위치되어야 할 최적의 위치/배향과 현재 디바이스 위치/배향을 비교함으로써 오정렬이 있는지를 검출할 수 있다. 정렬 검출부(110)가 디바이스의 위치/배향이 임계량 이상으로 상이하다고(예를 들어, 피치, 롤 및/또는 요가 5도 이상 상이하다고) 판단하면, 정렬 검출부(110)는 충전 인터페이스들이 오정렬되어 있다고 판단할 수 있다.
디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들이 (모니터링된 전력에 기반하거나 센서 입력들에 기반하여) 오정렬되어 있음을 검출하는 것에 응하여, 정렬 검출부(110)는 검출된 오정렬에 기반하여 디바이스가 자동적으로 이동되게 할 수 있다(단계 220). 예를 들어, 디바이스는 센서 입력들에 응하여 (그리고/또는 전력 신호 입력들에 응하여) 충전소에 대하여 그것의 위치 또는 배향을 자동적으로 이동시킬 수 있는 자기 추진식 디바이스일 수 있다. 정렬 검출부(110)는 디바이스의 구동 시스템을 제어함으로써 디바이스가 이동되게 할 수 있다. 디바이스는 디바이스의 충전 인터페이스(150)와 충전소의 충전 인터페이스 사이에 실질적인 정렬을 이루기 위해 하나 이상의 방향으로 이동될 (또는 회전하거나 배향들을 변화시킬) 것이다.
일부 실시예들에서, 정렬 검출부(110)가 오정렬의 양(예를 들어, 디바이스가 효율적인 재충전을 위해 있어야 할 각각의 최적의 위치/배향의 각도들과 현재 디바이스 위치/배향의 피치, 롤 및/또는 요의 각도들 사이의 차이)을 측정할 수 있으므로, 디바이스는 측정된 오정렬의 양을 교정하기 위해 이동하도록 야기될 수 있다(예를 들어, 피치가 15도만큼 벗어나면, 반대 방향으로 15도만큼 회전함).
일 실시예에서, 자기 추진식 디바이스는 전력이 충전소로부터 수신되고 있는 것을 우선 검출하지 않고도 충전 인터페이스들 사이에 오정렬이 있는지 여부를 검출할 수 있다. 예를 들어, 자기 추진식 디바이스는 (예를 들어, 사용자 입력을 통하여) 충전 상태로 놓이거나, 혹은 사용자가 자기 추진식 디바이스의 하나 이상의 센서들 및/또는 충전소의 하나 이상의 센서들을 사용하여 디바이스의 충전을 시도하고 있음을 인식할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기 추진식 디바이스는 디바이스가 충전 상태로 놓여지고 (i) 디바이스의 충전 인터페이스에 의해 어떤 전력도 수신되고 있지 않고/않거나(예를 들어, 전력 관리부(130)가 어떤 전력도 수신되고 있지 않음을 나타내는 전력 정보(133)를 정렬 검출부로 송신함), (ii) 디바이스의 회전 각도들(예를 들어, 피치, 롤, 요)이 자기 추진식 디바이스가 효율적인 충전을 위해 있어야 할 최적의 위치/배향에 상응하는 각도들과 상당히 상이할 때, 충전 인터페이스들 사이에 오정렬이 있다고 자동적으로 판단할 수 있다.
추가사항 또는 대안으로서, (모니터링된 전력에 기반하고/하거나 센서 입력들에 기반하여) 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들이 오정렬되어 있음을 검출하는 것에 응하여, 정렬 검출부(110)는 최대 전력 전달의 위치를 탐색할 수도 있다. 일 실시예에서, 정렬 검출부(110)는 디바이스가 정렬 (또는 최대 전력 전달)을 이루는 것에 더 근접하게 이동되고 있는지 아니면 더 멀리 이동되고 있는지를 판단하는데 모니터링된 전력 및/또는 센서 입력들을 사용함으로써 충전소의 표면 상의 위치를 지능적으로 탐색할 수 있다. 정렬 검출부(110)는 최대량의 전력을 수신하기 위한 위치를 탐색하고 발견하기 위해 구동 시스템(140)을 동적으로 제어할 수 있다. 다른 실시예들에서, 정렬 검출부(110)는 최대 전력의 위치를 탐색하기 위해 (예를 들어, 충전 인터페이스들이 충전 표면 상에서 어디에 위치되어 있는지에 대한 정보를 제공할 수 있는) 충전소에 대한 수신되고/되거나 (예를 들어, 메모리 리소스에 저장되는) 저장된 정보를 이용할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 도 2에 설명되는 단계들은 다수의 디바이스들 상의 리소스들에 의해 구현되는 구성 요소들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 자기 추진식 디바이스는 다른 디바이스(예를 들어, 원격-제어 또는 스마트 폰과 같은 자기 추진식 디바이스로부터 원거리의 제어기)와의 무선 통신을 구현하는 무선 통신 구성 요소를 포함할 수 있다. 무선 통신 구성 요소는 대안적인 구현예들에서 와이파이 프로토콜, 블루투스 프로토콜 또는 다른 프로토콜을 구현할 수 있다. 무선 통신 구성 요소를 사용하여, 자기 추진식 디바이스는 일부 양의 전력이 충전소로부터 수신되고 있다는(예를 들어, 그것이 충전되고 있다는)(단계 200) 정보를 원격 디바이스로 송신할 수 있다.
원격 디바이스는 자기 추진식 디바이스가 자기 추진식 디바이스와 충전소 사이에 오정렬이 있는지를 검출하는데(단계 210) 자기 추진식 디바이스의 메모리 및 프로세싱 리소스들을 사용할 수 있도록 자기 추진식 디바이스로부터 자기 추진식의 전력 송신에 대한 정보 및/또는 현재 상태/위치/배향에 대한 정보를 수신할 수도 있다. 원격 디바이스는 충전소 상에서의 정렬을 이루기 위해(단계 220) 자기 추진식 디바이스의 이동을 제어하는 제어 신호들을 송신할 수 있다. 이러한 시간 동안, 원격 디바이스는 자기 추진식 디바이스의 구동 시스템을 더 양호하게 제어하기 위해 전력 송신의 전력 정보 및/또는 자기 추진식 디바이스의 현재 위치/배향 정보(예를 들어, 실시간 피드백)를 계속해서 수신할 수 있다.
예시적 시나리오들
도 3은 일 실시예에 따른 오정렬을 검출하는 디바이스의 예시적 시나리오를 도시한다. 도 3에서 자기 추진식 디바이스의 작동은 도 1에 설명되는 시스템 및 도 2에 설명되는 방법을 사용함으로써 수행될 수 있다. 특히, 도 3은 충전소의 표면 상에 위치되는 자기 추진식 디바이스의 (예를 들어, 사용자의 시점에서 내려다보는) 평면도를 도시한다. 도 3에서, 사용자는 자기 추진식 디바이스(310)의 전원을 재충전하기 위해 자기 추진식 디바이스(310)를 충전소(320)의 표면 상에 배치하였다. 일 실시예에서, 자기 추진식 디바이스(310)의 충전 인터페이스 및 충전소(320)의 충전 인터페이스는 유도성 충전 인터페이스들일 수 있다. 자기 추진식 디바이스(310)는 그것의 충전 인터페이스의 일부로서 하나 이상의 코일들(312)을 포함할 수 있고 충전소(320)는 그것의 충전 인터페이스의 일부로서 하나 이상의 코일들(322)을 포함할 수 있다.
제공된 예에서, 사용자는 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들이 충전소(320)의 표면의 특정 영역에서(예를 들어, 충전소(320)의 중심 근처에) 정렬되어 있을 것을 가정하였고, 처음에 충전소(320)의 표면의 특정 영역에 자기 추진식 디바이스(310)를 배치하였다. 그러나 도 3에 도시된 바와 같이, 자기 추진식 디바이스(310)의 충전 인터페이스의 코일(312) 및 충전소(320)의 충전 인터페이스의 코일(322)은 오정렬되어 있다(330)(예를 들어, 그것들은 실질적으로 서로와 정렬되지 않는다). 오정렬(330)이 존재하므로, 전력 송신은 최적화되지 않았다(예를 들어, 그것은 효율적이지 않다).
자기 추진식 디바이스(310)가 적어도 일부 양의 전력이 충전 인터페이스들을 통하여 송신될 수 있도록 충전소(320)와 접촉하도록 배치될 때, 자기 추진식 디바이스(310)는 충전이 개시되었다고 판단할 수 있다. 자기 추진식 디바이스(310)는 오정렬(330)이 충전 인터페이스들 사이에 존재하는지를 검출할 수 있고 전력 송신 정보 및/또는 현재 디바이스 상태/위치/배향 정보에 기반하여 오정렬의 양을 결정할 수도 있다. 이러한 정보에 기반하여, 자기 추진식 디바이스(310)는 정렬을 이루기 위해(예를 들어, 오정렬(330)을 교정하거나 감소시키기 위해) 충전소(320)에 대하여 자동적으로 그 자체를 이동시키거나 재위치시킬 수 있다. 예를 들어, 자기 추진식 디바이스(310)는 그것의 충전 인터페이스의 하나 이상의 코일들(312)을 충전소(320)의 충전 인터페이스의 하나 이상의 코일들(322)과 실질적으로 정렬하도록 그것의 구동 시스템을 제어할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스 및 충전소의 예시적 시나리오를 도시한다. 특히, 도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 충전소와 도킹되거나 충전소와 접촉하도록 배치되는 자기 최적화 전력 전달 디바이스의 단면도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b에서 자기 추진식 디바이스의 작동은 도 1에 설명되는 시스템 및 도 2에 설명되는 방법을 이용함으로써 수행될 수 있다.
도 4a 및 도 4b의 예시적 시나리오는 사용자가 자기 추진식 디바이스 및 충전소의 충전 인터페이스들을 수동으로 정렬하는 것을 시도할 시에 직면할 가능성이 있는 과제를 도시한다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에서의 디바이스(410)가 구의 형상을 가지므로, (예를 들어, 원격 제어 장난감 자동차와 비교하여) 디바이스의 상단 또는 하단이 없다. 이에 따라, (특히 충전 인터페이스(412)가 노출된 전기적 접촉들이 없는 유도성 충전 인터페이스이면) 디바이스(410)의 충전 인터페이스(412)가 위치되는 곳을 사용자가 정확하게 아는 것이 어려울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자기 추진식 디바이스(410)는 구 형상의 하우징을 가질 수 있다. 충전소(420)는 자기 추진식 디바이스(410)가 상부 표면과 접촉하도록 배치될 때(예를 들어, 디바이스(410)가 충전되게 될 때), 자기 추진식 디바이스(410)를 수용하기 위해 윤곽선이 있는 기저 및 상부 표면을 갖는 하우징(예를 들어, 콘센트)을 가질 수 있다. 충전소(420)의 충전 인터페이스(422)는 수신 표면의 중심에서 또는 중심 근처에서 충전소(420)의 하우징 내에 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 충전 인터페이스(422)는 충전 인터페이스(422)의 적어도 일부가 충전소(420)의 하우징의 형상을 반영하여 형상화되도록 형상화될 수 있다. 예를 들어, 충전 인터페이스(422)는 하나 이상의 코일들이 충전소(420)의 하우징의 만곡과 함께 곡선화하도록 감겨질 수 있는 하나 이상의 코일들(예를 들어, 원형으로 감겨지는 와이어들)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 충전 인터페이스(412)는 디바이스(410)의 하우징의 구 형상에 일치하도록 감겨지는 하나 이상의 코일들을 포함할 수 있다.
사용자가 충전소(420)를 사용하여 자기 추진식 디바이스(410)를 충전하기 원할 때, 사용자는 디바이스(410) 내에서 충전 인터페이스(412)의 위치를 추정하고 충전 인터페이스(412)를 충전소(420)의 충전 인터페이스(422)와 정렬하려고 할 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(410)의 하우징은 사용자가 충전 인터페이스(412)를 충전 인터페이스(422)와 정렬하려고 하는 데 사용할 수 있는 하나 이상의 특징들(예를 들어, 충전 인터페이스(412)가 위치되는 곳을 나타내는 디바이스(410)의 하우징의 표면 상의 표시, 또는 충전 인터페이스(412)가 대향하는 표면 상에 있는 것을 사용자에게 나타내는 디바이스(410)의 하우징의 표면 상의 표시)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스(410)는 충전 인터페이스(412) 쪽으로 가중될 수 있다.
도 4a에서, 사용자는 디바이스(410)의 전원을 충전하기 위해 충전소(420)에 자기 추진식 디바이스(410)를 배치하였다. 그러나, 자기 추진식 디바이스(410)의 충전 인터페이스(412) 및 충전소(420)의 충전 인터페이스(422)는 서로로부터 오정렬되어(예를 들어, 실질적으로 정렬되지 않아) 전력이 충전 인터페이스(412)에 의해 최적으로 또는 효율적으로 송신되고/되거나 수신되고 있지 않다. 자기 추진식 디바이스(410)는 (도 1 및 도 2에 설명되는 바와 같이) 충전이 발생했던 것을 검출하고 충전 인터페이스(412)와 충전 인터페이스(422) 사이에 오정렬이 있는 것을 검출한다.
오정렬을 검출하는 것에 응하여, 디바이스(410)는 충전 인터페이스(412) 및 충전 인터페이스(422)가 실질적인 정렬에 도달할 때까지, 충전소(420)의 표면 상에서 자동적으로 이동하도록 야기될 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스(410)의 구동 시스템은 하나 이상의 방향으로, 하나 이상의 속도로 디바이스(410)를 이동시키도록 디바이스(410)의 구형 하우징 내에 다수의 모터들 및 휠들을 포함할 수 있다. 디바이스(410)는 충전 인터페이스들(412, 422)이 정렬을 이루도록 충전소(420)의 수신 표면 내에서 디바이스가 예를 들어, 회전하거나 전후로 움직이도록 구동 시스템을 제어할 수 있다. 디바이스(410)가 실질적인 정렬이 이루어졌다고 판단하면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 디바이스(410)는 충전소(420)에 대하여 정지된 채로 있을 수 있다.
하드웨어 도면
도 5는 일 실시예에 따른 자기 최적화 전력 전달 디바이스의 예시적 하드웨어 도면을 도시한다. 예를 들어 도 1의 맥락으로, 시스템(100)은 도 5에 설명되는 바와 같이 메모리 및 프로세서 리소스들에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 자기 추진식 디바이스(500)는 하나 이상의 프로세서들(510), 메모리 리소스들(520), 하나 이상의 출력 디바이스들(530), (무선 통신 부시스템들을 포함하는) 하나 이상의 통신 부시스템들(540) 및 하나 이상의 센서들(560)을 포함한다. 상이한 구현들에 따르면, 통신 부시스템들(540)은 상이한 매체들 및 프로토콜들(예를 들어, 와이파이, 블루투스, 적외선)을 사용하여 디바이스(500)가 다른 디바이스와 무선 통신을 상호 교환하는 것을 가능하게 한다. 디바이스(500)는 충전 인터페이스(570), 전원(580)(예를 들어, 하나 이상의 전지들) 및 구동 시스템(590)을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(500)는 하나 이상의 입력 메커니즘들(550)(예를 들어, 버튼, 스위치, 터치 감지 입력 디바이스)을 포함할 수도 있다.
프로세서(510)는 예를 들어, 도 1 내지 도 4b에 의해 설명되는 실시예들로 그리고 본 출원의 다른 곳에서 설명되는 하나 이상의 프로세스들, 단계들 및 다른 기능들을 수행하는 소프트웨어 및/또는 다른 로직으로 구성된다. 프로세서(510)는 (도 1로 설명된 바와 같은) 시스템(100)을 구현하기 위해 메모리 리소스들(520)에 저장되는 명령어들 및 데이터로 구성된다. 예를 들어, 정렬 검출부, IMU 및 전력 관리부를 구현하기 위한 명령어들은 디바이스(500)의 메모리 리소스들(520)에 저장될 수 있다. 프로세서(510)는 디바이스(500)의 충전 인터페이스(570)가 충전소의 충전 인터페이스와 실질적으로 정렬되어 있는지 (아니면 오정렬되어 있는지)를 검출하기 위해 명령어들을 실행하고, 오정렬이 검출되면, 정렬을 이루기 위해 충전소의 표면 상에서 디바이스(500)가 그 자체를 이동시키거나 재위치시키도록 구동 시스템(590)을 자동적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(510)는 사용자에게 디바이스(500)의 하나 이상의 작동들의 표시를 제공하기 위해 스피커 또는 하나 이상의 광원들과 같은 출력 디바이스들(530)을 제어할 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 프로세서(510)는 오정렬이 검출되면, 스피커가 소리(예를 들어, 비프(beep)음 또는 버즈(buzz)음)를 출력하게 하거나, 정렬이 이루어지면, 광원이 턴온되게(예를 들어, 적색 색상에 비해 녹색 색상) 할 수 있다. 도 5에는 전원(580)이 충전 인터페이스(570)에만 결합되는 것으로 도시되지만, 디바이스(500)의 다른 구성 요소들이 전력 공급되기 위해 전원(580)에 결합될 수도 있다.
대안적인 실시예들
대안적인 실시예에서, 도 1 및 도 2에 설명되는 바와 같은 시스템 및 방법은 예를 들어, 자동차와 같은 차량의 메모리 및 프로세싱 리소스들에 의해 구현될 수 있다. 유도성 충전 인터페이스와 같은 충전 인터페이스는 그것이 충전소 상에서 제공되는 다른 충전 인터페이스로부터 전력을 수신할 수 있도록 차량의 아래쪽 영역(예를 들어, 지면까지 낮은 영역) 상에 제공될 수 있다. 차량은 인터페이스들이 실질적으로 정렬될 때, 충전 인터페이스가 충전소의 충전 인터페이스로부터 전력을 수신할 수 있도록 예를 들어, 차고 또는 주차장에서 사용자에 의해 충전소 위에 주차될 수 있다. 차량이 주차되고 시스템이 오정렬을 검출하면, 차량 또는 충전 인터페이스는 (예를 들어, 사용자가 차량을 수동으로 이동시킬 필요 없이) 정렬이 이루어질 때까지, 하나 이상의 방향으로 자동적으로 이동하도록 야기될 수 있다.
다른 실시예들에서, 자기 추진식 디바이스는 청소 시간 후에 자동 진공 청소기의 충전소로 자동으로 복귀하는 자동 진공 청소기일 수도 있다.
다른 실시예에서, 시스템(100)의 하나 이상의 구성 요소들은 자기 추진식 디바이스가 충전소의 표면과 접촉하도록 배치될 때(예를 들어, 디바이스가 초기에 충전되고 있을 때), 충전소에 의해 구현될 수 있다. 충전소는 도 1 및 도 2에 대하여 논의된 바와 같이 자기 추진식 디바이스와 무선으로 통신할 수 있는 원격 디바이스일 수 있다. 충전소 또는 독은 자기 추진식 디바이스가 충전소의 충전 인터페이스에 대하여 이동되게 할 수 있는 하나 이상의 기계적 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오정렬이 검출될 때, 충전소의 (충전 인터페이스 바로 위의) 표면의 적어도 일부는 정렬이 이루어질 때까지, 자기 추진식 디바이스가 충전소의 충전 인터페이스에 대하여 회전되거나 이동될 수 있도록 이동할 수 있다.
본원에 설명되는 실시예들이, 다른 개념들, 발상들 또는 시스템과 관계없이, 본원에 설명되는 개별 요소들 및 개념들로 확장되는 것뿐만 아니라 실시예들이 본 출원의 임의의 곳에서 인용되는 요소들의 조합들을 포함하는 것이 고려된다. 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 본원에 상세히 설명되지만, 본 발명이 그러한 명확한 실시예들에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 이에 따라, 많은 변경들 및 변형들이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 하기의 청구항들 및 그것들의 균등물들에 의해 정의된다는 점이 의도된다. 더욱이, 개별적으로 또는 일 실시예의 일부로서 설명되는 특정한 특징은 다른 특징들 및 실시예들이 특정한 특징에 대해 언급하지 않더라도, 다른 개별적으로 설명된 특징들, 또는 다른 실시예들의 부분들과 조합될 수 있다는 점이 고려된다. 따라서, 조합들을 설명하는 것의 부재는 발명자가 그러한 조합들에 대한 권리를 주장하지 못하게 하지 않을 것이다.

Claims (25)

  1. 구형 하우징 및 내부 구동 시스템을 갖는 자기 추진식 디바이스(self-propelled device)의 전원을 충전하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 자기 추진식 디바이스의 하나 이상의 프로세서들에 의해 수행되며,
    상기 자기 추진식 디바이스가 충전 독의 콘센트 내로 위치될 때, 상기 자기 추진식 디바이스의 유도성 충전 인터페이스와 충전 독의 유도성 충전 인터페이스 사이의 오정렬을 검출하는 단계; 및
    상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스와 상기 충전 독의 상기 유도성 충전 인터페이스 사이의 정렬을 이루도록, 상기 오정렬을 검출하는 단계에 응하여, 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 내부 구동 시스템을 상기 충전 독에 대해 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키는 단계를 포함하고
    상기 내부 구동 시스템은 상기 구형 하우징 내에서 상기 자기 추진식 디바이스를 추진하도록 구성되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오정렬을 검출하는 단계는 상기 충전 독으로부터 상기 자기 추진식 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양을 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오정렬을 검출하는 단계는 상기 자기 추진식 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양이 임계량 미만인 것을 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬을 달성하도록 상기 내부 구동 시스템을 상기 충전 독에 대해 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키는 단계는, 상기 자기 추진식 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양이 상기 임계량 미만인 것을 판단하는 단계에 응하여 수행되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오정렬을 검출하는 단계는 상기 충전 독에 대한 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 하나 이상의 각도들을 나타내는 상기 자기 추진식 디바이스의 하나 이상의 센서들로부터 입력을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오정렬을 검출하는 단계는 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 하나 이상의 각도들이 회전의 하나 이상의 임계 각도들과 임계량만큼 상이한 것을 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부 구동 시스템을 상기 정렬을 이루도록 상기 충전 독에 대하여 자동적으로 회전시키는 단계는 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 상기 하나 이상의 각도들이 회전의 하나 이상의 임계 각도들과 상기 임계량만큼 상이한 것을 판단하는 단계에 응하여 수행되는, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서들로부터의 상기 입력은 중력의 아래 방향에 기반하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 구동 시스템을 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키는 단계는, 상기 정렬을 이루도록 상기 내부 구동 시스템의 피치, 롤, 및 요를 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 자기 추진식 디바이스로서,
    구형 하우징;
    전원;
    상기 전원에 결합되는 유도성 충전 인터페이스;
    상기 구형 하우징 내의 내부 구동 시스템; 및
    상기 유도성 충전 인터페이스 및 상기 내부 구동 시스템에 결합되는 제어 메커니즘을 포함하고,
    상기 제어 메커니즘은, (i) 상기 자기 추진식 디바이스가 충전소의 콘센트에 위치될 때, 상기 유도성 충전 인터페이스 및 충전소의 유도성 충전 인터페이스 사이의 오정렬을 검출하도록 구성되며, (ii) 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스와 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스 사이의 정렬을 이루도록, 상기 오정렬을 검출하는 것에 응하여, 상기 내부 구동 시스템을 상기 충전소에 대해 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키도록 구성되고,
    상기 내부 구동 시스템은 상기 구형 하우징 내에서 상기 자기 추진식 디바이스를 추진하도록 구성되는, 자기 추진식 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    하나 이상의 센서들을 더 포함하고, 상기 제어 메커니즘은 상기 오정렬을 검출하기 위해 상기 하나 이상의 센서들을 사용하는, 자기 추진식 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 충전소에 대하여 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 하나 이상의 각도들을 나타내는 상기 하나 이상의 센서들로부터의 입력을 수신함으로써 상기 오정렬을 검출하는, 자기 추진식 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은, 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 상기 하나 이상의 각도들이 회전의 하나 이상의 임계 각도들과 임계량만큼 상이한 것을 판단함으로써 상기 오정렬을 검출하는, 자기 추진식 디바이스.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 충전소로부터의 전력 신호를 분석하고, 상기 자기 추진식 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양이 임계량 미만인 것을 판단함으로써 상기 오정렬을 검출하는, 자기 추진식 디바이스.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 내부 구동 시스템을 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키는 것은, 상기 정렬을 이루도록 상기 내부 구동 시스템의 피치, 롤, 및 요를 조절하는것을 포함하는, 자기 추진식 디바이스.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 자기 추진식 디바이스.
  19. 구형 자기 추진식 디바이스에 대한 충전소로서:
    상기 구형 자기 추진식 디바이스를 수용하기 위한 윤곽선이 있는 콘센트로서, 상기 구형 자기 추진식 디바이스는 유도성 충전 인터페이스를 포함하는, 콘센트; 및
    상기 구형 자기 추진식 디바이스를 충전하는 유도성 충전 인터페이스로서, 상기 구형 자기 추진식 디바이스가 상기 콘센트에 배치되고 상기 구형 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스가 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스와 실질적으로 정렬될 때, 상기 구형 자기 추진식 디바이스를 충전하는, 유도성 충전 인터페이스를 포함하고,
    상기 구형 자기 추진식 디바이스는 상기 구형 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스가 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스와 정렬되도록 자기 회전하도록 구성되는, 충전소.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 충전소는, 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스로부터 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스로의 유도성 전력 전달을 통해 상기 구형 자기 추진식 디바이스로 전력을 전달하는, 충전소.
  21. 유도성 충전 인터페이스를 포함하는 충전소 및 자기 추진식 디바이스를 포함하는 시스템으로서,
    구형 하우징;
    전원;
    상기 전원에 결합되는 유도성 충전 인터페이스;
    내부 구동 시스템; 및
    상기 자기 추진식 디바이스의 상기 내부 구동 시스템 및 상기 유도성 충전 인터페이스에 결합되는 제어 메커니즘을 포함하고,
    상기 제어 메커니즘은, (i) 상기 자기 추진식 디바이스가 충전소의 콘센트에 위치될 때, 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스 및 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스 사이의 오정렬을 검출하도록 구성되며, (ii) 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스와 상기 충전소의 상기 유도성 충전 인터페이스 사이의 정렬을 이루도록, 상기 내부 구동 시스템을 상기 충전소에 대해 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 구형 하우징 내에서 자동적으로 회전시키도록 구성되고,
    상기 내부 구동 시스템은 상기 구형 하우징 내에서 상기 자기 추진식 디바이스를 추진하도록 구성되는, 시스템.
  22. 삭제
  23. 제21항에 있어서,
    상기 자기 추진식 디바이스는 하나 이상의 센서들을 더 포함하고, 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 제어 메커니즘은 상기 오정렬을 검출하기 위해 상기 하나 이상의 센서들을 사용하는, 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 자기 추진식 디바이스의 상기 제어 메커니즘은 (i) 상기 충전소에 대하여 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 하나 이상의 각도들을 나타내는 하나 이상의 센서들로부터의 입력을 수신하고, (ii) 상기 자기 추진식 디바이스의 회전의 상기 하나 이상의 각도들이 회전의 하나 이상의 임계 각도들과 임계량만큼 상이한 것을 판단함으로써 상기 오정렬을 검출하는, 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 자기 추진식 디바이스의 상기 제어 메커니즘은 (i) 상기 자기 추진식 디바이스의 상기 유도성 충전 인터페이스로부터의 전력 신호를 분석하고, (ii) 상기 자기 추진식 디바이스에 의해 수신되는 전력의 양이 임계량 미만인 것을 판단함으로써 상기 오정렬을 검출하는, 시스템.
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