KR102115194B1 - 로봇 청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입모터를 구비한 본체, 본체를 이동시키는 주행부, 기설정된 입력 신호가 감지된 것에 응답하여, 청소영역 내에서 본체의 위치를 인식하고 인식된 위치에 근거하여 출발위치를 결정하는 제어부를 포함한다. 제어부는, 결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고, 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로가 설정되면, 그 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행한 후 그 주행경로를 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하도록, 주행부와 흡입모터를 제어한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어방법{A ROBOT CLEANER AND AN CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 자율주행하며 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
청소기는 먼지와 이물질을 흡입하거나 걸레질을 통하여 청소 기능을 수행하는 장치이다. 일반적으로 청소기는 바닥에 대한 청소 기능을 수행하게 되며, 청소기는 이동을 위한 휠을 포함한다. 일반적으로 휠은 청소기 본체에 가해지는 외력에 의해 굴림되어 청소기 본체를 바닥에 대하여 이동시키도록 이루어진다.
그러나, 최근에는 사용자의 조작 없이 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기, 사용자의 조작에 의해 이동되는 노즐을 따라 스스로 이동하는 청소기 등과 같은 자율주행 청소기에 대한 연구가 활발해졌다.
사용자의 조작 없이 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기가 개발됨에 따라, 복수의 로봇 청소기를 사용자의 조작 없이 어느 하나가 다른 하나를 추종하거나 또는 상호 협업하면서 청소시키기 위한 개발의 필요성이 대두되고 있다.
이러한 로봇 청소기는 최초에 모든 미지의 영역들을 탐색 및 이동하면서 청소를 수행한다. 그리고, 이후에는 탐색을 기초로 생성한 지도(map)에 기반하여 학습청소를 수행한다.
그러나, 이러한 학습청소의 경우도 청소영역 전체의 커버리지(coverage)를 중요하게 생각하여 모든 영역을 청소하도록 설계되어 있다. 한편, 사용자가 일부 영역에 대해서만 청소를 하고자 하는 경우 기존과 같이 집 전체를 청소하는 경우 많은 시간이 소요되며, 배터리 소모도 많아진다. 또는, 로봇 청소기가 일부 영역을 청소한 후 사용자가 의도적으로 청소를 종료시켜야만 하는 불편이 따르게 된다.
이에, 본 발명의 일 목적은, 맵상의 청소영역 전체가 아닌 일부 영역을 집중적으로 청소할 수 있는 로봇 청소기 및 그것의 제어방법을 제공하는 데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은, 일부 영역을 집중적으로 청소한 후에는 스스로 동작 종료를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그것의 제어방법을 제공하는 데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은, 원하는 일부 영역을 강한 흡입력으로 천천히 주행하며, 반복적으로 주행하여, 보다 향상된 청소 성능을 갖춘 로봇 청소기 및 그것의 제어방법을 제공하는 데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은, 원하는 일부 영역을 주행하며 청소하는 중에 장애물을 감지한 경우, 집중청소성능을 고려하여 장애물 회피 동작을 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그것의 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입모터를 구비한 본체; 상기 본체를 이동시키는 주행부; 기설정된 입력 신호가 감지된 것에 응답하여, 청소영역 내에서 본체의 위치를 인식하고 인식된 위치에 근거하여 출발위치를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정하고, 상기 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행한 후에 상기 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하도록, 상기 주행부와 상기 흡입모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 주행경로를 상기 제2방향으로 주행하여 상기 출발위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 청소동작을 수행하는 중에 상기 기설정된 신호가 감지된 것에 응답하여, 상기 본체의 현재 수행하는 청소 모드를 종료하고 상기 본체가 상기 설정된 주행경로에 근거하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 경계의 내부영역을 청소영역으로 지정하고, 상기 본체가 상기 내부영역을 이동하는 동안 상기 경계를 벗어나지 않도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제1방향의 주행은 상기 본체가 상기 출발위치으로부터 점진적으로 멀어지는 사각 나선형 주행이고, 상기 제2방향의 주행은 상기 본체가 상기 출발위치에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행인 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 제1방향으로 상기 주행경로의 주행을 완료한 후 상기 출발위치를 바라보는 방향으로 제자리회전하여 방향을 전환하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 기설정된 입력 신호가 감지되면, 상기 흡입력이 이전보다 증가되도록 상기 흡입모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 제1방향으로 상기 주행경로를 주행하는 동안 제1흡입력이 발생되고, 상기 본체가 상기 제2방향으로 상기 주행경로를 주행하는 동안 상기 제1흡입력과 다른 제2흡입력이 발생되도록 상기 흡입모터을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 로봇 청소기는, 상기 본체의 전방에 존재하는 장애물을 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 주행경로를 제1방향 또는 제2방향으로 주행하는 동안 상기 센서를 통해 장애물이 감지된 것에 응답하여, 상기 본체가 상기 출발위치를 향하는 방향으로 상기 장애물을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 감지된 장애물을 피하여 이동할 수 없는 것으로 판단되면, 상기 감지된 장애물 주변을 기설정된 패턴으로 주행한 후에 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체로부터 이격된 위치가 상기 출발위치가 설정된 경우, 상기 인식된 위치에서 상기 출발위치까지의 거리정보를 획득하고 획득된 거리정보에 근거하여 상기 본체가 상기 출발위치로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 가상의 경계가 정해진 크기로 미만으로 설정된 경우, 상기 경계에 인접한 제1지점을 상기 출발위치로 설정하고, 상기 본체가 상기 제1지점으로 이동된 것에 응답하여 상기 제1방향으로의 주행을 건너뛰고 상기 제2방향으로만 주행하면서 청소동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 제1지점으로 이동된 것에 응답하여, 상기 제1지점에서 상기 인식된 위치에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행으로 청소동작을 수행하고, 상기 본체가 상기 인식된 위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어방법은, 기설정된 입력 신호를 감지하는 단계; 기설정된 입력 신호에 응답하여, 본체의 현재 위치를 근거로 출발위치를 결정하는 단계; 결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정하는 단계; 상기 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행한 후 상기 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 일 실시 예에서, 로봇 청소기 본체가 상기 주행경로를 상기 제2방향으로 주행하여 상기 출발위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 로봇 청소기 본체가 상기 주행경로를 제1방향 또는 제2방향으로 주행하는 동안 장애물이 감지되면, 상기 본체가 상기 출발위치를 향하는 방향으로 상기 장애물을 피하여 주행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 맵상의 청소영역 전체가 아닌 일부 영역을 주행속도를 감소시키고 흡입력을 증가시켜서 집중적으로 빠른 시간에 청소할 수 있다. 또, 사용자가 집중청소를 의도적으로 종료시키기 않더라도, 일정 영역을 집중청소한 후에는 자동으로 청소를 종료하므로, 사용자 편의를 제공한다. 또, 집중청소 중에 감지된 장애물에 대한 회피동작이 집중청소영역 내부를 향하도록 이동함으로써, 집중청소성능이 제고된다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 일정 영역을 집중 청소하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d는, 도 5의 흐름도의 각 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 예시 개념도들이다.
도 7, 도 8a, 도 8b, 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 일정 영역을 집중 청소하면서 장애물을 회피하는 방법을 설명하기 위한 흐름도와 개념도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 현재 위치에서 이격된 영역을 집중 청소하는 방법의 예시 개념도이다.
도 10a, 도 10b, 도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 좁은 공간을 집중 청소하는 방법의 예시 개념도이다.
이하, 본 발명에 관련된 로봇 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
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.
본 명세서에서 이동 로봇, 로봇 청소기 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 복수의 청소기는 이하 도 1 내지 도 3에 도시된 구성 중 적어도 일부를 포함하여 이루어질 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), 청소 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함할 수 있다.
청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 또한, 청소기 본체(110)에는 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.
도 3을 참조하면, 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. 또는, 하나의 모터에 구비된 복수의 서로 다른 축에 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 청소 유닛(120)에도 구비될 수 있다.
제어부는 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.
도 1에서, 청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하거나 또는 걸레질을 할 수 있다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.
본 도면에서는, 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측방으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 청소 유닛(120)의 전단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 청소 유닛(120)의 좌우 양단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.
청소기 본체(110)가 원형으로 형성되고, 청소 유닛(120)의 후단부 양측이 청소기 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 청소 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 청소 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 청소 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 청소 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.
청소 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 청소 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 청소기 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 있다.
청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)로 분리되면, 분리된 청소 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 청소 유닛(120)을 장착하고, 바닥을 닦고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.
청소 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 청소 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.
청소 유닛(120)에는 캐스터(castor, 123)가 구비될 수 있다. 캐스터(123)는 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하고, 또한 로봇 청소기(100)를 지지하도록 이루어진다.
청소기 본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 청소 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 청소 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)의 상부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 청소 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 구성될 수 있다.
예로써, 센싱 유닛(130)은 주변의 영상을 획득하기 위한 카메라(131)를 포함할 수 있다. 카메라(131)는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라(131)는 청소기 본체(110) 주변의 영상을 제어부가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 상기 제어부가 청소기 본체(110)의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
또한, 센싱 유닛(130)은 로봇 청소기(100)의 주행 면상 또는 주행 경로 상의 벽체, 가구, 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 배터리 충전을 수행하는 도킹 기기의 존재를 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 천장 정보를 감지하여서, 로봇 청소기(100)의 주행 구역 또는 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.
청소기 본체(110)에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다.
또한, 먼지통(140)에는 먼지통(140)을 덮는 먼지통 덮개(150)가 구비된다. 일 실시예로, 먼지통 덮개(150)는 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성될 수 있다. 먼지통 덮개(150)는 먼지통(140) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(140)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 먼지통 덮개(150)가 먼지통(140)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(150)에 의해 먼지통(140)이 청소기 본체(110)로부터 분리되는 것이 방지될 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 입구와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 청소기 본체(110)에 먼지통(140)의 장착시 상기 입구와 출구는 본체(110)의 내측벽에 형성된 개구(155)를 통해 연통되도록 구성된다. 이에 의하여, 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로와 배기유로가 형성될 수 있다.
이러한 연결관계에 따라, 청소 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), 주행부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800), 청소부(1900) 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. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 설명되는 복수의 로봇 청소기는 이하에서 설명된 구성요소들 중 일부만 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 로봇 청소기가 각각 서로 다른 구성요소로 이루어질 수 있다.
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 출력부(1500)에 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.
제어부(1800)는, 인공 지능 기술에 기반하여 정보들을 처리하는 역할을 수행하는 것으로, 정보의 학습, 정보의 추론, 정보의 지각, 자연 언어의 처리 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(1800)는 머신 러닝(machine running) 기술을 이용하여, 청소기 내에 저장된 정보, 이동 단말기 주변의 환경 정보, 통신 가능한 외부 저장소에 저장된 정보 등 방대한 양의 정보(빅데이터, big data)를 학습, 추론, 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그리고, 제어부(1800)는 상기 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 상기 적어도 하나의 예측된 동작들 중 실현성이 가장 높은 동작이 실행되도록 청소기를 제어할 수 있다.
머신 러닝 기술은 적어도 하나의 알고리즘에 근거하여, 대규모의 정보들을 수집 및 학습하고, 학습된 정보를 바탕으로 정보를 판단 및 예측하는 기술이다. 정보의 학습이란 정보들의 특징, 규칙, 판단 기준 등을 파악하여, 정보와 정보 사이의 관계를 정량화하고, 정량화된 패턴을 이용하여 새로운 데이터들을 예측하는 동작이다.
머신 러닝 기술이 사용하는 알고리즘은 통계학에 기반한 알고리즘이 될 수 있으며, 예를 들어, 트리 구조 형태를 예측 모델로 사용하는 의사 결정 나무(decision tree), 생물의 신경 네트워크 구조와 기능을 모방하는 인공 신경망(neural network), 생물의 진화 알고리즘에 기반한 유전자 프로그래밍(genetic programming), 관측된 예를 군집이라는 부분집합으로 분배하는 군집화(Clustering), 무작위로 추출된 난수를 통해 함수값을 확률로 계산하는 몬테카를로 방법(Monter carlo method) 등이 될 수 있다.
머신 러닝 기술의 한 분야로써, 딥러닝 기술은 인공 신경망(Deap Neuron Network, DNN) 알고리즘을 이용하여, 정보들을 학습, 판단, 처리 중 적어도 하나를 수행하는 기술이다. 인공 신경망(DNN)은 레이어와 레이어 사이를 연결하고, 레이어와 레이어 사이의 데이터를 전달하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 딥러닝 기술은 병렬 연산에 최적화된 GPU(graphic processing unit)를 이용하여 인공 신경망(DNN)을 통하여 방대한 양의 정보를 학습할 수 있다.
제어부(1800)는 외부의 서버 또는 메모리에 저장된 트레이닝 데이터를 이용하며, 소정의 물체를 인식하기 위한 특징을 검출하는 학습 엔진을 탑재할 수 있다. 이때, 물체를 인식하기 위한 특징에는 물체의 크기, 형태 및 음영 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1800)는 청소기에 구비된 카메라를 통해 획득된 영상 중 일부를 학습 엔진에 입력하면, 상기 학습 엔진은 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다.
이와 같이, 학습 엔진을 청소기의 주행에 적용하는 경우, 제어부(1800)는 청소기의 주행에 방해되는 의자 다리, 선풍기, 특정 형태의 발코니 틈과 같은 장애물이 청소기 주변에 존재하는지 여부를 인식할 수 있으므로, 청소기 주행의 효율 및 신뢰도를 높일 수 있다.
한편, 위와 같은 학습 엔진은 제어부(1800)에 탑재될 수도 있고, 외부 서버에 탑재될 수도 있다. 학습 엔진이 외부 서버에 탑재된 경우, 제어부(1800)는 분석의 대상인 적어도 하나의 영상을 상기 외부 서버로 전송하도록 통신부(1100)를 제어할 수 있다.
외부 서버는 청소기로부터 전송받은 영상을 학습 엔진에 입력함으로서, 해당 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다. 아울러, 외부 서버는 인식결과와 관련된 정보를 다시 청소기로 전송할 수 있다. 이때, 인식결과와 관련된 정보는 분석의 대상인 영상에 포함된 객체의 개수, 각 개체의 이름과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
한편, 주행부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 좌, 우측 주바퀴는 독립적으로 움직일 수 있다. 주행부(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 수단(미도시)은 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.
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, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 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.
청소부(1900)는 제어부(1800)로부터 전달되는 제어명령에 따라, 지정된 청소 영역을 청소한다. 청소부(1900)는 지정된 청소 영역의 먼지를 비산시키는 브러쉬(미도시)를 통해 주변의 먼지를 비산시킨 다음, 흡입 팬 및 흡입 모터를 구동하여 비산된 먼지를 흡입한다. 또한, 청소부(1900)는 구성의 교체에 따라 지정된 청소 영역에 걸레질을 수행할 수도 있다.
또한, 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, 2차원 카메라 센서는, 이동 로봇의 일면에 구비되어, 이동 중 본체 주변과 관련된 이미지 정보를 획득한다.
옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 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 옵티컬 플로우 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.
옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 옵티컬 플로우 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 이동 로봇의 위치를 산출할 수 있다. 옵티컬 플로우 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.
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.
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.
또한, 통신부(1100)는 특정 영역 또는 일정 범위 내에 위치한 다른 로봇 청소기(100)와 통신할 수 있다.
한편, 맵에 기반하여 청소동작을 수행하는 로봇 청소기의 경우, 일반적으로 맵에 대응되는 청소영역 전체를 커버리지(coverage) 할 때까지 청소동작을 수행하기 때문에, 청소기간이 오래 걸린다.
이에, 본 발명에서는 로봇 청소기가 일정 영역을 집중적으로 청소할 수 있는 주행 방법을 제안함으로써, 청소의 효율은 높이고 청소시간은 절약되는 로봇 청소기를 구현하였다.
구체적으로, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 흡입력을 발생시키는 흡입모터와 본체를 이동시키는 주행부(1300)와, 흡입모터 및 주행부(1300)의 구동/동작을 제어하는 제어부(1800)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또, 상기 제어부(1800)는 기설정된 입력 신호가 감지된 것에 응답하여, 청소영역 내에서 로봇 청소기 본체의 위치를 인식할 수 있다. 또, 상기 제어부(1800)는 인식된 로봇 청소기의 위치에 근거하여 출발위치를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 출발위치는 로봇 청소기가 집중적으로 청소하려는 일정 영역의 청소시작위치를 의미할 수 있다.
또, 상기 제어부(1800)는, 결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고, 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정할 수 있다. 여기서, 가상의 경계는 상기 출발 위치를 중심으로 확장되거나 임의 지점에 상기 출발 위치를 포함하는 사각 테두리를 의미할 수 있다. 또, 상기 기설정된 패턴은 예를 들어 나선형 패턴일 수 있다.
이와 같이 기설정된 패턴의 주행경로가 설정되면, 상기 로봇 청소기(100)는 설정된 주행경로를 제1방향으로 주행하면서 청소동작을 수행한다. 제1방향으로의 청소동작이 완료되면, 상기 로봇 청소기(100)는 이번에는 설정된 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는(반대되는) 제2방향으로 주행하면서 청소동작을 수행한다. 그에 따라, 일정 영역을 빠른 시간 내에 집중적으로 청소할 수 있다.
이하, 도 5 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)가 일정 영역을 집중 청소하는 방법을 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 5를 참조하면, 먼저 로봇 청소기(100)가 기설정된 입력 신호를 감지하는 단계가 수행된다(S10).
여기서, 상기 '기설정된 입력 신호'는 일정 영역을 집중적으로 청소하기 위한 동작모드의 개시 신호(또는, 트리거 신호)를 의미한다. 상기 기설정된 입력 신호는, 사용자 입력을 통해 생성되거나 또는 기설정된 조건을 만족하는 경우에 자동 생성될 수 있다.
여기서, 상기 사용자 입력은, 예를 들어 로봇 청소기에 구비된 하드키/소프트키/터치스크린에 가해진 입력, 음성입력, 외부기기를 통한 입력 등을 포함할 수 있다.
또, 상기 기 설정된 조건은 특정 위치, 특정 시간/시간대, 정해진 기기와 통신과 연관될 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)가 맵(map)(예를 들어 장애물맵 또는 특징맵)에 기반하여 청소영역을 청소하는 동안에 정해진 특정 위치에 오게 되면, 상기 기설정된 입력 신호가 자동 생성될 수 있다. 또, 예를 들어 특정 시간/시간대에 로봇 청소기(100)에 청소명령이 입력되면, 입력된 청소명령과 상기 기설정된 입력 신호가 제어부(1800)에 함께 제공될 수 있다.
이와 같이 기 설정된 입력 신호가 감지되면, 로봇 청소기(100)의 제어부(1800)는 본체의 현재 위치를 기준으로 출발위치를 설정한다(S20).
여기에서, 상기 출발위치는 로봇 청소기가 집중적으로 청소하려는 일정 영역의 청소시작위치를 의미할 수 있다.
상기 출발위치는 로봇 청소기의 현재 위치와 동일하거나 다를 수 있다.
로봇 청소기(100)의 현재 위치가 출발위치로 결정되는 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부(1800)는 본체가 현재 위치에서 소정 시간 고정 상태(즉, 움직임이 없는 상태)를 유지하도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 제어부(1800)는 로봇 청소기 본체의 전방이 정해진 방위를 향하거나 또는 주행부(1300)에 구비된 메인 및 보조 휠들이 나란하도록 정렬을 수행할 수 있다.
상기 출발위치가 로봇 청소기(100)의 현재 위치와 다른 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부(1800)는 본체가 현재 위치에서 출발위치로 이동하도록 주행부(1800)를 제어할 수 있다.
다음, 로봇 청소기(100)의 제어부(1800)는 결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정한 다음, 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정할 수 있다(S20).
여기서, 상기 가상의 경계는 상기 출발위치를 중심으로 사방으로 확장된 일정 영역의 테두리일 수 있다. 또, 상기 가상의 경계는 일정 영역 내의 임의 위치에 상기 출발 위치를 포함하는 테두리를 의미할 수 있다.
이때, 상기 출발위치와 상기 가상의 경계는 맵(map)에 기초하여 획득된 좌표정보에 근거하여 인식될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기의 제어부는 맵(map)에 기반하여 상기 출발위치에 대한 출발좌표정보를 획득한다. 다음, 획득된 출발좌표정보를 기준으로 사방 또는 일정방향으로 이격된 x, y 경계좌표정보 적어도 3~4개 추가로 획득한다. 상기 제어부는 이와 같이 획득된 4개의 경계좌표정보를 연결함으로써, 맵(map)에 기반하여 설정된 가상의 경계를 인식할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 출발위치나 가상의 경계를 지속적으로 인식하기 위한 별도의 구성(예, 신호송수신기)은 필요하지 않다.
또, 상기 일정 영역은 정해진 크기의 새로운 청소영역, 즉 집중적으로 청소할 영역을 의미한다. 따라서, 상기 가상의 경계는 새로운 청소영역의 외측 경계를 의미한다. 로봇 청소기(100)의 제어부는, 상기 일정 영역의 내측을 청소영역으로 인식하고, 로봇 청소기 본체가 상기 가상의 경계를 벗어나지 않도록 제어하게 된다.
또, 상기 새로운 청소영역 내의 주행경로는 기존과 다르게 설정되는데, 기설정된 패턴의 주행경로를 형성한다. 즉, 기존에는 청소영역에 대해 제1방식의 주행경로가 자동 설정되었다면, 이제는 제1방식과 다른 제2방식의 주행경로로 가변 설정된다. 이는, 단계(S10)의 기설정된 입력 신호에 대응되는 일련의 동작들 중 하나로 수행된다.
구체적으로, 로봇 청소기(100)의 주행경로가 지그재그방식의 주행경로에서 나선형 패턴의 주행경로로 변경 설정된다. 상기 나선형 패턴은, 예를 들어 원 나선형 패턴, 사각 나선형 패턴, 삼각 나선형 패턴, 지그재그 나선형 패턴 중 어느 하나일 수 있다.
또, 상기 기설정된 패턴의 주행경로의 라인의 너비는 점진적으로 증가하거나 또는 감소되는 형태일 수 있다.
또, 상기 기설정된 패턴의 주행경로는 일정 조건을 만족하는 경우, 지나온 경로를 일정 횟수 반복하도록 상기 주행경로가 임시 변형될 수 있다. 예를 들어, 현재 주행경로상에 먼지량이 많은 것으로 감지되면, 로봇 청소기가 지나온 주행경로를 역방향으로 되돌아갔다가 다시 현재 위치로 돌아오는 가변된 주행경로를 일정 횟수 반복할 수 있다.
이와 같이 가상의 경계 내부에 기설정된 패턴의 주행경로가 설정되면, 로봇 청소기의 제어부는, 설정된 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행하도록 주행부와 흡입모터를 제어한다(S40).
여기서, 상기 제1방향은 출발위치로부터 점진적으로 멀어지는 방향이라고 말할 수 있다. 또, 상기 제1방향은 상기 출발위치로부터 점진적으로 멀어지면서 동시에 상기 경계에 점진적으로 접근하는 방향이라고 말할 수 있다.
일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 제1방향으로 설정된 주행경로를 주행하는 동안, 흡입모터의 흡입력을 기존보다 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 기존 대비 청소 성능 및 청소 완료율을 높일 수 있다.
한편, 상기 제1방향으로 설정된 주행경로를 주행하며 청소동작을 완료하면, 이제 로봇 청소기의 제어부는, 상기 설정된 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하도록, 주행부와 흡입모터를 제어한다(S50).
여기서, 상기 제2방향은 제1방향과 주행경로는 동일하고 방향만 전환된 것이다. 따라서, 상기 제2방향은 출발위치에 점진적으로 가까워지는 방향이라고 말할 수 있다. 또, 상기 제1방향은 경계로부터 점진적으로 멀어지면서 상기 출발위치에 점진적으로 가까워지는 방향이라고 말할 수 있다.
일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 제2방향으로 설정된 주행경로를 주행하는 동안, 흡입모터의 흡입력을 기존보다 증가시키되 상기 제1방향으로 주행시보다 감소시킬 수 있다. 또, 필요한 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 제2방향으로 설정된 주행경로를 주행하는 동안, 흡입모터의 흡입력을 기존 및 제1방향으로 주행시보다 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 집중 청소의 효율을 극대화시킬 수 있다.
또, 일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 제2방향으로 설정된 주행경로를 주행하는 동안, 상기 제1방향으로 주행시보다 전방 감지 센서 등의 센서의 민감도 레벨을 감소시킬 수 있다. 이는, 동일한 주행경로로 주행함을 고려한 것이다. 즉, 제1방향으로 주행시 이미 장애물, 바닥의 상태 등을 한번 감지하였으므로, 제2방향으로 주행시 이를 감안하여 센서의 민감도 레벨을 조절하는 것이다.
로봇 청소기가 제1방향으로 설정된 주행경로를 주행하다가 출발위치에 도달하게 되면, 청소동작이 종료된다(S60). 따라서, 사용자가 의도적으로 청소동작을 종료시키기 않더라도, 일정 영역을 집중청소한 후에는 자동으로 청소를 종료하므로, 사용자 편의를 제공한다.
다만, 경우에 따라서는 로봇 청소기가 처음의 출발위치에 도달하기 전에 청소동작이 종료될 수 있다. 예를 들어, 처음의 출발위치에 이동 장애물이 존재하는 것으로 감지되거나 또는 본 발명에 따른 일정 영역에 대한 집중 청소를 종료하는 입력 신호가 감지된 경우, 상기 청소동작이 종료될 수 있다. 따라서, 도 5에서 단계 S60은 선택적으로 수행될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기는 맵(map)에 표시된 청소영역 전체가 아니라, 원하는 일정 영역만 집중적으로 청소할 수 있다. 그에 따라, 특정 영역에 대한 청소 성능은 높이고 청소시간은 단축시킬 수 있다.
이하에서 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d을 참조하여, 도 5의 흐름도의 각 과정을 보다 구체적인 예를 들어 설명하겠다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)의 맵(map)에 대응되는 청소영역(601)을 지그재그방식의 주행경로(602)로 주행하며 청소한다.
이때, 로봇 청소기(100)에 기 설정된 입력 신호가 수신되면, 청소를 중단하고 맵(map)상에서 자신의 현재 위치(즉, 현재 좌표)를 인식한다.
이와 같이 청소동작을 수행하는 중에 기설정된 입력 신호가 감지되면, 로봇 청소기(100)의 제어부는 현재 수행하는 청소 모드, 예를 들어 지그재그 주행 청소 모드를 종료하고 집중 청소 모드에 진입한다.
상기 집중 청소 모드의 진입이 감지되면, 전술한 가상의 경계(610)가 설정되고 설정된 경계의 내측이 새로운 청소영역, 즉 집중청소영역으로 지정된다.
일 실시 예에서는, 로봇 청소기(100)의 동작모드가 지그재그 주행 청소 모드에서 집중 청소 모드로 변경됨에 따라, 기 설정된 피드백 신호(예, 기설정된 소리, 음성, LED 신호 등)이 출력될 수 있다.
이때, 가상의 경계(610)는 집중 청소 모드의 출발위치를 기준으로 결정된다. 그리고, 상기 출발위치는 도 6b에 도시된 바와 같이, 기 설정된 입력 신호가 감지된 시점에 인식된 로봇 청소기(100)의 위치(P)와 일치할 수 있다.
가상의 경계(610)에 의해 집중청소영역이 형성된다. 상기 집중청소영역은, 예를 들어 로봇 청소기(100)의 위치(P)를 기준으로 상하좌우 일정 크기, 예를 들어 1.8 m 내지 2.0 m 확장된 영역일 수 있다.
가상의 경계(610)에 의해 형성된 집중청소영역에는 기존의 지그재그방식의 주행경로(602)과는 다른 주행경로(620)가 설정된다.
상기 다른 주행경로(620)는, 도 6b에 도시된 바와 같이 사각 나선형 패턴의 주행경로일 수 있다. 다만, 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 원 나선형 패턴의 주행경로, 삼각 나선형 패턴의 주행경로, 지그재그 나선형 패턴의 주행경로 등으로 변형하여 구현될 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는 가상의 경계(610)에 의해 집중청소영역이 확정되고, 그 내부에 사각 나선형 패턴의 주행경로가 산출될 때까지 현재 위치(P)에서 주행 정지 상태를 유지할 수 있다. 다만, 도 6a처럼 청소동작 중에 기 설정된 입력 신호가 감지된 경우이면, 주행 정지 상태에서 흡입모터의 구동은 유지한다.
로봇 청소기(100)의 제어부는, 상기 기설정된 입력 신호가 감지되면, 본체의 흡입력이 이전보다 증가되도록 흡입모터를 제어한다. 구체적으로, 가상의 경계와 주행경로가 산출되면, 로봇 청소기가 현재 위치에서 또는 출발위치로 이동한 다음, 로봇 청소기(100)의 흡입력을 '강'으로 변경한다.
그런 다음, 로봇 청소기(100)의 제어부는 이와 같이 집중청소영역에 형성된 주행경로(620)에 근거하여 본체가 이동하도록 주행부를 제어한다. 주행경로(620)에 대한 주행과 청소동작은 방향을 달리하여 적어도 2회 이루어진다.
예를 들어, 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 제1방향의 주행은 로봇 청소기 본체가 출발위치로부터 점진적으로 멀어지는 사각 나선형 주행일 수 있다. 또, 제2방향의 주행은 로봇 청소기 본체가 출발위치에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행일 수 있다.
도 6c는, 설정된 주행경로(620)에 대한 '첫번째' 주행 및 청소동작을 보여주고 있다.
집중청소영역 내에 주행경로(620)가 설정되면, 로봇 청소기(100)는 현재 위치(P)를 출발위치로 하여, 설정된 주행경로(620)를 따라 이동하며 청소동작을 수행한다.
상기 '첫번째' 주행 및 청소동작에서는, 제1방향의 주행경로(620a), 예를 들어 출발위치(P)로부터 점진적으로 멀어지면서 경계의 라인(611)에 점진적으로 가까워지는 방향의 주행경로로 본체가 이동하도록 제어된다.
상기 주행경로(620a)는 '확장형' 사각 나선형 패턴의 주행경로이므로, 초기에는 사각형이 작아서, 주행방향의 전환이 빈번하게 이루어진다. 그리고, 출발 위치(P)로부터 점진적으로 멀어질수록 주행경로(620a)의 사각형이 커지므로, 주행방향이 전환도 더디게 이루어진다.
설정된 주행경로(620)에서, 주행방향의 전환은 로봇 청소기 본체의 전방을 기준으로 항상 우측 90도 방향으로 이루어진다. 로봇 청소기(100)의 제어부는, 주행방향의 전환이 발생하는 시점에, 주행속도는 감소시키고 흡입모터의 흡입력은 증가되도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 주행방향을 전환하는 지점에서 먼지의 흡입력을 더욱 강하게 함으로써, 집중청소모드에 적합하게 청소 성능을 높일 수 있다.
로봇 청소기의 위치가 설정된 주행경로(620)의 끝에 도달하고, 경계의 라인(611)에 근접하면 '첫번째' 주행 및 청소동작이 종료된다. 그러면, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 출발위치(P)를 향하는 방향으로 180도 제자리회전한 다음, 두번째 주행 및 청소동작을 준비한다.
도 6d는, 설정된 주행경로(620)에 대한 '두번째' 주행 및 청소동작을 보여주고 있다.
상기 '두번째' 주행 및 청소동작의 출발위치는 '첫번째' 주행 및 청소동작'이 종료된 지점에서 180도 제자리회전한 위치가 된다.
상기 '두번째' 주행 및 청소동작에서는, 제2방향의 주행경로(620b), 예를 들어 로봇 청소기(100)가 현재 위치로부터 점진적으로 멀어지면서 처음의 출발위치(P) 에 점진적으로 가까워지는 방향의 주행경로로 본체가 이동하도록 제어된다.
주행경로(620b)는 처음의 주행경로(620a)와 경로는 같고 방향만 반대이다. 다만, 다른 실시 예에서는 좀더 꼼꼼한 청소 수행을 위해, 처음의 주행경로(620a)의 주행라인을 조금 비켜서 주행경로(620b)가 설정될 수 있다. 즉, 주행경로(620b)가 처음의 주행경로(620a)의 두 주행라인의 사이에 형성될 수 있다.
주행경로(620b)는 '축소형' 사각 나선형 패턴의 주행경로이므로, 초기에는 주행경로(620a)의 사각형이 커서, 주행방향의 전환이 더디게 이루어진다. 그리고, 출발 위치(P)에 점진적으로 가까워질수록 주행경로(620b)의 사각형이 작아져서, 주행방향이 전환이 더욱 빈번하게 이루어진다.
주행경로(620b)에서, 주행방향의 전환은 로봇 청소기 본체의 전방을 기준으로 항상 좌측 90도 방향으로 이루어진다.
로봇 청소기(100)의 제어부는, 주행방향의 전환이 발생하는 시점마다, 주행속도는 감소시키면서 흡입모터의 흡입력은 증가되도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 주행방향을 전환하는 지점에서 먼지의 흡입력을 더욱 강하게 함으로써, 집중청소모드에 적합하게 청소 성능을 높일 수 있다.
또, 일 실시 예에서는, 설정된 주행경로를 첫번째 주행할 때와 두번째 주행할 때, 주행속도, 흡입력, 센서의 민감도 레벨 중 적어도 하나를 가변시켜서 청소동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 두번째 주행경로(620b)를 주행하는 동안, 처음의 주행경로(620a) 보다 주행속도는 빠르고 흡입력은 다소 감소시켜서 주행할 수 있다. 또, 예를 들어, 두번째 주행경로(620b)를 주행하는 동안, 처음의 주행경로(620a) 보다 장애물을 감지하는 센서의 민감도 레벨이 감소되도록 설정 정보를 변경할 수 있다.
한편, 로봇 청소기의 위치가 주행경로(620b)의 끝에 도달하거나 출발위치(P)에 도달되면, '두번째' 주행 및 청소동작이 종료된다. 로봇 청소기(100)의 제어부는, 기설정된 피드백 신호를 출력한 다음, 집중청소모드를 종료하도록 동작할 수 있다.
이후, 로봇 청소기는 다음 두 가지 동작 중 하나를 수행할 수 있다.
일 예로, 도 6a에 도시된 바와 같이 다시 전체 청소영역에 대하여 지그재그방식의 주행 및 청소동작을 수행할 수 있다. 즉, 집중청소모드에서 지그재그 주행 청소모드로 전환될 수 있다. 그에 따라, 로봇 청소기(100)가 현재 위치에서 경계(610)를 벗어나서 주행 및 청소동작을 계속 수행할 수 있다.
이때, 로봇 청소기(100)의 주행경로 외에, 주행속도, 흡입력, 센서의 민감도 레벨이 원 상태대로 자동 복귀한다.
다른 예로, 일정 시간의 경과 후, 로봇 청소기(100)의 전원을 오프(off) 시키고, 지정된 위치(예, 충전 스테이션)으로 복귀하도록 본체를 이동시킬 수 있다. 다만, 일정 시간 내에 기설정된 입력 신호가 감지되면, 도 6b 내지 도 6d를 참조하여 설명한 이상의 과정이 다시 반복될 수 있다.
한편, 위에서는 집중청소모드의 수행시, 동일한 주행경로가 방향을 달리하여 2회 반복하는 것을 설명하였으나, 반복 횟수를 3회 이상으로 증가시키거나 주행경로를 변형하면서 일정 영역을 집중 청소할 수도 있을 것이다.
이하에서는, 도 7, 도 8a, 도 8b을 참조하여, 로봇 청소기가 일정 영역을 집중 청소하면서 장애물을 회피하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하겠다.
먼저, 도 7을 참조하면, 로봇 청소기(100)가 기 설정된 입력 신호를 감지한다(S710).
그에 따라, 로봇 청소기(100)의 제어부는 집중 청소 모드에 진입한 것으로 감지한다. 구체적으로, 로봇 청소기(100)가 이미 다른 청소 모드로 작동중이면 집중 청소 모드로 전환한다. 또, 로봇 청소기(100)가 전원 오프(off) 상태였다면, 전원 온 신호와 집중 청소 모드 개시 신호를 로봇 청소기(100)의 제어부에 함께 전달하여, 처음부터 집중 청소 모드로 본체를 작동시킨다.
다음, 로봇 청소기(100)는 본체의 출발위치를 기준으로 가상의 경계 및 그 경계 내측에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정한다(S720). 이후, 로봇 청소기(100)는 설정된 주행경로에 근거하여 주행하며 청소동작을 수행한다(S730).
한편, 청소동작 중에 장애물이 감지되면(S740), 로봇 청소기(100)의 제어부는 감지된 장애물을 회피할 수 있는지를 판단한다(S750). 이를 위해, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 전방 감지 센서, 3D 센서 등을 통해 획득된 센서값에 근거하여, 장애물의 위치, 크기, 회피 주행의 가능 여부를 파악할 수 있다.
회피 가능한 장애물이면, 로봇 청소기(100) 본체가 출발위치를 향하는 쪽으로 회피주행을 수행한다(S760). 그에 따라, 장애물에 대한 회피동작을 수행하는 중에도 집중청소성능이 제고된다.
로봇 청소기(100)의 제어부는 회피주행을 수행하는 동안 본체의 주행속도가 일정값 감소하도록 제어할 수 있다. 그리고, 로봇 청소기가 장애물을 완전히 회피하여 설정된 주행경로 내로 진입하면, 다시 본체의 주행속도를 회복하여 주행한다.
또, 일 예에서, 로봇 청소기의 제어부는 회피주행을 수행하는 동안 본체의 흡입력이 일정값 감소하도록 흡입모터의 구동을 제어할 수 있다. 로봇 청소기가 집중청소모드를 수행하는 동안에는 강한 흡입력으로 구동되므로, 아기나 동물과 같은 장애물에게 위협이 되지 않도록 하기 위함이다. 로봇 청소기가 장애물을 완전히 회피하여 설정된 주행경로 내로 진입하면, 다시 본체의 주행속도를 회복하여 주행한다.
도 8a는 로봇 청소기(100)가 설정된 주행경로를 제1방향으로 주행하는 중에 장애물(10a)을 만나 회피하는 동작이다.
구체적으로, 로봇 청소기(100)가 설정된 주행경로를 제1방향으로 주행하는 중에, 즉 확장형 사각 나선형 주행경로를 주행하는 중에, 회피가능한 장애물(10a)을 만나면, 장애물(10a)을 우측으로 피하여 주행(801)한다. 그에 따라, 로봇 청소기(100)가 출발위치(P)를 향하는 방향으로 장애물(10a)을 회피하는 주행경로를 그리게 된다. 장애물(10a)을 완전히 피한 후에는 다시 설정된 주행경로대로 주행한다.
도 8b는 로봇 청소기(100)가 설정된 주행경로를 제2방향으로 주행하는 중에 장애물(10b)을 만나 회피하는 동작이다.
구체적으로, 로봇 청소기(100)가 설정된 주행경로를 제2방향으로 주행하는 중, 즉 '축소형' 사각 나선형 주행경로를 주행하는 중에, 회피가능한 장애물(10b)을 만나면, 장애물(10b)을 좌측으로 피하여 주행(802)한다. 그에 따라, 로봇 청소기(100)가 출발위치(P)를 향하는 방향으로 장애물(10b)을 회피하는 주행경로를 그리게 된다. 장애물(10b)을 피한 후에는 다시 설정된 주행경로대로 주행한다.
일 예에서, 출발위치가 집중청소영역의 중앙에 위치한 도 8a 및 도 8b와 달리 집중청소영역의 임의 지점에 위치한 경우, 로봇 청소기가 집중청소영역의 중앙을 향하는 방향으로 장애물(10b)을 회피하는 주행경로를 그리도록, 동작할 수 있다. 그에 따라, 장애물(10b) 회피동작시, 로봇 청소기가 설정된 경계를 벗어나지 않고서 장애물(10b)을 피할 수 있다.
이와 같은 회피 동작 수행 후, 로봇 청소기(100) 본체가 처음의 출발위치에 도달하게 되면, 청소동작이 종료된다(S770). 즉, 집중청소모드가 해제된다.
이후, 로봇 청소기(100)의 제어부는 출발위치에서 대기하거나, 기존의 청소모드로 전환하여 청소동작을 수행하거나, 또는 충전 스테이션의 위치로 이동하여 충전을 수행할 수 있다.
한편, 회피할 수 없는 장애물이면, 로봇 청소기(100)의 제어부를 감지된 장애물 주변을 정해진 패턴으로 주행한 후 청소동작을 종료한다(S780).
구체적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이 장애물(10c)이 출발위치(P)에 장애물이 있는 경우, 로봇 청소기(100)는 장애물(10c) 주변을 1~1.5바퀴 돌며 출발위치(P)로 갈 수 없음을 확인한다. 그에 따라, 출발위치를 제2지점(P2)으로 변경하고, 제2지점(P2)에 도달한 것이 감지되면 로봇 청소기의 주행을 정지하고 청소를 종료한다.
또는, 비록 도시되지는 않았지만, 다른 예에서는 장애물(10c)이 출발위치(P)에 장애물이 있는 경우, 집중청소모드를 종료하고 지그재그방식 주행 청소 모드로 전환하여 맵(map)의 전체 청소영역을 청소하도록 설정이 변경될 수도 있다.
한편, 집중청소모드를 시작하는 시점에, 회피할 수 없는 장애물을 만날 수 있다. 즉, 도 8c에서 로봇 청소기(100)가 처음부터 출발위치(P)에 갈 수 없는 경우에는, 제2지점(P2)을 출발위치로 재설정하고, 제2지점(P2)을 기준으로 하여 가상의 경계와 기 설정된 패턴의 주행경로를 다시 설정해주어야할 것이다.
이하, 도 9는 도 5에서 기설정된 입력 신호에 응답하여 출발위치를 설정하는 단계(S20)의 변형 예를 도시한 것이다. 이하의 실시 예는 출발위치를 설정하는 또 다른 예에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 도 5의 나머지 단계들(S10, S30, S40, S50, S60)은 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
로봇 청소기(100)는, 필요한 경우, 현재 위치로부터 이격된 영역을 집중청영역으로 설정할 수 있다.
구체적으로, 사용자는 로봇 청소기(100)와 통신하는 원격제어장치(예, 단말기, 원격 컨트롤러 등)(미도시)를 이용하여 원격 출발위치(P3)를 포인팅할 수 있다. 그러면, 원격제어장치는 가속도센서 및 자이로센서 또는 IMU 센서 등을 통해 획득된 센서값을 이용하여 포인팅된 출발위치(P3)의 좌표정보를 인식한다. 출발위치(P3)의 좌표정보는 로봇 청소기(100)로 직접 전달되거나 맵(map)(901)에 표시되어 로봇 청소기(100)가 자신의 현재 위치를 기준으로 포인팅된 출발위치(P3)의 좌표정보를 인식할 수 있다.
또는, 다른 예로, 맵(map) 화면이 디스플레이된 단말기를 이용하여 집중청소할 영역을 선택받을 수 있다. 예를 들어, 사용자는 맵(map) 화면에 기설정된 터치입력을 가하여, 도 9의 출발위치(P3)를 선택할 수 있다. 그러면, 선택된 위치의 좌표정보가 산출되어 로봇 청소기(100)로 전달되고, 로봇 청소기는 수신된 좌표정보에 대응되는 출발위치(P3)로 이동한다.
이를 위해, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 먼저 본체의 현재 위치로부터 원격의 출발위치까지 거리정보를 획득한다. 그리고, 획득된 거리정보에 근거하여 본체를 원격의 출발위치로 이동시킨다.
원격의 출발위치(P3)는 하나 이상 설정될 수 있다. 원격의 출발위치(P3)가 복수 개 설정된 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부는 설정된 복수의 출발위치에 대한 좌표정보들을 모두 저장한다. 그리고, 현재 위치에서 가장 가까운 출발위치로 이동하여 제1집중청소영역을 청소한다. 제1집중청소영역에 대한 청소가 완료되면, 그 시점에 로봇 청소기의 위치에서 가까운 다음 출발위치로 이동하여 제2집중청소영역을 청소한다.
한편, 제1집중청소영역의 완료 후 제2집중청소영역의 출발위치로 이동하는 동안은 일시적으로 집중청소모드가 해제될 수 있다. 따라서, 로봇 청소기의 주행속도, 흡입력, 센서의 민감도 레벨 등이 통상의 청소 모드(예, 지그재그방식 주행 청소모드)대로 복귀한다.
또 다른 실시 예로, 이하, 도 10a 내지 도 10c는 도 5에서 기설정된 입력 신호에 응답하여 출발위치를 설정하고, 가상의 경계 및 기설정된 패턴의 주행경로를 설정하는 단계(S20, S30)의 변형 예를 도시한 것이다. 도 5의 나머지 단계들(S10, S50, S60) 중 일부(예, S40)를 제외하고 나머지는 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
먼저, 기 설정된 입력 신호가 감지되면, 로봇 청소기(100)는 도 10a에 도시된 바와 같이, 벽 등의 회피불가능한 장애물(10d)로 인하여 집중청소영역이 정해진 크기로 설정될 수 없음을 인식한다. 그러면, 로봇 청소기(100)는 집중청소영역의 크기를 감소시켜서 설정한다.
예를 들어, 정해진 크기의 집중청소영역의 한변의 길이가 3.6m라면, 크기 감소된 집중청소영역(610b)의 한변의 길이는 3.6m 미만으로 설정된다. 그리고, 크기 감소된 집중청소영역(610b)의 일 모서리지점이 출발위치(P4)로 결정된다. 그리고, 결정된 출발위치(P4)로부터 점진적으로 로봇 청소기의 현재 위치(P)로 향하는, 축소형 사각 나선형 주행경로가 생성된다.
다음, 로봇 청소기(100)는 현재 위치(P)를 저장한 다음, 출발위치(P4)로 이동한다. 그리고, 출발위치(P4)에서 축소형 사각 나선형 주행경로로 주행하며 집중청소동작을 수행한다. 즉, 도 5의 제1방향의 주행 및 청소 과정(S40)을 건너뛰고 제2방향의 주행 및 청소 과정(S50)만 수행된다.
이와 같이, 크기 감소된 집중청소영역(610b)에 대한 청소동작이 수행되는 경우, 설정된 주행경로를 1회만 주행 및 청소하므로, 통상의 집중청소모드 보다 흡입력은 강하게 그리고/또는 주행속도는 느리게 동작시킬 수 있다.
또, 일 실시 예에서는, 로봇 청소기(100)의 장애물(10d)과 인접한 주행경로를 주행하는 동안은 흡입노즐이 장애물(10d)을 향하도록 우측 90도 회전하여 전후로 지그재그 이동하면서 꼼꼼하게 청소동작을 수행할 수 있다. 즉, 이때에는 장애물을 회피하는 것이라 오히려 장애물과 여러 번 접촉하면서 흡입 사각지대가 없도록 동작한다. 또는, 다른 예에서는, 로봇 청소기(100)의 장애물(10d)과 인접한 주행경로를 주행하는 동안은 주행속도를 감소시키고 흡입력을 더욱 강하게 조절하여 청소동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 로봇 청소기가 출발위치(P4)로부터 상기 저장된 위치(P)에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행으로 청소동작을 수행하는 동안, 회피가능한 장애물을 만나면, 저장된 위치(P)를 향하는 방향으로 회피동작을 수행한다. 그리고, 로봇 청소기가 저장된 위치(P)에 도달하면 청소동작을 종료한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 맵상의 청소영역 전체가 아닌 일부 영역을 주행속도를 감소시키고 흡입력을 증가시켜서 집중적으로 빠른 시간에 청소할 수 있다. 또, 사용자가 집중청소를 의도적으로 종료시키기 않더라도, 일정 영역을 집중청소한 후에는 자동으로 청소를 종료하므로, 사용자 편의를 제공한다. 또, 집중청소 중에 감지된 장애물에 대한 회피동작이 집중청소영역 내부를 향하도록 이동함으로써, 집중청소성능이 제고된다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부(1800)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 흡입력을 발생시키는 흡입모터를 구비한 본체;
    상기 본체를 이동시키는 주행부;
    기설정된 입력 신호가 감지된 것에 응답하여, 청소영역 내에서 본체의 위치를 인식하고 인식된 위치에 근거하여 출발위치를 결정하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정하고,
    상기 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행한 후에 상기 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하도록, 상기 주행부와 상기 흡입모터를 제어하되,
    상기 본체의 전방에 존재하는 장애물을 감지하는 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 주행경로를 제1방향 또는 제2방향으로 주행하는 동안 상기 센서를 통해 장애물이 감지된 것에 응답하여, 상기 본체가 상기 출발위치를 향하는 방향으로 상기 장애물을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 주행경로를 상기 제2방향으로 주행하여 상기 출발위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    청소동작을 수행하는 중에 상기 기설정된 신호가 감지된 것에 응답하여, 상기 본체의 현재 수행하는 청소 모드를 종료하고 상기 본체가 상기 설정된 주행경로에 근거하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 경계의 내부영역을 청소영역으로 지정하고, 상기 본체가 상기 내부영역을 이동하는 동안 상기 경계를 벗어나지 않도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향의 주행은 상기 본체가 상기 출발위치으로부터 점진적으로 멀어지는 사각 나선형 주행이고,
    상기 제2방향의 주행은 상기 본체가 상기 출발위치에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 제1방향으로 상기 주행경로의 주행을 완료한 후 상기 출발위치를 바라보는 방향으로 제자리회전하여 방향을 전환하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기설정된 입력 신호가 감지되면, 상기 흡입력이 이전보다 증가되도록 상기 흡입모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 제1방향으로 상기 주행경로를 주행하는 동안 제1흡입력이 발생되고,
    상기 본체가 상기 제2방향으로 상기 주행경로를 주행하는 동안 상기 제1흡입력과 다른 제2흡입력이 발생되도록 상기 흡입모터을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 감지된 장애물을 피하여 이동할 수 없는 것으로 판단되면, 상기 감지된 장애물 주변을 기설정된 패턴으로 주행한 후에 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체로부터 이격된 위치가 상기 출발위치가 설정된 경우, 상기 인식된 위치에서 상기 출발위치 까지의 거리정보를 획득하고 획득된 거리정보에 근거하여 상기 본체가 상기 출발위치로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가상의 경계가 정해진 크기로 미만으로 설정된 경우, 상기 경계에 인접한 제1지점을 상기 출발위치로 설정하고,
    상기 본체가 상기 제1지점으로 이동된 것에 응답하여 상기 제1방향으로의 주행을 건너뛰고 상기 제2방향으로만 주행하면서 청소동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 제1지점으로 이동된 것에 응답하여, 상기 제1지점에서 상기 인식된 위치에 점진적으로 가까워지는 사각 나선형 주행으로 청소동작을 수행하고, 상기 본체가 상기 인식된 위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 기설정된 입력 신호를 감지하는 단계;
    기설정된 입력 신호에 응답하여, 본체의 현재 위치를 근거로 출발위치를 결정하는 단계;
    결정된 출발위치를 기준으로 정해진 크기의 가상의 경계를 설정하고 상기 경계 내에 기설정된 패턴의 주행경로를 설정하는 단계; 및
    상기 주행경로를 제1방향으로 주행하며 청소동작을 수행한 후 상기 주행경로를 상기 제1방향과 대향되는 제2방향으로 주행하며 청소동작을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 본체가 상기 주행경로를 제1방향 또는 제2방향으로 주행하는 동안 장애물이 감지되면, 상기 본체가 상기 출발위치를 향하는 방향으로 상기 장애물을 피하여 주행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 본체가 상기 주행경로를 상기 제2방향으로 주행하여 상기 출발위치에 도달하면 청소동작을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
  16. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7447670B2 (ja) * 2020-05-15 2024-03-12 トヨタ自動車株式会社 自律移動装置制御システム、その制御方法及びその制御プログラム
CN112650252A (zh) * 2020-12-25 2021-04-13 珠海市一微半导体有限公司 用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片
US20230190061A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-22 Kyndryl, Inc. Debris signature-based robotic cleaning device navigation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050111138A (ko) * 2004-05-21 2005-11-24 삼성광주전자 주식회사 로봇 청소기의 청소방법
KR100638219B1 (ko) * 2005-04-23 2006-10-27 엘지전자 주식회사 로봇청소기의 주행방법
KR20110026414A (ko) * 2008-04-24 2011-03-15 에볼루션 로보틱스, 인크. 로봇 가능화 모바일 제품을 위한 위치 측정 시스템, 위치 결정 시스템 및 운전 시스템의 적용
US20110202175A1 (en) * 2008-04-24 2011-08-18 Nikolai Romanov Mobile robot for cleaning
KR20130091879A (ko) * 2012-02-09 2013-08-20 삼성전자주식회사 로봇 청소기의 청소 작업을 제어하기 위한 장치 및 방법
KR20140115891A (ko) * 2013-03-23 2014-10-01 삼성전자주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법
JP2018061529A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 日立アプライアンス株式会社 自律走行型電気掃除機

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101484940B1 (ko) * 2009-05-14 2015-01-22 삼성전자 주식회사 로봇청소기 및 그 제어방법
KR101954144B1 (ko) * 2012-06-08 2019-03-05 엘지전자 주식회사 로봇 청소기와, 이의 제어 방법, 및 이를 포함한 로봇 청소 시스템
US9868211B2 (en) * 2015-04-09 2018-01-16 Irobot Corporation Restricting movement of a mobile robot
CN108742346A (zh) * 2018-06-27 2018-11-06 杨扬 遍历工作环境的方法及建立栅格地图的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050111138A (ko) * 2004-05-21 2005-11-24 삼성광주전자 주식회사 로봇 청소기의 청소방법
KR100638219B1 (ko) * 2005-04-23 2006-10-27 엘지전자 주식회사 로봇청소기의 주행방법
KR20110026414A (ko) * 2008-04-24 2011-03-15 에볼루션 로보틱스, 인크. 로봇 가능화 모바일 제품을 위한 위치 측정 시스템, 위치 결정 시스템 및 운전 시스템의 적용
US20110202175A1 (en) * 2008-04-24 2011-08-18 Nikolai Romanov Mobile robot for cleaning
KR20130091879A (ko) * 2012-02-09 2013-08-20 삼성전자주식회사 로봇 청소기의 청소 작업을 제어하기 위한 장치 및 방법
KR20140115891A (ko) * 2013-03-23 2014-10-01 삼성전자주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법
JP2018061529A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 日立アプライアンス株式会社 自律走行型電気掃除機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210149414A (ko) * 2020-06-02 2021-12-09 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법
WO2021246577A1 (ko) * 2020-06-02 2021-12-09 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법
KR102394248B1 (ko) * 2020-06-02 2022-05-06 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법
KR20230148482A (ko) 2022-04-18 2023-10-25 엘지전자 주식회사 청소기 시스템

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