KR102067600B1 - 청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

청소기 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102067600B1
KR102067600B1 KR1020180056132A KR20180056132A KR102067600B1 KR 102067600 B1 KR102067600 B1 KR 102067600B1 KR 1020180056132 A KR1020180056132 A KR 1020180056132A KR 20180056132 A KR20180056132 A KR 20180056132A KR 102067600 B1 KR102067600 B1 KR 102067600B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
obstacle
main body
pattern
distance
light
Prior art date
Application number
KR1020180056132A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190134925A (ko
Inventor
성철모
전형진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020180056132A priority Critical patent/KR102067600B1/ko
Priority to PCT/KR2019/005860 priority patent/WO2019221523A1/ko
Priority to EP19804389.5A priority patent/EP3795051B1/en
Priority to US17/054,814 priority patent/US20210361132A1/en
Publication of KR20190134925A publication Critical patent/KR20190134925A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102067600B1 publication Critical patent/KR102067600B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4002—Installations of electric equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4011—Regulation of the cleaning machine by electric means; Control systems and remote control systems therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A47L9/2826—Parameters or conditions being sensed the condition of the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/008—Manipulators for service tasks
    • B25J11/0085—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0214—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Abstract

본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기는 청소영역을 주행하며, 상기 청소영역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체, 상기 청소영역 내에서 상기 본체를 이동시키는 구동부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 하측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제1 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 상측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제2 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 제1 패턴 조사부에 의해 형성되는 제1 광 패턴과, 상기 제2 패턴 조사부에 의해 형성되는 제2 광 패턴을 포함하는 영상을 소정의 주기마다 촬영하는 카메라 및 상기 카메라에 의해 촬영되는 영상을 이용하여, 상기 바닥으로부터 상방으로 이격된 위치에 제1 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

청소기 및 그 제어방법{CLEANER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 청소기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장애물을 인식할 수 있고, 자율 주행을 수행하는 청소기 및 그 제어 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 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.
최근에는, 로봇 청소기가 청소 영역을 단순히 자율적으로 주행하여 청소를 수행하는 것에서 벗어나 로봇 청소기를 헬스 케어, 스마트홈, 원격제어 등 다양한 분야에 활용하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
한편, 로봇 청소기의 청소영역에는 다양한 종류의 장애물이 존재할 수 있으며, 로봇 청소기는 이러한 장애물을 통과하거나 회피하도록 주행한다.
일반적으로, 로봇 청소기에 적용되는 장애물 감지 기술은, 바닥에 놓인 장애물을 회피하기 위한 목적으로 개발되어 왔다.
따라서, 일반적인 로봇 청소기는 바닥으로부터 떠있는 장애물을 회피하기 어려운 문제점이 있었다.
예를 들어, 부엌의 싱크대 하단의 구조를 고려하면, 바닥으로부터 소정의 거리가 이격된 부분에 단차가 존재할 수 있으며, 이러한 단차에 의해 바닥에 뜨는 장애물이 형성되게 된다.
즉, 로봇 청소기가 이러한 구조로 진입하는 경우, 바닥에는 장애물이 없는 것으로 감지하기 때문에, 본체와 싱크대의 충돌을 방지하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 청소 영역의 바닥으로부터 이격된 장애물을 감지하고, 해당 장애물을 회피할 수 있는 자율 주행 청소기 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 바닥으로부터 떠있는 장애물을 효과적으로 회피하면서도, 청소 시간을 감소시킬 수 있는 자율 주행 청소기 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해, 보다 자연스러운 주행을 수행함으로써, 사용자의 만족도를 증가시킬 수 있는 자율 주행 청소기 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기는, 청소영역을 주행하며, 상기 청소영역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체, 상기 청소영역 내에서 상기 본체를 이동시키는 구동부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 하측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제1 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 상측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제2 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 제1 패턴 조사부에 의해 형성되는 제1 광 패턴과, 상기 제2 패턴 조사부에 의해 형성되는 제2 광 패턴을 포함하는 영상을 소정의 주기마다 촬영하는 카메라 및 상기 카메라에 의해 촬영되는 영상을 이용하여, 상기 바닥으로부터 상방으로 이격된 위치에 제1 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 제어부는 상기 바닥으로부터 상방으로 이격된 위치에 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 본체의 일 측면을 상기 장애물에 지향시킨 상태에서, 상기 제1 장애물을 따라 상기 본체가 이동하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 영상으로부터 상기 제2 광 패턴을 검출하고, 검출된 제2 광 패턴의 형상에 근거하여, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리를 검출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리에 근거하여, 상기 본체의 이동속도가 감소되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 감속 제어에 의해 상기 본체가 정지한 후, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리에 근거하여, 상기 본체가 후진하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리가 미리 설정된 거리 범위 이내로 진입하면, 상기 본체가 소정의 각도만큼 회전되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 본체의 일 측면이 상기 제1 장애물을 지향하면 상기 본체의 회전을 정지시키고, 상기 본체의 일 측면이 상기 제1 장애물을 지향하는 상태에서 상기 본체가 이동하도록 상기 구동부를 제어한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체의 회전이 완료된 시점에 촬영된 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴의 형상을 기준 형상으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 카메라가 영상을 촬영할 때마다, 상기 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴과 상기 기준 형상을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 광 패턴이 상기 기준 형상과 대응되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 영상으로부터 상기 제1 광 패턴을 검출하고, 검출된 제1 광 패턴의 형상에 근거하여, 상기 바닥에 놓여있는 제2 장애물과 상기 본체 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체와 상기 제2 장애물 사이의 거리가 소정의 거리로 유지되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리와, 상기 제2 장애물과 사이의 거리 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리가 유지되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리의 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리와, 상기 제2 장애물과 사이의 거리 중 적어도 하나를 주행 제어의 기준으로 선택하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 광 패턴 중 상기 청소영역의 바닥에 형성된 제1 부분과, 상기 제2 장애물에 형성된 제2 부분을 구분하고, 상기 제2 부분의 길이에 근거하여, 상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리를 소정의 거리로 유지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 로봇 청소기가 청소 영역을 빈틈없이 청소할 수 있도록 코너 영역에서 세밀한 주행을 수행을 수행함으로써, 청소기의 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 지그재그 주행에 의해 청소를 수행하지 못하는 미청소 영역을 최소화함으로써, 청소기에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율 주행을 수행하는 청소기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자율 주행을 수행하는 청소기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자율 주행을 수행하는 청소기의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행을 수행하는 청소기의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 청소기와 충전 스테이션이 청소 영역에 설치되는 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 6 및 도7은 장애물 감지유닛의 전면도와 측면도이다.
도 8은 장애물 탐지 부의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 도이다.
도 9a 내지 도 9e는 제1 패턴 조사부에 의해 조사되는 패턴의 광을 도시한 도이다.
도 10은 광을 조사하는 청소기의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 11은 바닥으로부터 소정의 높이에 형성된 단차를 구비하는 장애물에 대해, 본 발명에 따른 자율 주행 청소기가 광을 조사하는 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기가 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해 주행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기가 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해 주행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 14는 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기가 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해 주행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 15는 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기가 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해 주행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 16은 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기가 바닥으로부터 떠있는 장애물에 대해 주행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 17은 본 발명에서 제안하는 자율 주행 청소기의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 측면도이다.
참고로, 본 명세서에서는 이동 로봇, 로봇 청소기 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는, 바닥의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것이 포함된다.
로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110), 흡입 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함한다.
청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시) 및 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠 유닛(111)이 구비된다. 휠 유닛(111)에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.
휠 유닛(111)은 메인 휠(111a) 및 서브 휠(111b)을 포함한다.
메인 휠(111a)은 청소기 본체(110)의 양측에 각각 구비되어, 제어부의 제어 신호에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 각각의 메인 휠(111a)은 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 메인 휠(111a)은 서로 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다.
서브 휠(111b)은 메인 휠(111a)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 메인 휠(111a)에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다. 이러한 서브 휠(111b)은 후술하는 흡입 유닛(120)에도 구비될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 제어부가 휠 유닛(111)의 구동을 제어함으로써, 로봇 청소기(100)는 바닥을 자율 주행하도록 이루어진다.
한편, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 장착된다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 청소기 본체(110)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
흡입 유닛(120)은 청소기 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하도록 이루어진다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.
본 도면에서는, 흡입 유닛(120)이 청소기 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측면으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 흡입 유닛(120)의 전단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 흡입 유닛(120)의 좌우 양단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.
청소기 본체(110)가 원형으로 형성되고, 흡입 유닛(120)의 후단부 양측이 청소기 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 청소기 본체(110)와 흡입 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 흡입 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 로봇 청소기(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.
상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버부재(129)가 상기 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(129)는 청소기 본체(110) 또는 흡입 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 흡입 유닛(120)의 후단부 양측에 각각 커버부재(129)가 돌출 형성되어, 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치된 것을 보이고 있다.
커버부재(129)는 상기 빈 공간, 즉 청소기 본체(110)와 흡입 유닛(120) 간의 빈 공간의 적어도 일부를 메우도록 배치된다. 따라서, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 것이 방지되거나, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이더라도 장애물로부터 용이하게 이탈 가능한 구조가 구현될 수 있다.
흡입 유닛(120)에서 돌출 형성된 커버부재(129)는 청소기 본체(110)의 외주면에 지지될 수 있다. 만일, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)에서 돌출 형성되는 경우라면, 커버부재(129)는 흡입 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 흡입 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 청소기 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 있다.
흡입 유닛(120)은 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 흡입 유닛(120)이 청소기 본체(110)로 분리되면, 분리된 흡입 유닛(120)을 대체하여 걸레 모듈(미도시)이 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 사용자는 바닥의 먼지를 제거하고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 흡입 유닛(120)을 장착하고, 바닥을 닦고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.
흡입 유닛(120)이 청소기 본체(110)에 장착시, 상술한 커버부재(129)에 의해 상기 장착이 가이드될 수 있다. 즉, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치됨으로써, 청소기 본체(110)에 대한 흡입 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.
청소기 본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 흡입 유닛(120)이 위치하는 청소기 본체(110)의 일측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
센싱 유닛(130)은 청소기 본체(110)의 상하 방향으로 흡입 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 흡입 유닛(120)의 상부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 흡입 유닛(120)이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.
센싱 유닛(130)은 이러한 감지 기능 외의 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성된다. 이에 대하여는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
청소기 본체(110)에는 먼지통 수용부(113)가 구비되며, 먼지통 수용부(113)에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다. 도시된 바와 같이, 먼지통 수용부(113)는 청소기 본체(110)의 타측, 즉 청소기 본체(110)의 뒤쪽에 형성될 수 있다.
먼지통(140)의 일부는 먼지통 수용부(113)에 수용되되, 먼지통(140)의 다른 일부는 청소기 본체(110)의 후방[즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R)]을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.
먼지통(140)에는 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구(140a)와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구(140b)가 형성되며, 먼지통 수용부(113)에 먼지통(140)이 장착시 입구(140a)와 출구(140b)는 먼지통 수용부(113)의 내측벽에 형성된 제1개구(110a) 및 제2개구(110b)와 각각 연통되도록 구성된다.
청소기 본체(110) 내부의 흡기유로는 연통부(120b")와 연통되는 유입구(미도시)부터 제1개구(110a)까지의 유로에 해당하며, 배기유로는 제2개구(110b)부터 배기구(112)까지의 유로에 해당한다.
이러한 연결관계에 따라, 흡입 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로를 거쳐, 먼지통(140)으로 유입되고, 먼지통(140)의 필터 내지는 사이클론을 거치면서 공기와 먼지가 상호 분리된다. 먼지는 먼지통(140)에 집진되며, 공기는 먼지통(140)에서 배출된 후 청소기 본체(110) 내부의 배기유로를 거쳐 최종적으로 배기구(112)를 통하여 외부로 배출된다.
이하의 도 4에서는 로봇 청소기(100)의 구성요소와 관련된 일 실시예가 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100) 또는 이동 로봇은, 통신부(1100), 입력부(1200), 구동부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700) 및 제어부(1800) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이때, 도 4에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 로봇 청소기가 구현될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 이동 로봇에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 이동 로봇이 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.
이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(1500)은 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.
배터리는 로봇 청소기 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.
한편, 구동부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 구동부(1300)는 이동 로봇의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.
한편, 입력부(1200)는 사용자로부터 로봇 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(1200)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(1200)는 확인버튼, 설정버튼 등을 포함할 수 있다. 확인버튼은 감지 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 맵 정보를 확인하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이다.
또한, 입력부(1200)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼, 충전대로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼 등을 포함할 수 있다.
또한, 입력부(1200)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.
한편, 출력부(1500)는, 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.
또한, 출력부(1500)는, 센싱부(1400)가 검출한 이동 로봇 내부의 상태 정보, 예를 들어 이동 로봇에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 센싱부(1400)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(1500)는 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.
출력부(1500)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.
이때, 음향 출력 수단은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(1500)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 이동 로봇은 출력부(1500)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(1100)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.
한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.
통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.
한편, 메모리(1700)는 로봇 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.
상기 메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.
한편, 센싱부(1400)는, 충격 센서, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 하부 카메라 센서, 상부 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
충격 센서는 본체의 외면 중 적어도 하나의 지점에 설치될 수 있으며, 상기 지점에 인가되는 물리력을 감지할 수 있다.
일 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 전방을 지향할 수 있다. 또 다른 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 후방을 지향할 수 있다. 또 다른 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 좌측 또는 우측을 지향할 수 있다.
외부 신호 감지 센서는 이동 로봇의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.
이동 로봇은 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 이동 로봇은 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 전방, 구체적으로 이동 로봇의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 이동 로봇의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다.
전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 이동 로봇은 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.
일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(1800)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 이동 로봇의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 이동 로봇의 전면에 설치될 수 있다.
즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.
일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.
적외선 센서는 초음파 센서와 함께 이동 로봇의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 이동 로봇은 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.
한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 이동 로봇의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.
즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 이동 로봇의 배면에 설치되되, 이동 로봇의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 이동 로봇의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.
일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 이동 로봇의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.
예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.
PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.
PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.
제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.
한편, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.
다른 예로, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 이동 로봇의 들림 현상을 판단할 수도 있다.
한편, 하부 카메라 센서는, 이동 로봇의 배면에 구비되어, 이동 중 하방, 즉, 바닥면(또는 피청소면)에 대한 이미지 정보를 획득한다. 하부 카메라 센서는, 다른 말로 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)라 칭하기도 한다. 하부 카메라 센서는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(1700)에 저장될 수 있다.
또한, 하나 이상의 광원이 이미지 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 이동 로봇이 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 이동 로봇이 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.
하부 카메라 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 하부 카메라 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 이동 로봇의 위치를 산출할 수 있다. 하부 카메라 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(1800)는 다른 수단에 의해 산출한 이동 로봇의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.
한편, 상부 카메라 센서는 이동 로봇의 상방이나 전방을 향하도록 설치되어 이동 로봇 주변을 촬영할 수 있다. 이동 로봇이 복수의 상부 카메라 센서들을 구비하는 경우, 카메라 센서들은 일정 거리 또는 일정 각도로 이동 로봇의 상부나 옆면에 형성될 수 있다.
3차원 카메라 센서는 이동 로봇의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
즉, 3차원 카메라 센서는 이동 로봇과 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.
구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서 3차원 카메라 센서는 기존의 2차원 영상을 획득하는 카메라를 2개 이상 구비하여, 상기 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합하여, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 실시예에 따른 3차원 카메라 센서는 본체의 전방을 향해 하측으로 제1 패턴의 광을 조사하는 제1 패턴 조사부와, 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제2 패턴의 광을 조사하는 제2 패턴 조사부 및 본체의 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 영상 획득부는 상기 제1 패턴의 광과 상기 제2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 적외선 패턴을 조사하는 적외선 패턴 방출부를 구비하고, 적외선 패턴 방출부에서 조사된 적외선 패턴이 피촬영 대상체에 투영된 모양을 캡쳐함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 IR(Infra Red) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 빛을 방출하는 발광부를 구비하고, 발광부에서 방출되는 레이저 중 피촬영 대상체로부터 반사되는 일부를 수신하며, 수신된 레이저를 분석함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
구체적으로, 위와 같은 3차원 카메라 센서의 레이저는 적어도 일방향으로 연장된 형태의 레이저를 조사하도록 구성된다. 일 예에서, 상기 3차원 카메라 센서는 제1 및 제2 레이저를 구비할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 서로 교차하는 직선 형태의 레이저를 조사하고, 제2 레이저는 단일의 직선 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따르면, 최하단 레이저는 바닥 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용되고, 최상단 레이저는 상부의 장애물을 감지하는 데에 이용되며, 최하단 레이저와 최상단 레이저 사이의 중간 레이저는 중간 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용된다.
이하의 도 5에서는 청소영역 내에서 청소기(100)와 충전 스테이션(510)의 설치 양태를 나타내는 일 실시예가 설명된다.
도 5에 도시된 것과 같이, 청소기(100)의 배터리를 충전시키기 위한 충전 스테이션(510)은 청소영역(500) 내에 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 충전 스테이션(510)은 청소영역(500)의 외곽에 설치될 수 있다.
도 5에 도시되지는 않았으나, 충전 스테이션(510)은 서로 다른 종류의 신호를 방출할 수 있는 통신장치(미도시)를 구비하며, 상기 통신장치는 청소기(100)의 통신부(1100)와 무선 통신을 수행할 수 있다.
제어부(1800)는 충전 스테이션(510)으로부터 상기 통신부(1100)에 수신된 신호에 근거하여, 청소기(100)의 본체가 충전 스테이션(510)에 도킹되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
제어부(1800)는 배터리의 잔여 용량이 한계 용량 이하로 떨어지는 경우, 본체를 충전 스테이션(510) 방향으로 이동시킬 수 있으며, 본체가 충전 스테이션(510)에 근접한 경우, 도킹 기능을 개시하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
도 6은 장애물 감지유닛의 전면도이고, 도 7은 장애물 감지유닛의 측면도이다. 도 8은 장애물 감지유닛의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 장애물 감지유닛(100)의 제 1 및 제 2 패턴 조사부(120, 130)는 광원과, 광원으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element)를 포함할 수 있다. 광원은 레이져 다이오드(Laser Diode, LD), 발광 다이오드(Light Emitteing Diode, LED) 등 일 수 있다. 레이져 광은 단색성, 직진성 및 접속 특성에 있어 다른 광원에 비해 월등해, 정밀한 거리 측정이 가능하며, 특히, 적외선 또는 가시광선은 대상체의 색상과 재질 등의 요인에 따라 거리 측정의 정밀도에 있어서 편차가 크게 발생되는 문제가 있기 때문에, 광원으로는 레이져 다이오드가 바람직하다. 패턴생성자는 렌즈, DOE(Diffractive optical element)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 조사부(120, 130)에 구비된 패턴 생성자의 구성에 따라 다양한 패턴의 광이 조사될 수 있다.
제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 패턴의 광(P1, 이하, 제 1 패턴 광이라고 함.)을 본체(10)의 전방 하측을 향해 조사할 수 있다. 따라서, 제 1 패턴 광(P1)은 청소구역의 바닥에 입사될 수 있다.
제 1 패턴 광(P1)은 수평선(Ph)의 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제 1 패턴 광(P1)은 수평선(Ph)과 수직선(Pv)이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성되는 것 또한 가능하다.
제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)는 수직으로, 일렬 배치될 수 있다. 영상 획득부(140)는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)의 하부에 배치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부의 상부에 배치될 수도 있다.
실시예에서, 제 1 패턴 조사부(120)는 상측에 위치하여 전방을 향해 하방으로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하여, 제 1 패턴 조사부(120) 보다 하측에 위치하는 장애물을 감지하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 1 패턴 조사부(120)의 하측에 위치하여 전방을 향해 상방으로 제 2 패턴의 광(P2, 이하, 제 2 패턴 광이라고 함.)을 조사할 수 있다. 따라서, 제 2 패턴 광(P2)은 벽면이나, 청소구역의 바닥으로부터 적어도 제 2 패턴 조사부(130) 보다 높이 위치하는 장애물 또는 장애물의 일정 부분에 입사될 수 있다.
제 2 패턴 광(P2)은 제 1 패턴 광(P1)과 다른 패턴으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 수평선을 포함하여 구성된다. 여기서, 수평선은 반드시 연속한 선분이어야 하는 것은 아니고, 점선으로 이루어질 수도 있다.
조사각(θh)은 제 1 패턴 조사부(120)로부터 조사된 제 1 패턴 광(P1)의 수평조사각을 표시한 것으로, 수평선(Ph)의 양단이 제 1 패턴 조사부(120)와 이루는 각도를 나타내며, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.
제 2 패턴 조사부(130) 역시 제 1 패턴 조사부(120)와 마찬가지로 수평 조사각이, 바람직하게는, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해질 수 있으며, 실시예에 따라서는 제 1 패턴 조사부(120)와 동일한 수평 조사각으로 패턴 광(P2)을 조사할 수 있다.
영상 획득부(140)는 본체(10) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 특히, 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(이하, 획득영상이라고 함.)에는 패턴 광(P1, P2)이 나타나며, 이하, 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간 상에 입사된 패턴 광(P1, P2)이 이미지 센서에 맺힌 상이기 때문에, 패턴 광들(P1, P2)과 같은 도면 부호를 부여하여, 제 1 패턴 광(P1) 및 제 2 패턴 광(P2)과 각각 대응하는 상들을 제1 광 패턴(P1) 및 제2 광 패턴(P2)이라고 하기로 한다.
영상 획득부(140)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 디지털 카메라를 포함할 수 있으며, 디지털 카메라는 이미지센서(미도시)와 영상처리부(미도시)를 포함할 수 있다.
이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.
영상처리부은 이미지센서로부터 출력된 아날로그 신호를 바탕으로 디지털 영상을 생성한다. 영상처리부은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터와, AD컨버터로부터 출력된 디지털 신호에 따라 일시적으로 디지털 정보(digital data)를 기록하는 버퍼 메모리(buffer memory)와, 버퍼 메모리에 기록된 정보를 처리하여 디지털 영상을 구성하는 디지털 신호처리기(DSP:Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.
제어부는 획득영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 광 패턴(P1, P2) 또는 광 패턴(P1, P2)을 구성하는 점, 선, 면 등을 검출할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 주변보다 밝은 픽셀들이 연속됨으로써 구성되는 선분ㄴ들을 추출하여, 제1 광 패턴(P1)을 구성하는 수평선(Ph), 제2 광 패턴(P2)을 구성하는 수평선을 추출할 수 있다.
그러나 이에 한정되지 않고, 디지털 영상으로부터 원하는 형태의 패턴을 추출하는 다양한 기법들이 이미 알려져 있는바, 제어부는 이들 공지된 기술들을 이용하여 제1 광 패턴(P1)과 제2 광 패턴(P2)을 추출할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 대칭으로 배치될 수 있다. 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 거리 h3 만큼 떨어져 상하로 배치되어 제 1 패턴 조사부는 하부로 제 1 패턴 광을 조사하고, 제 2 패턴 조사부는 상부로 제 2 패턴 광을 조사하여 상호 패턴 광이 교차된다.
영상 획득부(140)는 제 2 패턴 조사부로부터 거리 h2 만큼 떨어진 하부에 위치하여, 상하방향에 대하여 화각 θs로 로 본체(10)의 전방의 영상을 촬영한다. 영상 획득부(140)는 바닥면으로부터 거리 h1의 위치에 설치된다. 영상 획득부(140)는 이동 로봇(1)의 본체(10)의 전면부 하단을 구성하는 범퍼(미도시), 또는 주행 또는 청소를 위한 구조물의 형태를 고려하여, 전방을 촬영하는데 방해되지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
제 1 패턴 조사부(120) 또는 제 2 패턴 조사부(130)는 각각의 패턴 조사부(120, 130)를 구성하는 렌즈들의 주축(Optical axis)이 향하는 방향이 일정 조사각을 형성하도록 설치된다.
제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 조사각(θr1)으로 제 1 패턴 광(P1)을 하부에 조사하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 2 조사각(θr2)으로 제 2 패턴 광(P2)을 상부에 조사한다. 이때, 제 1 조사각과 제 2 조사각은 상이한 것을 기본으로 하나 경우에 따라 동일하게 설정될 수 있다. 제 1 조사각과 제 2 조사각은, 바람직하게는 50˚ 내지 75˚ 범위에서 정해지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다. 예를 들어 제 1 조사각은 60 내지 70도 제 2 조사각은 50 내지 55도로 설정될 수 있다. 이동 로봇의 하부 범퍼의 구조 또는 하부 물체감지 거리, 그리고 감지하고자 하는 상부의 높이에 따라 변경될 수 있다.
제 1 패턴 조사부(120) 및/또는 제 2 패턴 조사부(130)로부터 조사된 패턴 광이 장애물에 입사되었을 시, 장애물이 제 1 패턴 조사부(120)로부터 떨어진 위치에 따라, 획득영상에서 광 패턴(P1, P2)의 위치가 달라진다. 예를 들어, 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 소정의 장애물에 입사되었을 시, 장애물이 이동 로봇(1)로부터 가깝게 위치한 것일수록, 획득영상에서 제1 광 패턴(P1)이 높은 위치에 표시되며, 반대로, 제2 광 패턴(P2)은 낮은 위치에 표시된다. 즉, 영상 획득부(140)에 의해 생성되는 영상을 구성하는 행(횡방향으로 배열된 픽셀들로 이루어진 선)에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터를 미리 저장하였다가, 영상 획득부(140)를 통해 획득된 영상에서 검출된 광 패턴(P1, P2)이 소정의 행에서 검출되면, 그 행에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터로부터 장애물의 위치가 추정될 수 있다.
영상 획득부(140)는 렌즈의 주축이 수평한 방향을 향하도록 정렬되고, 도 8에 표시된 θs는 영상 획득부(140)의 화각을 표시한 것으로, 100˚ 이상의 값으로 설정되고, 바람직하게는 100˚ 내지 110˚이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다.
또한, 청소구역의 바닥으로부터 영상 획득부(140)까지의 거리는 대략 60mm 내지 70mm 사이에서 정해질 수 있고, 이 경우, 영상 획득부(140)가 획득한 영상에서 청소구역의 바닥은 영상 획득부로부터 D1 이후부터 나타나며, D2는 획득영상에 나타난 바닥 중에서 제1 광 패턴(P1)이 표시되는 위치이다. 이때, D2에 장애물이 위치하는 경우, 영상 획득부(140)에 의해 장애물에 제 1 패턴 광(P1)이 입사된 영상이 획득될 수 있다. 장애물이 D2보다 이동 로봇에 근접한 경우 입사된 제 1 패턴 광(P1)에 대응하여 제1 광 패턴은 기준위치(ref1)보다 상측에 표시된다.
여기서, 본체(10)로부터 D1까지의 거리는 바람직하게는 100mm 내지 150mm로 이고, D2까지의 거리는 바람직하게는 180mm 내지 280mm 이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, D3는 본체의 전면부 중 가장 돌출된 부분부터 제 2 패턴 광이 입사되는 위치까지의 거리를 나타낸 것으로, 본체는 이동중에 장애물을 감지하므로, 장애물에 충돌하지 않고 전방(상부)의 장애물을 감지할 수 있는 최소한의 거리이다. D3는 대략 23mm 내지 30mm 로 설정될 수 있다.
한편, 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 주행하는 중, 획득영상에 나타난 제1 광 패턴(P1)이 정상상태에서 사라지는 경우 또는 제1 광 패턴의 일부만 표시되는 경우, 이동 로봇(1)의 주변에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다.
장애물정보 획득부(220)는 획득영상에 제1 광 패턴이 표시되지 않는 경우, 이동 로봇(1)의 전방에 위치하는 낭떠러지를 인식할 수 있다. 이동 로봇(1)의 전방에 낭떠러지(예를 들어, 계단)가 존재하는 경우, 제 1 패턴 광이 바닥에 입사되지 않으므로, 획득영상에서 제1 광 패턴(P1)이 사라지게 된다.
장애물정보 획득부(220)는 D2의 길이를 바탕으로, 본체(10)로부터 D2 만큼 떨어진 전방에 낭떠러지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제 1 패턴 광(P1)이 십자 형상인 경우에는 수평선은 사라지고 수직선만 표시됨에 따라 낭떠러지를 판단할 수 있다.
또한, 장애물정보 획득부(220)는 제1 광 패턴의 일부가 표시되지 않는 경우, 이동 로봇(1)의 좌측 또는 우측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 제1 광 패턴의 우측 일부가 표시되지 않는 경우, 낭떠러지가 우측에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 장애물정보 획득부(220)는 파악된 낭떠러지 정보를 바탕으로, 주행제어부(230)는 이동 로봇(1)이 낭떠러지에 빠지지 않는 경로를 따라 주행될 수 있도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 전방에 낭떠러지가 존재하는 경우, 일정거리, 예를 들어 D2 또는 그 이하로 전진하여, 본체의 하부에 설치된 낭떠러지센서를 이용하여, 낭떠러지인지 여부를 다시 한번 확인할 수 있다. 이동 로봇(1)은 획득영상을 통해 낭떠러지를 1차 확인하고, 일정거리 주행하여 낭떠러지 센서를 통해 2차 확인할 수 있다.
도 9a 내지 도 9e는 제 1 패턴 조사부에 의해 조사되는 패턴의 광을 도시한 도이다.
제어부는 영상 획득부(140)로부터 입력되는 획득영상으로부터 제1 광 패턴 또는 제2 광 패턴을 검출하고, 획득영상으로부터 검출된 제1 광 패턴 또는 제2 광 패턴을 분석할 수 있다. 특히, 제어부는 제1 광 패턴의 위치를 정해진 기준위치(ref1)와 비교하여 장애물을 판단한다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 제1 광 패턴(P1)의 수평선이 기준위치(ref1)에 위치하는 경우, 정상상태로 판단한다. 이때 정상상태란, 바닥이 높낮이가 없고 고른, 평편한 상태이고, 전방에 장애물이 존재하지 않아 계속 주행 가능한 상태이다.
제2 광 패턴(P2)은, 전방의 상부에 장애물이 존재하는 경우 장애물에 입사되어 획득영상에 나타나므로, 정상상태에서는 제2 광 패턴(P2)은 나타나지 않는 것이 일반적이다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 광 패턴(P1)의 수평선이 기준위치(ref1)보다 상부에 위치하는 경우, 제어부(1800)는 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단한다.
제어부(1800)는 장애물이 감지되면, 장애물을 회피하여 주행하도록 구동부(1300)를 제어한다. 한편, 제어부(1800)는 제1 광 패턴(P1) 및 제2 광 패턴의 위치와 제2 광 패턴의 표시 여부에 대응하여 감지된 장애물의 위치와 크기를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 주행중에 획득영상에 표시되는 제1 광 패턴과 제2 광 패턴의 변화에 대응하여 장애물의 위치와 크기를 판단할 수 있다.
제어부(1800)는 검출된 장애물의 정보를 바탕으로, 장애물에 대하여 계속 주행할 수 있는지 또는 회피하여 주행할지 여부를 판단하고, 이러한 판단결과에 근거하여 구동부(1300)를 제어한다. 예를 들어 제어부(1800)는 장애물의 높이가 일정 높이 이하로 낮은 경우, 또는 장애물과 바닥 사이에 공간에 진입 가능한 경우에는 주행이 가능하다고 판단한다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 제1 광 패턴(P1)이 기준위치(ref1)보다 낮은 위치에 표시될 수 있다. 제어부(1800)는 제1 광 패턴(P1)이 기준위치보다 낮은 위치에 나타나는 경우, 내리막 경사로가 존재하는 것으로 판단한다. 낭떠러지의 경우 제1 광 패턴(P1)이 사라지므로 낭떠러지와는 구분될 수 있다.
도 9d에 도시된 바와 같이, 제어부(1800)는 제1 광 패턴이 표시되지 않는 경우 주행방향에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다.
또한, 도 9e와 같이, 제1 광 패턴의 일부가 표시되지 않는 경우, 장애물정보 획득부(220)는 좌측 또는 우측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)의 좌측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다.
한편, 제1 광 패턴(P1)이 십자형상인 경우에는 수평선의 위치와, 수직선의 길이를 모두 고려하여 장애물을 판단할 수 있다.
이하 도 10을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 청소기(100)의 제1 및 제2 패턴 조사부가 각각, 청소기의 하측과 상측으로 광을 조사하는 실시예가 설명된다.
도 10에 도시된 것과 같이, 제1 패턴 조사부(620)는 바닥을 향하여 제1 광(601)을 조사할 수 있으며, 제2 패턴 조사부(630)는 본체 상측을 향하여 제2 광(602)을 조사할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 광(601)은 바닥면과 평행한 소정의 면(G)과 제1 각도(θ1)를 형성하고, 제2 광(602)은 상기 면(G)과 제2 각도(θ2)를 형성할 수 있다.
상기 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는 서로 상이할 수 있다. 일 예에서, 상기 제1 각도(θ1)는 제2 각도(θ2)보다 작게 설정될 수 있다.
이하 도 11을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 청소기(100)가 장애물을 감지하는 방법이 설명된다.
도 11에 도시된 것과 같이, 청소기(100)의 제1 패턴 조사부(610)는 바닥 측으로 제1 레이저(3000)를 방사하고, 제2 패턴 조사부(620)는 천정 측으로 제2 레이저(2000)를 방사할 수 있다.
도 11을 참조하면, 장애물이 소정 높이에서 단차를 가지므로, 청소기(100)는 제1 레이저(3000)를 이용하여 장애물을 감지하지 못하지만, 제2 레이저(2000)를 이용하여 장애물을 감지할 수 있다.
도 12 내지 도 15에서는 도 6과 같이 단차를 갖는 장애물의 바닥면과 연결되는 일면에 대응되는 장애물을 제2 장애물(W_L)로 정의한다. 또한, 바닥면과 연결된 장애물의 일면으로부터 돌출된 일면을 제1 장애물(W_H)로 정의한다.
도 12을 참조하면, 청소기(100)는 청소영역에서 미리 설정된 패턴에 따라 주행하는 중에, 본체 전방에 바닥으로부터 이격된 장애물이 존재하는 것을 감지할 수 있다. 즉, 청소기(100)는 청소영역에서 미리 설정된 패턴에 따라 주행하는 중에, 장애물을 감지하는 제1 주행(M1)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 청소기(100)의 제어부(1800)는, 상측으로 조사한 제2 레이저(2000)가 영상 획득부(640)를 통해 촬영되면, 촬영된 영상에 표시되는 제2 광 패턴을 이용하여, 본체 전방에 바닥으로부터 상방으로 이격된 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
아울러, 제어부(1800)는 바닥으로부터 상방으로 이격된 위치에 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 본체의 일 측면을 장애물에 지향시킨 상태에서, 상기 제1 장애물을 따라 본체가 이동하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
일 예에서, 제어부(1800)는 촬영된 영상에 제2 광 패턴이 최초로 검출되면, 본체 전방으로부터 소정의 거리에 바닥으로부터 상방으로 이격된 제1 장애물이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예에서, 제어부(1800)는 영상으로부터 제2 광 패턴을 검출하고, 검출된 제2 광 패턴의 형상에 근거하여, 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리를 검출할 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리가 미리 설정된 기준거리 이하로 진입하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
일 예에서, 제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리에 근거하여, 본체의 이동 속도가 감소되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서, 제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리가 기준거리 이하로 진입하면, 상기 본체가 정지되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 기준거리는 제2 장애물(W_L)과 본체 사이의 거리를 감지할 수 있도록 설정될 수 있다.
제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리가 소정의 거리 이하로 진입하면, 제1 장애물로부터 본체가 소정의 거리만큼 후진되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 청소기(100)는 제1 장애물을 감지한 후 감속 제어를 수행하며, 이에 의해 제1 장애물(W_H) 앞에 정지하게 된다. 이후, 제어부(1800)는 본체를 제1 장애물로부터 뒤로 후진시키는 제2 주행(M2)을 수행할 수 있다.
도 14를 참조하면, 제어부(1800)는 본체의 일 측면이 제1 장애물을 지향하도록 회전하는 제3 주행(M3)을 수행할 수 있다.
일 예에서, 제어부(1800)는 본체를 후진시키는 제2 주행(M2)이 완료된 후, 상기 본체가 90도만큼 회전되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 제어부(1800)는 제2 주행(M2)을 생략하고, 본체와 제1 장애물 사이의 거리에 근거하여, 본체를 회전시키는 제3 주행(M3)을 수행할 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 제1 장애물과 본체 사이의 거리가 미리 설정된 거리 범위 이내로 진입하면, 본체가 소정의 각도만큼 회전되도록 구동부를 제어할 수 있다.
도 15를 참조하면, 제어부(1800)는 본체의 일 측면이 제1 장애물을 지향하면 본체의 회전을 정지시키고, 본체의 일 측면이 제1 장애물을 지향하는 상태에서 본체가 이동하도록 구동부(1300)를 제어하는 제4 주행(M4)을 수행할 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)에 의해 형성되는 외면을 벽으로 감지하고, 상기 제1 장애물(W_H)을 따라 이동하는 팔로잉 이동을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(1800)는 본체를 회전시키는 제3 주행(M3)이 완료된 시점에 촬영된 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴의 형상을 기준 형상으로 설정할 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 본체의 일 측면이 최초로 제1 장애물을 대향하는 시점에 촬영된 영상으로부터 제2 광 패턴의 형상을 검출하여, 이를 기준 형상으로 설정하고, 이후 본체가 제1 장애물을 따라 이동하는 과정에서 새로이 촬영되는 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴과 기준 형상을 비교할 수 있다.
다시 말해, 제어부(1800)는 카메라가 영상을 촬영할 때마다, 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴과 기준 형상을 비교하고, 비교결과에 근거하여 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
일 예에서, 제2 광 패턴이 기준 형상보다 커지면, 상기 제어부(1800)는 본체를 상기 제1 장애물로부터 더 이격되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 제2 광 패턴 중 제1 장애물에 형성되는 부분이, 상기 기준 형상 중 제1 장애물에 대응되는 부분보다 커지면, 상기 제어부(1800)는 본체를 상기 제1 장애물로부터 더 이격되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
다른 예에서, 제어부(1800)는 제2 광 패턴 중 제1 장애물에 형성되는 선분이 영상 내에서 지향하는 방향에 근거하여, 청소기(100)의 조향이 변경되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
상술한 예와 같이, 제어부(1800)는 제2 광 패턴이 기준 형상과 대응되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(1800)는 제2 광 패턴이 최초에 검출된 형상을 유지하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(1800)는 영상으로부터 제1 광 패턴을 검출하고, 검출된 제1 광 패턴의 형상에 근거하여, 바닥에 놓여있는 제2 장애물(W_L)과 상기 본체 사이의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 본체와 제2 장애물(W_L) 사이의 거리가 소정의 거리로 유지되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 제1 장애물(W_H)과 본체 사이의 거리와, 제2 장애물(W_L)과 본체 사이의 거리 중 적어도 하나를 이용하여, 본체가 제1 장애물을 따라 이동하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
제2 광 패턴과 비교하면, 제1 광 패턴은 상대적으로 높은 빈도로 검출되므로, 바닥으로부터 이격된 장애물을 검출하는 과정에서도, 제1 광 패턴을 이용하여, 장애물 감지의 정확도를 증가시킬 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 청소기(100)가 최초에 단차를 구비한 장애물에 진입할 때, 제1 광 패턴(601)을 이용하여 본체와 제2 장애물(W_L) 사이의 거리를 산출하고, 제2 광 패턴(602)을 이용하여 본체와 제1 장애물(W_H) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
이와 같이, 제어부(1800)는 제1 및 제2 장애물과의 거리를 각각 산출하고, 본체와 제1 장애물 사이의 거리가 유지되도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
이때, 제어부(1800)는 청소기(100)의 조향을 제어하기 위하여, 제2 광 패턴(602)을 이용하여 산출한 본체와 제1 장애물(W_H) 사이의 거리를 우선적으로 이용할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 본체와 제1 장애물 사이의 거리의 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여, 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리와, 상기 제2 장애물과 사이의 거리 중 적어도 하나를 주행 제어의 기준으로 선택할 수 있다.
즉, 제어부(1800)는 제1 광 패턴이 급격하게 변화하면 상기 제1 광 패턴의 신뢰성이 감소하므로, 제1 광 패턴 대신 제2 광 패턴을 이용하여, 본체의 조향각을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(1800)는 제1 광 패턴 중 청소영역의 바닥에 형성된 제1 부분과, 제2 장애물에 형성된 제2 부분을 구분할 수 있다. 이때, 제어부(1800)는 제2 부분의 길이에 근거하여, 본체와 제1 장애물 사이의 거리를 소정의 거리로 유지하도록 구동부(1300)를 제어할 수 있다.
도 16을 참조하면, 제어부(1800)는 더이상 제1 장애물이 감지되지 않을 때 까지 본체를 이동시키는 제5 주행(M5)을 수행할 수 있다.
또는, 제어부(1800)는 제1 광 패턴(601)을 이용하여 산출된 본체와 제2 장애물(W_L) 사이의 거리와, 제2 광 패턴(602)을 이용하여 산출된 본체와 제1 장애물(W_H) 사이의 거리가 대응되면, 검출된 장애물은 단차가 없는 벽인 것으로 판단할 수 있다.
도 17을 참조하면, 제어부(1800)는 영상으로부터 검출된 광 패턴을 이용하여 상부 장애물을 감지할 수 있다(S1201). 여기에서, 상부 장애물이란 바닥으로부터 이격된 장애물을 의미한다.
제어부(1800)는 본체 전방에 상부 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 본체의 이동 속도를 감소시킬 수 있다(S1202).
제어부(1800)는 감속 제어(S1202)가 완료되면, 상부 장애물과 관련된 정보를 재확인할 수 있다(S1203). 구체적으로, 제어부(1800)는 감속 제어가 완료된 후, 제1 광 패턴과 제2 광 패턴을 비교함으로써, 상부 장애물이 존재하는지 여부를 검증할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 본체를 제1 거리만큼 후진시킬 수 있다(S1204).
이후, 제어부(1800)는 상부 장애물과의 거리와, 하부 장애물과의 거리를 비교할 수 있다(S1205).
또한, 제어부(1800)는 비교결과에 근거하여, 상부 장애물에 대해 팔로잉 주행을 수행할 수 있다(S1206). 구체적으로, 제어부(1800)는 상부 장애물과 하부 장애물 사이의 거리가 유지되도록 본체를 이동시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 로봇 청소기가 청소 영역을 빈틈없이 청소할 수 있도록 코너 영역에서 세밀한 주행을 수행을 수행함으로써, 청소기의 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 지그재그 주행에 의해 청소를 수행하지 못하는 미청소 영역을 최소화함으로써, 청소기에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 청소영역을 주행하며, 상기 청소영역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체;
    상기 청소영역 내에서 상기 본체를 이동시키는 구동부;
    상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 하측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제1 패턴 조사부;
    상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 상측을 향해 소정의 패턴으로 광을 조사하는 제2 패턴 조사부;
    상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 제1 패턴 조사부에 의해 형성되는 제1 광 패턴과, 상기 제2 패턴 조사부에 의해 형성되는 제2 광 패턴을 포함하는 영상을 소정의 주기마다 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라에 의해 촬영되는 영상을 이용하여, 상기 바닥으로부터 상방으로 이격된 위치에 제1 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 본체의 일 측면을 상기 제1 장애물에 지향시키고 상기 본체의 일측면이 상기 제1 장애물에 지향되면 상기 본체의 회전을 정지시키고, 상기 본체의 일측면을 상기 제1 장애물에 지향시킨 상태에서, 상기 제1 장애물을 따라 상기 본체가 이동하도록 상기 구동부를 제어하며, 상기 본체의 회전이 완료되는 시점에 촬영된 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴의 형상을 기준 형상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상으로부터 상기 제2 광 패턴을 검출하고, 검출된 제2 광 패턴의 형상에 근거하여, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리를 검출하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리에 근거하여, 상기 본체의 이동속도가 감소되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    감속 제어에 의해 상기 본체가 정지한 후, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리에 근거하여, 상기 본체가 후진하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리가 미리 설정된 거리 범위 이내로 진입하면, 상기 본체가 소정의 각도만큼 회전되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라가 영상을 촬영할 때마다, 상기 영상으로부터 검출된 제2 광 패턴과 상기 기준 형상을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 광 패턴이 상기 기준 형상과 대응되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상으로부터 상기 제1 광 패턴을 검출하고, 검출된 제1 광 패턴의 형상에 근거하여, 상기 바닥에 놓여있는 제2 장애물과 상기 본체 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체와 상기 제2 장애물 사이의 거리가 소정의 거리로 유지되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리와, 상기 제2 장애물과 사이의 거리 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리가 유지되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리의 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여, 상기 제1 장애물과 상기 본체 사이의 거리와, 상기 제2 장애물과 사이의 거리 중 적어도 하나를 주행 제어의 기준으로 선택하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 광 패턴 중 상기 청소영역의 바닥에 형성된 제1 부분과, 상기 제2 장애물에 형성된 제2 부분을 구분하고,
    상기 제2 부분의 길이에 근거하여, 상기 본체와 상기 제1 장애물 사이의 거리를 소정의 거리로 유지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 청소기.
KR1020180056132A 2018-05-16 2018-05-16 청소기 및 그 제어방법 KR102067600B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180056132A KR102067600B1 (ko) 2018-05-16 2018-05-16 청소기 및 그 제어방법
PCT/KR2019/005860 WO2019221523A1 (ko) 2018-05-16 2019-05-16 청소기 및 그 제어방법
EP19804389.5A EP3795051B1 (en) 2018-05-16 2019-05-16 Cleaner and method for controlling same
US17/054,814 US20210361132A1 (en) 2018-05-16 2019-05-16 Cleaner and method for controlling same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180056132A KR102067600B1 (ko) 2018-05-16 2018-05-16 청소기 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190134925A KR20190134925A (ko) 2019-12-05
KR102067600B1 true KR102067600B1 (ko) 2020-01-17

Family

ID=68540616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180056132A KR102067600B1 (ko) 2018-05-16 2018-05-16 청소기 및 그 제어방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210361132A1 (ko)
EP (1) EP3795051B1 (ko)
KR (1) KR102067600B1 (ko)
WO (1) WO2019221523A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067600B1 (ko) * 2018-05-16 2020-01-17 엘지전자 주식회사 청소기 및 그 제어방법
KR102070283B1 (ko) * 2018-05-16 2020-01-28 엘지전자 주식회사 청소기 및 그 제어방법
DE102022209066A1 (de) * 2022-08-31 2024-02-29 BSH Hausgeräte GmbH Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150168954A1 (en) 2005-10-21 2015-06-18 Irobot Corporation Methods and systems for obstacle detection using structured light
KR101649665B1 (ko) * 2015-04-29 2016-08-30 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102020215B1 (ko) * 2013-03-23 2019-09-10 삼성전자주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법
KR101620427B1 (ko) * 2014-10-14 2016-05-12 엘지전자 주식회사 로봇 청소기의 제어방법
US9689696B1 (en) * 2015-09-22 2017-06-27 X Development Llc Determining handoff checkpoints for low-resolution robot planning
TWI639021B (zh) * 2016-05-17 2018-10-21 南韓商Ｌｇ電子股份有限公司 行動機器人及其控制方法
KR102147208B1 (ko) * 2016-09-01 2020-08-24 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법
TWI652034B (zh) * 2016-05-17 2019-03-01 Ｌｇ電子股份有限公司 清掃機器人
TWI653964B (zh) * 2016-05-17 2019-03-21 Ｌｇ電子股份有限公司 行動機器人及其控制方法
KR101917116B1 (ko) * 2016-05-17 2018-11-09 엘지전자 주식회사 로봇 청소기
WO2017200347A1 (ko) * 2016-05-20 2017-11-23 엘지전자 주식회사 로봇 청소기
RU2710412C1 (ru) * 2016-05-20 2019-12-26 ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. Робот-пылесос
US10016896B2 (en) * 2016-06-30 2018-07-10 Brain Corporation Systems and methods for robotic behavior around moving bodies
US10462972B2 (en) * 2016-09-15 2019-11-05 Harvestmoore, L.L.C. Methods for automated pruning and harvesting of fruit plants utilizing a graphic processor unit
KR20170134280A (ko) * 2017-10-11 2017-12-06 주식회사 카이트로닉스 멀티 터치 장치 및 그 장치의 동작 방법
KR102067600B1 (ko) * 2018-05-16 2020-01-17 엘지전자 주식회사 청소기 및 그 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150168954A1 (en) 2005-10-21 2015-06-18 Irobot Corporation Methods and systems for obstacle detection using structured light
KR101649665B1 (ko) * 2015-04-29 2016-08-30 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210361132A1 (en) 2021-11-25
WO2019221523A1 (ko) 2019-11-21
KR20190134925A (ko) 2019-12-05
EP3795051A1 (en) 2021-03-24
EP3795051A4 (en) 2022-03-16
EP3795051B1 (en) 2024-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6891289B2 (ja) 掃除機及びその制御方法
KR102329614B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102070283B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102032516B1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
US10591925B2 (en) Cleaner and controlling method thereof
KR101822942B1 (ko) 로봇 청소기 및 이의 제어 방법
KR102070282B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102100474B1 (ko) 인공지능 청소기 및 그 제어방법
KR102432198B1 (ko) 초음파 센서 및 그를 구비하는 로봇 청소기
KR102067600B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102122237B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102294815B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102388583B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
US11969136B2 (en) Vacuum cleaner and control method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant