KR101910382B1 - 자동 이동 장치 및 그 수동 조작 방법 - Google Patents

자동 이동 장치 및 그 수동 조작 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 개시된 실시 예들은 사용자가 직접 자동 이동 장치를 수동으로 조작할 수 있는 다양한 인터페이스를 제공함으로써, 편의성과 효용성을 동시에 제고하기 위한 자동 이동 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 자동 이동 장치는 주행 방식을 저장하는 저장 유닛; 촬영 영상을 획득하는 영상 검출 유닛; 하나 이상의 바퀴를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴를 구동하는 구동 유닛; 및 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하고, 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 주행 방향을 추출하고, 상기 자동 이동 장치가 상기 추출된 주행 방향으로 이동하기 위한 구동 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

자동 이동 장치 및 그 수동 조작 방법{AUTOMATIC MOVING APPARATUS AND MANUAL OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 수동 조작 가능한 자동 이동 장치와 그 수동 조작 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.
본 명세서에 개시된 실시 예들은 사용자가 직접 자동 이동 장치를 수동으로 조작할 수 있는 다양한 인터페이스를 제공함으로써, 편의성과 효용성을 동시에 제고하기 위한 것이다.
본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 자동 이동 장치는 주행 방식을 저장하는 저장 유닛; 촬영 영상을 획득하는 영상 검출 유닛; 하나 이상의 바퀴를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴를 구동하는 구동 유닛; 및 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하고, 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 주행 방향을 추출하고, 상기 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함한다.
한편, 본 명세서에 개시된 다른 일 실시 예에 따른 자동 이동 장치는 주행 방식을 저장하는 저장 유닛; 외부의 단말 장치로부터 제어 정보를 수신하는 통신 유닛; 하나 이상의 바퀴를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴를 구동하는 구동 유닛; 및 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하고, 제2 모드에서 상기 통신 유닛에 의해 수신된 제어 정보로부터 주행 방향을 추출하고, 상기 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 사용자가 간편한 조작으로 자동 이동 장치를 수동으로 조작할 수 있게 된다. 즉, 청소 효과를 극대화할 수 있는데, 특히 자동 조작 모드와 수동 조작 모드를 모두 제공함에 따라 자동 이동 장치의 편리함과 효용성을 동시에 확보할 수 있는 이점이 존재한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 사용자가 수동으로 자동 이동 장치를 간단하게 조작할 수 있게 된다. 즉, 자동 이동 장치가 로봇 청소기이면 청소 효과를 극대화할 수 있다. 특히 자동 조작 모드와 수동 조작 모드를 모두 제공함에 따라 자동 이동 장치의 편리함과 효용성을 동시에 확보할 수 있는 이점이 존재한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기의 수동 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기(100)의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기(100)의 간략 블록도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기(100)의 상세 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기(100)의 외관을 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기(100)의 외관의 하부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 단말 장치(200)의 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9A 내지 도 9C는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기의 설정 화면을 나타내는 도면이다.
도 10A 내지 도 10C는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 11A 및 도 11B는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
도 12A 내지 도 12C는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 또 다른 개념도이다.
도 13은 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 14A 내지 도 14D는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 15A 내지 도 15C는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
도 16A 내지 도 16D는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
도 17은 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 또 다른 개념도이다.
도 18A 및 도 18B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기의 시나리오 설정 화면을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 수동 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 수동 제어 시스템은 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200a 내지 200c)를 포함한다. 로봇 청소기(100)는 제어 신호로부터 제어 명령을 추출하여 상기 제어 명령을 수행하고, 상기 제어 명령에 따라 주변을 촬영하여 영상 정보를 생성할 수 있다. 단말 장치(200)는 상기 로봇 청소기에 접속하고, 상기 로봇 청소기로부터 상기 영상 정보를 수신하여 저장할 수 있다.
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. 수동 제어 시스템은 단말 장치의 종류에 따라 네트워크 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어, 수동 제어 시스템은 휴대폰이나 스마트폰 등의 경우에 3G, CDMA, WCDMA 등의 이동 통신망을 이용할 수 있고, 로봇 청소기와 단말 장치는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 등과 무선 신호를 송수신한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는, 통신 유닛(110)과, 제어 유닛(120)을 포함하여 구성된다. 또, 로봇 청소기(100)는, 영상 검출 유닛(131), 장애물 검출 유닛(132)과, 위치 인식 유닛(133)을 더 포함하여 구성된다. 통신 유닛(110)은, 외부의 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 대한 응답 신호, 하나 이상의 데이터를 전송한다. 제어 유닛(120)은, 상기 제어 신호에 따라 로봇 청소기를 제어하고, 제어 결과에 따른 상기 응답 신호를 생성한다. 제어 유닛(120)은, 제어 신호로부터 청소 시작 명령 또는 청소 중지 명령을 추출하고, 청소 시작 명령에 따라 청소를 수행하거나 또는 청소 중지 명령에 따라 청소를 중지한다.
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 로봇 청소기의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 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 로봇 청소기는 통신 유닛을 구비할 수 있다. 또, 통신 유닛(110)은 단말 장치(200)로부터 로봇 청소기의 청소 예약 정보를 수신한다. 이때, 제어 유닛(120)은 청소 예약 정보를 이용하여 청소를 수행한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 로봇 청소기는, 상방이나 전방을 향하도록 설치되고, 상부 카메라 센서를 구비하여, 로봇 청소기의 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 영상 검출 유닛(131)을 더 포함할 수 있다. 영상 검출 유닛(131)이 복수의 상부 카메라 센서를 구비하는 경우, 카메라 센서들은 일정 거리 또는 일정 각도로 로봇 청소기의 상부나 옆면에 형성될 수 있다. 영상 검출 유닛(131)은 또 다른 형태의 위치 인식 유닛으로 사용될 수 있다. 영상 검출 유닛(131)은, 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 영상 검출 유닛이 촬영한 영상 정보로부터 특징점을 추출하고, 특징점을 이용하여 로봇 청소기의 위치를 인식할 수 있고, 청소 영역에 대한 청소 지도를 생성할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 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 청소 지도를 생성한다.
장애물 검출 유닛(132)은 로봇 청소기의 전방, 즉 도 2 또는 도 5에 도시한 바와 같이, 외주면에 일정 간격으로 설치되는 제1 센서(132a)를 포함한다. 또, 장애물 검출 유닛(132)은 본체의 외측으로 돌출되는 면을 갖도록 설치되는 제2 센서(132b)를 포함할 수 있다. 제1 센서와 제2 센서의 위치와 종류는 로봇 청소기의 기종에 따라 달라질 수 있고, 장애물 검출 유닛은 더 다양한 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서(132a)는 로봇 청소기의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어 유닛(120)에 전달한다. 즉, 제1 센서는, 로봇 청소기의 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 센서(132b)는 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어 유닛에 전달한다. 즉, 제2 센서는 로봇 청소기의 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.
도 6에 도시한 바와 같이, 장애물 검출 유닛(132)은 본체의 하면(저면)에 설치되고, 바닥면의 장애물, 예를 들어 낭떠러지를 감지하는 낭떠러지 센서(132c)를 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.
또, 장애물 검출 유닛(132)은 충전 스테이션이 발신하는 안내 신호를 수신하는 충전 신호 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 로봇 청소기는 충전 신호 센서를 이용하여 충전 스테이션이 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전 스테이션의 위치 및 방향을 확인한다. 충전 스테이션은 로봇 청소기가 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신한다. 로봇 청소기는 충전 스테이션으로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전 스테이션으로 복귀한다. 충전 신호 센서는, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있는데, 일반적으로 적외선 센서가 이용된다. 충전 신호 센서는, 로봇 청소기의 내부나 외부의 일 측에 구비되는데, 예를 들어 출력 유닛(180)의 하부 또는 영상 검출 유닛(131)의 주변에 설치될 수 있다.
출력 유닛(180)은 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다. 또, 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)로부터 배터리의 충전 상태, 배터리 잔량을 수신하여 디스플레이부의 화면의 일측에 배터리의 충전 상태, 배터리 잔량을 표시할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지 신호를 이용하여 로봇 청소기 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 청소 지도를 수정한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 위치 인식 유닛(133)은 로봇 청소기의 배면에 구비되어, 이동 중 하방, 즉 바닥면, 피청소면을 촬영하는 하부 카메라 센서(133a)를 포함한다. 하부 카메라 센서(133a)는, 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)로서, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 하부 카메라 센서는, 로봇 청소기의 미끄러짐과 무관하게 로봇 청소기의 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 로봇 청소기의 위치를 산출한다. 하부 카메라 센서를 이용하여 로봇 청소기의 하방을 관찰하도록 함으로써, 제어 유닛은 다른 수단에 의해 산출한 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정이 가능하다.
위치 인식 유닛(133)은 로봇 청소기의 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 로봇 청소기의 위치를 확인하거나 보정할 수 있다. 그러나, 일반적으로 가속도 센서는 제어 유닛(120)에 내장되어 청소, 이동 시에 발생하는 로봇 청소기 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 로봇 청소기가 이동하거나 청소할 때 회전 방향을 감지하고 회전각을 검출하는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 자이로 센서는, 로봇 청소기의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력한다. 제어 유닛(120)은, 자이로 센서로부터 출력되는 전압 값을 이용하여 회전 방향 및 회전각을 산출한다.
도 4를 참조하면, 위치 인식 유닛(133)은 좌, 우측의 주바퀴(161)에 연결되어 주바퀴의 회전수를 감지하는 휠 센서(Wheel Sensor, 162)를 더 포함할 수 있다. 휠 센서(162)는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)를 주로 사용하고, 로봇 청소기가 청소나 이동할 때 좌측과 우측의 주바퀴의 회전수를 감지하여 출력한다. 제어 유닛(120)은 회전수를 이용하여 좌, 우측 바퀴의 회전 속도를 연산할 수 있다.
제어 유닛(120)은 가속도 센서, 자이로 센서, 휠 센서, 하부 카메라 센서의 검출 정보와 영상 검출 유닛의 영상 정보를 이용하여 정밀하게 위치를 인식할 수 있다. 또, 제어 유닛(120)은 장애물 검출 유닛에 의해 검출된 장애물 정보와 영상 검출 유닛에 의해 인식된 위치를 이용하여 청소 지도를 정밀하게 생성할 수 있다. 통신 유닛(110)은 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 청소 지도, 청소 영역 등을 포함하는 데이터를 단말 장치(200)에 전송한다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 로봇 청소기는 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 청소 지도, 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장 유닛(140)을 더 포함하여 구성된다. 저장 유닛(140)은 로봇 청소기를 제어(구동)하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 또, 저장 유닛(140)은 청소 방식, 주행 방식을 저장할 수 있다. 저장 유닛(140)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.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 로봇 청소기는 청소 유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 청소 유닛(150)은, 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, 청소 유닛(150)은 로봇 청소기 본체의 하부에 회전 가능하게 장착되는 회전솔(151)과, 본체의 수직 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 벽면 등 청소 영역의 모서리나 구석 등을 청소하는 사이드 브러쉬(152)를 더 포함하여 구성된다. 회전솔(151)은 로봇 청소기 본체의 좌우 방향의 축을 중심으로 회전하면서 바닥이나 카페트 등의 먼지를 공기 중으로 부유시킨다. 회전솔(151)의 외주면에는 나선 방향으로 다수개의 블레이드가 구비된다. 나선형의 블레이드 사이에는 브러쉬가 구비될 수 있다.
도 6을 참조하면, 로봇 청소기는 하부 양측에 이동 가능하도록 하는 좌, 우측 주바퀴(161)를 구비한다. 주바퀴의 양측면에는 사용자의 파지가 용이하도록 손잡이가 설치될 수 있다. 도 3 또는 도 4를 참조하면, 로봇 청소기는 좌, 우측 주바퀴(161)와 연결되어 구동하는 구동 유닛(160)을 더 포함할 수 있다. 구동 유닛(160)은 상기 바퀴들을 회전시키는 소정의 휠 모터(Wheel Motor)를 구비하여, 상기 휠 모터를 구동함으로써 로봇 청소기를 이동시킨다. 휠 모터는 각각 주바퀴에 연결되어 주바퀴가 회전하도록 하고, 휠 모터는 서로 독립적으로 작동하며 양방향으로 회전이 가능하다. 또, 로봇 청소기는 배면에 하나 이상의 보조 바퀴를 구비하여 본체를 지지하고, 본체의 하면과 바닥면(피청소면) 사이의 마찰을 최소화하고 로봇 청소기의 이동이 원활하도록 한다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 로봇 청소기는 직접 제어 명령을 입력받는 입력 유닛(170)을 더 포함하여 구성된다. 또, 사용자 등은 입력 유닛을 통해 저장 유닛(140)에 저장된 정보들 중 하나 이상의 정보를 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 입력 유닛(170)은 하나 이상의 버튼으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 입력 유닛(170)은, 확인버튼, 설정버튼을 포함할 수 있다. 확인버튼은 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 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(170)은 예약 정보를 설정하거나 삭제하기 위한 버튼을 구비할 수 있다. 또, 입력 유닛(170)은 청소 모드를 설정하거나 변경하는 버튼을 더 구비할 수 있다. 또, 입력 유닛(170)은 충전 스테이션으로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼을 더 구비할 수 있다. 입력 유닛(170)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력 유닛(170)은 출력 유닛과 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.
출력 유닛(180)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 로봇 청소기의 상부에 구비된다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력 유닛(180)은, 예약 정보, 배터리 상태, 집중 청소, 공간 확장, 지그재그 운전 등의 청소 방식 또는 주행 방식 등을 화면에 표시한다. 출력 유닛(180)은 로봇 청소기를 구성하는 각 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력 유닛(180)은 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 내부 지도, 청소 영역, 청소 지도 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력 유닛(180)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 4를 참조하면, 로봇 청소기는 전원 유닛(190)을 더 포함하여 구성된다. 전원 유닛(190)은, 충전 가능한 배터리를 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급한다. 전원 유닛은 각 유닛들에 구동 전원과, 로봇 청소기가 이동하거나 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 스테이션으로 이동하여 충전 전류를 공급받아 충전된다. 로봇 청소기는, 배터리의 충전 상태를 감지하고, 감지 결과를 제어 유닛(120)에 전송하는 배터리 감지 유닛(미도시)을 더 포함한다. 배터리(191)는 배터리 감지 유닛과 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어 유닛(120)에 전달된다. 배터리 잔량은 출력 유닛의 화면에 표시될 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리(191)는 로봇 청소기의 하부 중앙에 위치할 수도 있고, 먼지통이 본체의 최하단에 위치하도록 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 로봇 청소기은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.
제어 유닛(120)은 미리 기준 값(배터리 잔량)을 설정하고, 배터리 잔량과 기준 값을 비교한다. 비교 결과, 감지 결과가 기준 값 이하이면, 제어 유닛(120)은 로봇 청소기를 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 잔량과 기준 값의 비교 결과에 따라 충전 명령을 수행하거나 이전 동작을 그대로 수행할 수도 있다.
도 7을 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 로봇 청소기(100)에 전송하고, 로봇 청소기(100)로부터 영상 정보 또는 청소 지도를 포함하는 하나 이상의 데이터를 수신한다. 여기서, 하나 이상의 데이터는, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 청소 지도, 청소 영역, 상태 정보 등을 말한다. 제어부(220)는 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터를 이용하여 제어 화면을 생성한다. 여기서, 상기 제어 명령은, 청소 시작 명령 또는 청소 중지 명령을 포함한다. 무선 통신부(210)는 단말 장치(200)와 무선 통신 시스템 사이, 복수의 단말 장치 사이, 또는 단말 장치와 로봇 청소기(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 제어 명령을 입력받는 터치 인식 영역(231)이 형성되고, 제어 화면을 표시한다. 또, 디스플레이부(230)는 통신 방식(예를 들어, Wi-Fi, 3G)에 따른 아이콘을 표시하고, 통신 감도를 표시하고, 로봇 청소기의 배터리 잔량을 표시할 수 있다. 디스플레이부(230)는, 도 8A 이하에 도시한 바와 같이, 상기 제어 화면이 표시되고 상기 제어 명령을 입력받는 일정 크기의 제1 영역(232)과, 상기 제1 영역보다 작거나 같은 크기의 제2 영역(233)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 터치 인식 영역에 청소 시작 명령을 입력받는 청소 시작 아이콘과 청소 중지 명령을 입력받는 청소 중지 아이콘을 교대로 표시할 수 있다. 또, 디스플레이부(230)는 청소 모드를 설정하는 모드 아이콘을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(220)는 모드 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 모드 설정 화면을 생성하고, 디스플레이부는 모드 설정 화면을 표시한다. 또, 디스플레이부는 청소 예약을 설정하는 청소 예약 아이콘을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부는 청소 예약 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 청소 예약 화면을 생성하고, 디스플레이부는 청소 예약 화면을 표시한다.
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 7을 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 로봇 청소기를 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 로봇 청소기(100)에 대한 제어 명령에 대응하는 제어 신호를 생성하고, 데이터와 응답 신호를 이용하여 제어 화면을 생성한다. 여기서, 제어 명령은, 청소 시작, 청소 중지 등의 청소 명령 외에, 이동 명령, 순찰 명령, 충전 명령, 설정 변경 등을 더 포함한다.
도 8은 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정은, 로봇 청소기의 조작 모드를 확인하는 단계(S110), 조작 모드가 자동 모드인 경우에 저장 유닛(140)에 미리 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하는 단계(S120), 조작 모드가 수동 모드인 경우에 영상 검출 유닛(131)에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 주행 방향을 추출하는 단계(S130), 제120 단계에서 추출된 주행 방향 또는 제130 단계에서 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생하는 단계(S140) 및 발생된 구동 신호에 따라 로봇 청소기에 구비된 하나 이상의 바퀴를 구동하는 단계(S150)를 포함한다.
도 9A 내지 도 9C는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기의 설정 화면을 나타내는 도면이다.
로봇 청소기(100) 또는 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)의 설정을 변경할 수 있는 항목을 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100) 또는 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)의 조작 방법을 설정할 수 있는 항목을 제공한다.
도 9A를 참조하면, 로봇 청소기(100)의 조작 방법을 설정할 수 있는 항목을 제공하는 조작 설정 화면(300)은 자동 조작 설정 항목(301) 및 수동 조작 설정 항목(302)을 표시한다. 자동 조작 설정 항목(301) 및 수동 조작 설정 항목(303)은 각각 세부 설정 항목(302 또는 304)을 포함한다. 로봇 청소기(100)는 조작 설정 화면(300)에서 선택된 항목에 따라 자동 또는 수동으로 조작된다.
자동 조작 설정 항목(301)이 선택된 경우, 로봇 청소기(100)는 저장 유닛(140)에 미리 저장된 주행 방식에 의해 조작된다. 그러나, 수동 조작 설정 항목(303)이 선택된 경우, 로봇 청소기(100)는 영상 검출 유닛(131)에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 검출된 감지 대상에 의해 조작되거나, 통신 유닛(110)에 제어 정보를 송신하는 단말 장치(200)에 의해 조작된다.
도 9B를 참조하면, 도 9A에서 자동 조작 설정 항목(301)이 선택된 경우, 자동 조작 설정 화면(310)이 표시된다. 자동 조작 설정 화면(310)은 저장 유닛(140)에 저장된 다수의 시나리오 중 어느 하나를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 어느 하나의 시나리오(312)가 선택되면, 로봇 청소기(100)는 선택된 시나리오(312)에 따라 조작된다. 여기에서, 시나리오는 로봇 청소기가 청소를 수행하는 방식을 저장한 것으로서, 청소 시간, 순서, 위치, 방법 등에 관한 내용을 저장한 것이다.
도 9C를 참조하면, 도 9A에서 수동 조작 설정 항목(303)이 선택된 경우, 수동 조작 설정 화면(320)이 표시된다. 수동 조작 설정 화면(320)은 다수의 조작 수단 중 어느 하나를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 어느 하나의 조작 수단(322)이 선택되면, 로봇 청소기(100)는 선택된 수단(322)에 따라 조작된다.
도 10A 내지 도 10C는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 개념도이다.
본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따르면, 저장 유닛(140)은 주행 방식을 저장하고, 영상 검출 유닛(131)은 촬영 영상을 획득한다. 또한, 구동 유닛(160)은 하나 이상의 바퀴(161)를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴(161)를 구동한다. 그리고, 제어 유닛(120)은 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하고, 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 주행 방향을 추출한다. 또한, 제어 유닛(120)은 상기 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생한다. 한편, 제어 유닛(120)은 주행 방향뿐만 아니라 주행 거리도 함께 추출하여 해당 방향으로 해당 거리만큼 이동하는 구동 신호를 발생할 수 있다.
수동 조작 모드에서, 로봇 청소기(100)는 상부 카메라 센서를 구비한 영상 검출 유닛(131)을 통해 감지 대상의 영상을 획득할 수 있다. 여기에서, 감지 대상이란 움직이는 피사체를 의미하며, 예를 들어, 손과 같이 특징 정보를 갖는 움직이는 특정 피사체를 의미할 수도 있다.
도 10A를 참조하면, 홈(Home)과 같은 특정 영역(400)에서 사용자는 로봇 청소기(100)와 일정 거리를 두고 상부에 손(500)을 위치시킬 수 있다. 로봇 청소기(100)는 실시간으로 로봇 청소기(100)의 위쪽 방향을 촬영하여 사용자의 손(500)을 검출할 수 있다. 상기 특정 영역(400)에서 로봇 청소기(100)는 검출된 사용자의 손(500)이 로봇 청소기의 중앙과 같이 일정 위치의 상부에 항상 위치할 수 있도록 로봇 청소기(100)를 적절한 방향으로 이동시키는 구동 신호를 발생할 수 있다.
즉, 도 10B를 참조하면, 상기 특정 영역(400)에서 사용자는 손(500)을 로봇 청소기(100)의 우측 상부에 위치하도록 이동시킬 수 있다. 그리고, 도 10C를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 검출된 사용자의 손(500)이 로봇 청소기의 중앙 상부에 위치하도록 로봇 청소기(100)를 우측 방향으로 이동시키는 구동 신호를 발생할 수 있다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 사용자의 손(500)이 계속하여 로봇 청소기(100)의 중앙 상부에 위치하게 할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 간편한 조작으로 로봇 청소기(100)가 오염 영역을 청소하게 할 수 있다. 특히, 자동 조작 모드에서 로봇 청소기(100)가 특정 오염 영역을 청소하지 않거나, 집중적으로 청소하고자 하는 경우, 또는 사용자가 특정 오염 영역을 즉시 청소하고자 하는 경우에 효과적일 수 있다.
도 11A 및 도 11B는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
도 11A를 참조하면, 홈(Home)과 같은 특정 영역(600)에서 사용자는 로봇 청소기(100)가 촬영할 수 있는 영역 내에서 오염 영역(610)을 손(500)으로 가리킬 수 있다. 로봇 청소기(100)는 실시간으로 로봇 청소기(100)의 위쪽 방향을 촬영하여 사용자의 손(500)을 검출할 수 있다.
도 11B를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100)를 검출된 사용자의 손(500)이 가리키는 지점으로 이동시키는 구동 신호를 발생할 수 있다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 사용자의 손(500)이 가리키는 지점으로 이동할 수 있다.
도 12A 내지 도 12C는 본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 또 다른 개념도이다.
본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따르면, 제어 유닛(120)은 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 일련의 주행 방향 및 주행 거리를 추출하고, 추출된 일련의 주행 방향 및 주행 거리를 저장 유닛(140)에 저장하고, 저장된 일련의 주행 방향 및 주행 거리로 이동하는 일련의 구동 신호를 발생한다.
도 12A를 참조하면, 홈(Home)과 같은 특정 영역(700)에서 사용자는 로봇 청소기(100)가 촬영할 수 있는 영역 내에서 제1 오염 영역(710)을 손(500)으로 가리킬 수 있다. 이어서, 사용자는 로봇 청소기(100)가 촬영할 수 있는 영역 내에서 제2 오염 영역(720)을 손(500)으로 가리킬 수 있다. 로봇 청소기(100)는 실시간으로 로봇 청소기(100)의 위쪽 방향을 촬영하여 사용자의 손(500)을 검출할 수 있다. 또한, 로봇 청소기(100)는 사용자의 손(500)이 가리키는 지점들을 순차적으로 저장할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 사용자가 손(500)으로 특정 지점을 가리키는 행위를 마친 후, 저장된 지점들을 순차적으로 불러온다.
도 12B를 참조하면, 먼저, 로봇 청소기(100)는 제1 오염 영역(710)을 불러오고, 로봇 청소기(100)를 제1 오염 영역(710)으로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 제1 오염 영역(710)으로 이동하여, 청소를 수행할 수 있다.
도 12C를 참조하면, 이어서, 로봇 청소기(100)는 제2 오염 영역(720)을 불러오고, 로봇 청소기(100)를 제2 오염 영역(720)으로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 제2 오염 영역(720)으로 이동하여, 청소를 수행할 수 있다.
도 13은 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 제어 과정은, 로봇 청소기의 조작 모드를 확인하는 단계(S210), 조작 모드가 자동 모드인 경우에 저장 유닛(140)에 미리 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하는 단계(S220), 조작 모드가 수동 모드인 경우에 통신 유닛(110)에 의해 획득된 제어 정보로부터 주행 방향을 추출하는 단계(S230), 제220 단계에서 추출된 주행 방향 또는 제230 단계에서 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생하는 단계(S240) 및 발생된 구동 신호에 따라 로봇 청소기에 구비된 하나 이상의 바퀴를 구동하는 단계(S250)를 포함한다.
도 14A 내지 도 14D는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 개념도이다.
본 명세서에 개시된 제1 실시 예에 따르면, 저장 유닛(140)은 주행 방식을 저장하고, 통신 유닛(110)은 단말 장치(200)로부터 제어 정보를 수신한다. 또한, 구동 유닛(160)은 하나 이상의 바퀴(161)를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴(161)를 구동한다. 그리고, 제어 유닛(120)은 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 주행 방향을 추출하고, 제2 모드에서 상기 통신 유닛(110)에 의해 수신된 제어 정보로부터 주행 방향을 추출한다. 또한, 제어 유닛(120)은 상기 추출된 주행 방향으로 이동하는 구동 신호를 발생한다. 한편, 제어 유닛(120)은 주행 방향뿐만 아니라 주행 거리도 함께 추출하여 해당 방향으로 해당 거리만큼 이동하는 구동 신호를 발생할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 연결 요청에 따라, 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200) 사이에 연결이 수립될 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 단말 장치(200)로부터 제어 정보를 수신하고, 수신한 제어 정보에 따라 구동될 수 있다. 다시 말해, 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)의 동작을 수동으로 제어할 수 있다.
로봇 청소기(100)와 단말 장치(200)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 기술을 이용하여 연결될 수 있다. 또는, 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200)는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등의 근거리 통신 기술을 이용하여 연결될 수 있다.
단말 장치(200)로부터 로봇 청소기(100)에 전송되는 제어 정보는 주행 방식을 포함할 수 있다. 주행 방식은 주행 방향을 포함할 수 있고, 주행 거리를 더 포함할 수 있다. 제어 정보는 예를 들어, 직접적으로 로봇 청소기(100)가 주행할 방향 또는 방향 및 거리에 관한 파라미터를 포함할 수 있다. 또는, 제어 정보는 예를 들어, 단말 장치(200)가 움직인 방향 또는 방향 및 거리에 관한 파라미터와 같이 간접적으로 로봇 청소기(100)가 주행할 방향 또는 방향 및 거리에 관한 파라미터를 포함할 수 있다.
도 14A를 참조하면, 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200) 사이에 연결이 수립되면, 단말 장치(200)는 수동 제어 화면(800)을 표시할 수 있다. 수동 제어 화면(800)은 청소 지도 영역(810), 조작 도구 영역(820) 및 촬영 영상 영역(830)을 포함할 수 있다.
청소 지도 영역(810)은 영상 검출 유닛(131)에 의해 촬영된 영상 정보를 이용하여 제어 유닛(120)에 의해 생성된 청소 영역에 대한 청소 지도(812)를 표시한다. 청소 지도(812)는 추가적으로 로봇 청소기(100)의 현재 위치를 나타낼 수 있다.
조작 도구 영역(820)은 로봇 청소기(100)의 주행을 조작하는 도구(822)를 표시한다. 로봇 청소기(100)의 주행을 조작하는 도구(822)는 로봇 청소기(100)의 적어도 2차원 움직임을 가능하게 하는 방향 항목(822-1) 및 조작 방향을 나타내는 인디케이터 항목(822-2)을 포함할 수 있다.
촬영 영상 영역(830)은 로봇 청소기(100)로부터 수신한 영상 정보를 표시한다. 영상 정보는 로봇 청소기(100)가 영상 검출 유닛(110)을 통해 주변을 촬영하여 생성한 영상 정보가 될 수 있다. 예컨대, 영상 정보는 로봇 청소기(100)의 정면에 대한 촬영 영상을 포함할 수 있다.
도 14B를 참조하면, 사용자가 로봇 청소기(100)를 특정 방향으로 이동시키고 싶을 때, 사용자는 조작 도구 영역(820)에 표시된 주행 조작 도구(822)를 이용하여 로봇 청소기(100)가 특정 방향으로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 인디케이터 항목(822-2)을 특정 방향으로 드래그함으로써 로봇 청소기(100)가 해당 방향으로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다.
또는, 도 14C를 참조하면, 사용자가 로봇 청소기(100)를 특정 위치로 이동시키고 싶을 때, 사용자는 청소 지도 영역(810)에 표시된 청소 지도(812)를 이용하여 로봇 청소기(100)가 해당 위치로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 청소 지도(812)의 특정 영역을 터치함으로써 로봇 청소기(100)가 해당 위치로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다.
또는, 도 14D를 참조하면, 사용자가 로봇 청소기(100)를 촬영 영상 영역(830)에서 보이는 특정 위치로 이동시키고 싶을 때, 사용자는 촬영 영상 영역(830)에 표시된 촬영 영상을 이용하여 로봇 청소기(100)가 해당 위치로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 촬영 영상의 특정 영역을 터치함으로써 로봇 청소기(100)가 해당 위치로 이동하게 하는 명령을 입력할 수 있다.
도 14B 내지 도 14D에서와 같이 로봇 청소기(100)가 특정 방향 또는 특정 위치로 이동하게 하는 명령이 입력되면, 단말 장치(200)는 해당 명령을 로봇 청소기(100)에 의해 해석될 수 있는 형태의 제어 정보로 송신할 수 있다. 이를 수신한, 로봇 청소기(100)는 제어 정보에서 주행 방향, 또는 주행 방향 및 거리를 추출하고, 해당 방향, 또는 해당 방향 및 거리로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되어 로봇 청소기(100)가 해당 방향, 또는 해당 방향 및 거리로 이동할 수 있다.
도 15A 내지 도 15C는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
로봇 청소기(100)와 단말 장치(200) 사이에 연결이 수립되면, 단말 장치(200)는 단말 장치(200)의 움직임에 관한 정보를 로봇 청소기(100)에 송신할 수 있다. 이를 위해, 단말 장치(200)는 가속도 센서(미도시) 및/또는 자이로 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
도 15A를 참조하면, 홈(Home)과 같은 특정 영역(400)에서 사용자는 로봇 청소기(100)와 일정 거리를 두고 상부에 단말 장치(200)를 위치시킬 수 있다. 단말 장치(200)는 내장된 가속도 센서 및/또는 자이로 센서를 이용하여 움직임을 감지하고, 감지된 움직임에 관한 정보를 로봇 청소기(100)에 송신할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 수신한 움직임에 관한 정보를 분석하고, 단말 장치(200)의 움직임에 대응하는 방향 또는 방향 및 거리만큼 로봇 청소기(100)를 움직이게 하는 구동 신호를 발생할 수 있다.
즉, 도 15B를 참조하면, 상기 특정 영역(900)에서 사용자는 단말 장치(200)를 로봇 청소기(100)의 우측으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 도 15C를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 단말 장치(200)의 움직임에 따라 로봇 청소기(100)는 우측 방향으로 이동시키는 구동 신호를 발생할 수 있다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 우측 방향으로 이동할 수 있다.
도 16A 내지 도 16D는 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 다른 개념도이다.
예를 들어, 사용자의 연결 요청에 따라, 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200) 사이에 연결이 수립될 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 단말 장치(200)로부터 제어 정보를 수신하고, 수신한 제어 정보에 따라 구동될 수 있다. 다시 말해, 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)의 동작을 수동으로 제어할 수 있다.
도 16A를 참조하면, 로봇 청소기(100)와 단말 장치(200) 사이에 연결이 수립되면, 단말 장치(200)는 수동 제어 화면(1000)을 표시할 수 있다. 수동 제어 화면(1000)은 청소 지도 축소 영역(1010), 조작 도구 영역(1020) 및 청소 지도 확대 영역(1030)을 포함할 수 있다.
청소 지도 축소 영역(1010)은 영상 검출 유닛(131)에 의해 촬영된 영상 정보를 이용하여 제어 유닛(120)에 의해 생성된 청소 영역에 대한 축소된 청소 지도(1012)를 표시한다. 축소된 청소 지도(1012)는 추가적으로 로봇 청소기(100)의 현재 위치를 나타낼 수 있다.
조작 도구 영역(1020)은 로봇 청소기(100)의 주행을 조작하는 도구(1022)를 표시한다. 로봇 청소기(100)의 주행을 조작하는 도구(1022)는 로봇 청소기(100)의 적어도 2차원 움직임을 가능하게 하는 방향 항목 및 조작 방향을 나타내는 인디케이터 항목을 포함할 수 있다.
청소 지도 확대 영역(1030)은 상기 생성된 청소 영역에 대한 확대된 청소 지도(1040)를 표시한다. 확대된 청소 지도(1040)는 적어도 하나의 오염 영역(1042, 1044)과 로봇 청소기(100)의 위치를 반영하는 인디케이터(1050)를 포함할 수 있다.
도 16B를 참조하면, 사용자는 확대된 청소 지도(1040) 상에서 청소를 원하는 지점들을 순차적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 확대된 청소 지도(1040) 상에서 제1 오염 영역(1042) 및 제2 오염 영역(1044)을 순차적으로 터치할 수 있다. 그리고, 사용자는 청소 지도 확대 영역(1030)에 표시된 ‘확인’ 버튼을 선택함으로써 지점들의 선택을 종료할 수 있다. 단말 장치(200)는 선택된 지점들에 관한 위치 정보를 포함하는 제어 정보를 로봇 청소기(100)에 송신한다. 로봇 청소기(100)는 제어 정보를 분석하여, 사용자에 의해 선택된 지점들을 순차적으로 저장한다.
도 16C를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 제1 오염 영역(1042)을 불러오고, 로봇 청소기(100)를 제1 오염 영역(1042)으로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 제1 오염 영역(1042)으로 이동하여, 청소를 수행할 수 있다.
도 16D를 참조하면, 이어서, 로봇 청소기(100)는 제2 오염 영역(1044)을 불러오고, 로봇 청소기(100)를 제2 오염 영역(1044)으로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 제2 오염 영역(1044)으로 이동하여, 청소를 수행할 수 있다.
한편, 사용자는 청소 지도 확대 영역(1030) 상에서 로봇 청소기(100)에 의해 생성된 청소 지도를 수정할 수 있다. 이 경우에, 단말 장치(200)는 청소 지도를 수정할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하고, 제공된 사용자 인터페이스를 통해 청소 지도가 수정되면, 수정된 내용을 로봇 청소기(100)에 전송할 수 있다.
도 17은 본 명세서에 개시된 제2 실시 예에 따라 수동 조작 모드에서 로봇 청소기가 구동되는 과정을 나타내는 또 다른 개념도이다.
한편, 단말 장치(200)는 카메라(미도시)를 구비할 수 있다. 이 경우에, 단말 장치(200)는 로봇 청소기(100)가 청소할 영역을 촬영하는 화면(1100)을 제공할 수 있다. 청소 영역 촬영 화면(1100)은 가이드 정보를 표시하는 가이드 영역(1110), 촬영 영상의 미리보기를 제공하는 미리보기 영역(1120) 및 촬영 메뉴를 표시하는 메뉴 영역(1130)을 표시할 수 있다.
사용자에 의해 ‘촬영’ 버튼이 선택되면, 단말 장치(200)는 촬영된 영상을 로봇 청소기(100)에 송신할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 촬영된 영상을 기 촬영된 영상 정보와 비교하고, 특징 정보를 추출하여 해당 위치를 판단한다. 그리고, 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100를 해당 위치로 이동시키는 구동 신호를 발생한다. 구동 신호가 구동 유닛(160)에 인가됨에 따라 좌, 우측 주바퀴(161)가 구동되고, 결과적으로 로봇 청소기(100)는 단말 장치(200)에 의해 촬영된 지점으로 이동하여, 청소를 수행할 수 있다.
도 18A 및 도 18B는 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 로봇 청소기의 시나리오 설정 화면을 나타내는 도면이다.
로봇 청소기(100)는 전술한 수동 조작 모드에서, 사용자에 의해 주행 방향 또는 주행 방향 및 거리가 수동으로 결정되어 구동된다. 이 경우에, 주행 방향 또는 주행 방향 및 거리뿐만 아니라, 주행 순서, 주행 시간 등이 시나리오로 저장될 수 있다.
도 18A에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(100) 또는 단말 장치(200)는 수동 조작 모드에서 수행된 시나리오를 저장할 수 있는 메뉴(1212)를 청소 완료 화면(1200)을 통해 제공할 수 있다. 또한, 도 18B를 참조하면, 사용자는 자동 조작 설정 화면(310)에서 새로 추가된 시나리오(314)를 선택함으로써 수동 조작 모드에서 수행된 주행 방식에 따라 로봇 청소기(100)를 구동할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은, 사용자를 촬영하거나 단말 장치와 로봇 청소기를 네트워크를 통해 연결함으로써 로봇 청소기를 더욱 다양한 방식으로 제어 가능하게 한다.
본 명세서에 개시된 일 실시 예에 의하면, 상술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
본 명세서에 개시된 이동 단말기에 있어서, 상술한 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 주행 방식을 저장하는 저장 유닛;
    촬영 영상을 획득하는 영상 검출 유닛;
    외부의 단말 장치로부터 제어 정보를 수신하는 통신 유닛;
    하나 이상의 바퀴를 구비하고, 구동 신호에 따라 상기 바퀴를 구동하는 구동 유닛; 및
    제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 제1 주행 방향을 추출하거나, 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 제2 주행 방향을 추출하거나, 상기 통신 유닛에 의해 수신된 제어 정보로부터 제3 주행 방향을 추출하고, 자동 이동 장치가 상기 추출된 제1 내지 제3 주행 방향 중 어느 하나로 이동하기 위한 구동 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 단말 장치에서 제2 모드가 선택되면, 제2 모드에서의 조작 수단을 선택하도록 형성된 화면정보가 상기 단말 장치에 출력되도록 상기 통신 유닛을 제어하고,
    상기 화면정보에서 단말 장치가 조작 수단으로 선택되면, 상기 단말 장치에서 센싱된 단말 장치의 움직임과 관련된 정보를 상기 통신 유닛을 통해 수신하며,
    상기 수신된 단말 장치의 움직임에 관한 정보에 근거하여, 상기 자동 이동 장치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 제1 주행 거리를 더 추출하고, 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 제2 주행 거리를 더 추출하고, 상기 자동 이동 장치가 상기 추출된 제1 또는 제2 주행 방향 및 상기 추출된 제1 또는 제2 주행 거리로 이동하기 위한 구동 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 상기 감지 대상에 의해 지시되는 일련의 주행 방향 및 주행 거리를 추출하고, 상기 추출된 일련의 주행 방향 및 주행 거리를 상기 저장 유닛에 저장하고, 상기 자동 이동 장치가 상기 저장된 일련의 주행 방향 및 주행 거리로 이동하기 위한 일련의 구동 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 제2 모드에서 상기 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 상기 감지 대상의 움직임 정보를 검출하고, 상기 검출된 움직임 정보에 근거하여 상기 주행 방향을 추출하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 저장 유닛은,
    상기 제2 모드에서 상기 구동 유닛의 구동 결과를 새로운 주행 방식으로 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  6. 자동 이동 장치의 조작 모드를 판단하는 단계;
    상기 조작 모드가 제1 모드인 경우에, 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 제1 주행 방향을 추출하는 단계;
    상기 조작 모드가 제2 모드인 경우에, 영상 검출 유닛에 의해 획득된 촬영 영상으로부터 감지 대상에 의해 지시되는 제2 주행 방향을 추출하거나 통신 유닛에 의해 수신된 제어 정보로부터 제3 주행 방향을 추출하는 단계;
    상기 자동 이동 장치가 상기 추출된 제1 내지 제3 주행 방향 중 어느 하나로 이동하기 위한 구동 신호를 발생하는 단계; 및
    상기 발생된 구동 신호에 따라 상기 자동 이동 장치의 바퀴를 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 통신 유닛을 통해 통신 연결된 단말 장치에서 제2 모드가 선택되면, 제2 모드에서의 조작 수단을 선택하도록 형성된 화면정보가 상기 단말 장치에 출력되도록 상기 통신 유닛을 제어하는 단계;
    상기 화면정보에서 단말 장치가 조작 수단으로 선택되면, 상기 단말 장치에서 센싱된 단말 장치의 움직임과 관련된 정보를 상기 통신 유닛을 통해 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 단말 장치의 움직임에 관한 정보에 근거하여, 상기 자동 이동 장치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치의 동작 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 제1 모드에서 상기 저장 유닛에 저장된 주행 방식으로부터 제1 주행 거리를 더 추출하고, 제2 모드에서 상기 통신 유닛에 의해 수신된 제어 정보로부터 제3 주행 거리를 추출하고, 상기 자동 이동 장치가 상기 추출된 제1 또는 제3 주행 방향 및 제1 또는 제3 주행 거리로 이동하기 위한 구동 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 주변을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 영상 검출 유닛을 더 포함하고,
    상기 통신 유닛은,
    상기 영상 정보를 상기 단말 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 제어 정보는,
    상기 단말 장치의 움직임에 관한 정보인 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    청소 지도를 생성하고,
    상기 통신 유닛은,
    상기 청소 지도를 상기 단말 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제어 정보는,
    상기 청소 지도 상의 일련의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 제어 정보는,
    상기 단말 장치에 의해 촬영된 영상 정보를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 영상 정보를 분석하여 상기 청소 지도 상의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 통신 유닛은,
    상기 청소 지도의 수정 정보를 수신하고,
    상기 수정 정보를 이용하여 상기 청소 지도를 수정하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 저장 유닛은,
    상기 구동 유닛의 구동 결과를 새로운 주행 방식으로 저장하는 것을 특징으로 하는 자동 이동 장치.
  16. 삭제
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