KR102117269B1

KR102117269B1 - Cleaning robot

Info

Publication number: KR102117269B1
Application number: KR1020130127956A
Authority: KR
Inventors: 정재영; 김신; 윤상식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2020-06-01
Also published as: KR20150047899A

Abstract

본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 청소 공간을 청소하는 청소부, 상기 본체 전방을 향하여 전방 감지 전파를 발신하고 전방 장애물로부터 반사된 전방 반사 전파를 검출하는 전방 장애물 감지부, 상기 전방 반사 전파 사이를 기초로 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출하는 제어부를 포함하는 청소 로봇은 외부의 영향에 강인한 임펄스 전파를 이용하여 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출하므로 외부 환경의 변화에 대하여 장애물의 감지 능력의 변화가 적다.Between the main body, the moving part for moving the main body, the cleaning part for cleaning the cleaning space, the front obstacle detecting part for transmitting the front sensing electric wave toward the front of the main body and detecting the front reflected wave reflected from the front obstacle, and the front reflected electric wave As a basis, the cleaning robot including a control unit that detects the position information of the front obstacle detects the existence of the obstacle and the location of the obstacle by using impulse propagation strong against external influences, and thus changes in the ability to detect obstacles against changes in the external environment. Is less.

Description

Cleaning robot {CLEANING ROBOT}

개시된 발명은 청소 로봇에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 임펄스 전파를 이용하여 전방 또는 바닥의 장애물을 감지하는 청소 로봇에 관한 발명이다.The disclosed invention relates to a cleaning robot, and more particularly, to a cleaning robot that senses an obstacle on the front or the floor using impulse propagation.

청소 로봇은 사용자의 조작 없이 청소 공간을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 장치이다. 즉, 청소 로봇은 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소한다.The cleaning robot is a device that automatically cleans the cleaning space by driving foreign matter such as dust accumulated on the floor while driving the cleaning space without user intervention. That is, the cleaning robot travels through the cleaning space and cleans the cleaning space.

청소 로봇이 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소하는 동안 청소 로봇의 주행 경로 상에 위치하는 가구, 문턱, 전선 등의 장애물은 청소 로봇의 이동을 방해하므로 청소 로봇은 장애물을 감지하고, 장애물을 회피하는 회피 주행을 수행할 필요가 있다.As the cleaning robot runs through the cleaning space and cleans the cleaning space, obstacles such as furniture, thresholds, and wires located on the cleaning robot's driving path interfere with the movement of the cleaning robot, so the cleaning robot detects the obstacle and avoids the obstacle. It is necessary to perform the avoidance driving.

종래 청소 로봇은 이와 같은 장애물을 감지하고, 장애물을 회피하기 위하여 청소 로봇의 전방을 향하여 적외선 또는 초음파 등을 발신하고, 반사되는 반사광 또는 반사파를 이용하여 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출하였다.The conventional cleaning robot detects such an obstacle and transmits infrared rays or ultrasonic waves toward the front of the cleaning robot to avoid the obstacle, and detects the presence of the obstacle and the location of the obstacle using reflected light or reflected waves.

그러나, 이와 같이 적외선 또는 초음파를 이용하는 경우, 청소 공간의 색상, 햇빛 등의 외관광, 외부의 소음, 온도 등의 영향으로 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출하는 정확도가 낮아질 염려가 있었다.However, in the case of using infrared rays or ultrasonic waves, there is a concern that the accuracy of detecting the existence of the obstacle and the position of the obstacle may be lowered due to the color of the cleaning space, external light such as sunlight, external noise, and temperature.

상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 발명의 일 측면은 외부의 영향없이 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출할 수 있는 청소 로봇을 제공하고자 한다.In order to solve the above-described problem, one aspect of the disclosed invention is to provide a cleaning robot capable of detecting the presence and location of an obstacle without external influence.

일 측면에 의한 청소 로봇은 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 청소 공간을 청소하는 청소부, 상기 본체 전방을 향하여 전방 감지 전파를 발신하고 전방 장애물로부터 반사된 전방 반사 전파를 검출하는 전방 장애물 감지부, 상기 전방 반사 전파 사이를 기초로 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.The cleaning robot according to one side includes a main body, a moving part for moving the main body, a cleaning part for cleaning the cleaning space, and a front obstacle detecting part that transmits a front sensing radio wave toward the front of the main body and detects a front reflected wave reflected from the front obstacle. And, it may include a control unit for detecting the position information of the front obstacle on the basis of the front reflected wave.

또한, 상기 제어부는 전방 감지 전파와 상기 전방 반사 전파 사이의 시간 차이를 기초로 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the control unit may detect location information of the front obstacle based on a time difference between the front sensing radio wave and the front reflected radio wave.

또한, 상기 전방 장애물 감지부는 임펄스(impulse) 전파를 발신하는 적어도 하나의 초광대역 레이더 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the front obstacle detection unit may include at least one ultra-wideband radar module that transmits impulse radio waves.

또한, 상기 제어부는 미리 정해진 거리만큼 이격된 제1 위치 및 제2 위치에서 상기 전방 장애물까지의 거리를 검출하고, 상기 전방 장애물까지의 거리와 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 거리를 기초로 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the control unit detects a distance from the first position and the second position spaced apart by a predetermined distance to the front obstacle, and based on the distance to the front obstacle and the distance between the first position and the second position. By detecting the position information of the front obstacle.

또한, 상기 전방 장애물 감지부는 임펄스(impulse) 전파를 발신하는 복수의 초광대역 레이더 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the front obstacle detection unit may include a plurality of ultra-wideband radar modules that transmit impulse (impulse) radio waves.

또한, 상기 제어부는 상기 복수의 초광대역 레이더 모듈 사이의 거리 및 상기 복수의 초광대역 레이더 모듈과 상기 전방 장애물 사이의 거리를 기초로 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the controller may detect location information of the front obstacle based on the distance between the plurality of ultra-wideband radar modules and the distance between the plurality of ultra-wideband radar modules and the front obstacle.

또한, 상기 제어부는 상기 복수의 초광대역 레이더 모듈 사이의 거리 및 상기 복수의 초광대역 레이더 모듈과 상기 전방 장애물 사이의 거리를 삼각측량법에 적용하여 상기 전방 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the controller may detect the position information of the front obstacle by applying a distance between the plurality of ultra-wideband radar modules and a distance between the plurality of ultra-wideband radar modules and the front obstacle to triangulation.

또한, 상기 청소 로봇은 상기 청소 공간의 바닥을 향하여 바닥 감지 전파를 발신하고 바닥 장애물로부터 반사되는 바닥 반사 전파를 검출하는 바닥 장애물 감지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the cleaning robot may further include a floor obstacle detection unit that transmits a floor detection radio wave toward the floor of the cleaning space and detects a floor reflection radio wave reflected from the floor obstacle.

또한, 상기 제어부는 상기 바닥 반사 전파를 기초로 상기 바닥 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the control unit may detect location information of the floor obstacle based on the floor reflection propagation.

또한, 상기 제어부는 상기 바닥 감지 전파와 상기 바닥 반사 전파 사이의 시간 차이를 기초로 상기 바닥 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있다.In addition, the control unit may detect location information of the floor obstacle based on a time difference between the floor detection radio wave and the floor reflection radio wave.

또한, 상기 바닥 장애물 감지부는 임펄스(impulse) 전파를 발신하는 적어도 하나의 초광대역 레이더 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the floor obstacle detection unit may include at least one ultra-wideband radar module for transmitting an impulse (impulse) radio waves.

또한, 상기 제어부는 상기 바닥 반사 전파의 파형을 기초로 상기 청소 바닥의 재질을 판단할 수 있다.In addition, the control unit may determine the material of the cleaning floor based on the waveform of the floor reflection wave.

일 측면에 의한 청소 로봇에 의하면, 외부의 영향에 강인한 임펄스 전파를 이용하여 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출하므로 외부 환경의 변화에 대하여 장애물의 감지 능력의 변화가 적다.According to the cleaning robot according to one aspect, since the presence of the obstacle and the location of the obstacle are detected using impulse propagation resistant to external influences, there is little change in the ability to detect obstacles against changes in the external environment.

도 1은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 동작을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 흐름을 도시한 블럭도이다.
도 3음 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈의 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈이 발신하는 감지 신호의 스펙트럼 및 파형을 도시한 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈이 감지 전파를 발신한 이후 수신하는 수신 신호를 도시한 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 발신하는 감지 신호의 발신 범위를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 장애물의 위치를 감지하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 장애물의 위치를 감지하는 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 11는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 바닥 장애물 감지부가 발신하는 감지 신호의 발신 범위를 도시한 도면이다.
도 12은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 바닥 장애물 감지부가 장애물의 위치를 감지하는 일 예를 도시한 도면이다.1 is a view briefly showing the operation of the cleaning robot according to an embodiment.
2 is a block diagram showing a control flow of the cleaning robot according to an embodiment.
Figure 3 is a view showing the appearance of the cleaning robot according to an embodiment.
4 is a view showing a bottom surface of a cleaning robot according to an embodiment.
5 is a view showing the operation of the radar module included in the cleaning robot according to an embodiment.
6 is a graph showing a spectrum and a waveform of a detection signal transmitted by a radar module included in a cleaning robot according to an embodiment.
7 is a graph showing a received signal received after the radar module included in the cleaning robot according to an embodiment transmits a sensing radio wave.
8 is a view illustrating a transmission range of a detection signal transmitted from a front obstacle detection unit included in a cleaning robot according to an embodiment.
9 is a diagram illustrating an example in which the front obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment senses the location of the obstacle.
10 is a diagram illustrating another example in which the front obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment senses the location of the obstacle.
11 is a view showing a transmission range of a detection signal from the floor obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment.
12 is a diagram illustrating an example in which the floor obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment senses the location of the obstacle.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.It should be understood that the configurations shown in the embodiments and drawings described in this specification are only preferred examples of the disclosed invention, and that there are various modifications that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing this application. .

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 의한 청소 로봇에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cleaning robot according to the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 동작을 간략하게 도시한 도면이다.1 is a view briefly showing the operation of the cleaning robot according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이 일 실시예에 의한 청소 로봇(1)은 청소 공간을 주행하며 청소 공간의 바닥을 청소하는 자율형 로봇이다.As illustrated in FIG. 1, the cleaning robot 1 according to an embodiment is an autonomous robot that travels through the cleaning space and cleans the floor of the cleaning space.

이와 같은 청소 로봇(1)은 전방 또는 청소 바닥을 향하여 감지 전파를 발신하고, 감지 전파가 장애물(O)에 반사되어 되돌아오면, 되돌아오는 반사 전파를 기초로 장애물(O)의 존부 및 장애물(O)의 위치를 검출한다.The cleaning robot 1 transmits a sensing radio wave toward the front or the cleaning floor, and when the sensing radio wave is reflected and returns to the obstacle O, the presence or absence of the obstacle O and the obstacle O based on the returned reflected radio wave ) Is detected.

우선, 일 실시예에 의한 청소 로봇(1)의 구성에 대하여 설명한다. First, the configuration of the cleaning robot 1 according to one embodiment will be described.

도 1은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 흐름을 도시한 블럭도이고, 도 2는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing a control flow of a cleaning robot according to an embodiment, FIG. 2 is a view showing the appearance of a cleaning robot according to an embodiment, and FIG. 3 is a bottom view of the cleaning robot according to an embodiment It is a diagram showing.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 청소 로봇(1)은 외관을 형성하는 본체(10)를 포함하며, 본체(10)에는 사용자로부터 청소 로봇(1)에 대한 조작 명령을 입력받는 조작부(110), 사용자에게 청소 로봇(1)의 동작 정보를 표시하는 표시부(120), 본체(10) 전방의 장애물을 감지하는 전방 장애물 감지부(130), 청소 바닥의 장애물을 감지하는 바닥 장애물 감지부(140), 청소 로봇(100)을 이동시키는 주행부(150), 청소 공간을 청소하는 청소부(160), 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 로봇 저장부(170), 충전 스테이션(미도시) 등 외부 기기와 통신하는 통신부(180), 청소 로봇(1)의 동작을 제어하는 제어부(100)가 마련된다.1 to 3, the cleaning robot 1 includes a main body 10 forming an exterior, and the main body 10 includes an operation unit 110 that receives an operation command for the cleaning robot 1 from a user , Display unit 120 for displaying the operation information of the cleaning robot (1) to the user, front obstacle detection unit (130) for detecting obstacles in front of the body (10), floor obstacle detection unit (140) for detecting obstacles on the cleaning floor ), The driving unit 150 for moving the cleaning robot 100, the cleaning unit 160 for cleaning the cleaning space, the robot storage unit 170 for storing programs and data for controlling the operation of the cleaning robot 100, A communication unit 180 communicating with an external device such as a charging station (not shown), and a control unit 100 for controlling the operation of the cleaning robot 1 are provided.

조작부(110)는 본체(10)의 상면에 마련되어, 사용자로부터 청소 로봇(1)에 대한 조작 명령을 입력받는 복수의 조작 버튼(111)을 포함한다. 복수의 조작 버튼(111)은 청소 로봇(1)의 온/오프를 조작하기 위한 전원 버튼, 청소 로봇(1)의 자동 청소, 수동 청소 등의 청소 모드를 선택하기 위한 청소 모드 선택 버튼, 청소 로봇(1)의 동작 및 정지를 명령하기 위한 동작/정지 버튼, 충전 스테이션(미도시)으로 복귀를 명령하기 위한 복귀 버튼 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 조작 버튼(111)은 사용자의 가압에 의한 조작 명령을 검출하는 마이크로 스위치(micro switch) 또는 멤브레인 스위치(membrane switch), 사용자의 터치에 의한 조작 명령을 검출하는 터치 패드(touch pad) 등을 채용할 수 있다.The operation unit 110 is provided on the upper surface of the main body 10 and includes a plurality of operation buttons 111 that receive an operation command for the cleaning robot 1 from a user. The plurality of operation buttons 111 are a power button for operating on / off of the cleaning robot 1, a cleaning mode selection button for selecting a cleaning mode such as automatic cleaning of the cleaning robot 1, manual cleaning, and a cleaning robot It may include an operation / stop button for instructing the operation and stop of (1), a return button for instructing the return to the charging station (not shown). The operation button 111 may include a micro switch or membrane switch that detects an operation command by a user's pressure, a touch pad that detects an operation command by a user's touch, and the like. Can be employed.

표시부(120)는 본체(10)의 상면에 마련되어 사용자에게 청소 로봇(1)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이 패널(121)를 포함한다. 디스플레이 패널(121)은 현재 시간, 배터리의 상태, 청소 모드 등 청소 로봇(1)의 동작 정보를 표시할 수 있다. 이와 같은 디스플레이 패널(121)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등을 채용할 수 있다.The display unit 120 includes a display panel 121 provided on an upper surface of the main body 10 to display operation information of the cleaning robot 1 to the user. The display panel 121 may display operation information of the cleaning robot 1 such as a current time, a battery state, and a cleaning mode. The display panel 121 may employ a liquid crystal display (LCD) panel, a light emitting diode (LED) panel, an organic light emitting diode (OLED), or the like.

전방 장애물 감지부(130)는 본체(10)의 전방을 향하여 음파, 광 또는 전파를 발신하고, 장애물로부터 반사되는 음파, 광 또는 전파를 분석하여 본체(10) 전방의 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출한다. 이와 같은 전방 장애물 감지부(130)는 본체(10)의 전방을 향하여 감지 전파를 발신하고, 장애물로부터 반사되는 반사 전파를 검출하는 적어도 하나의 전방 레이더 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.The front obstacle detecting unit 130 transmits sound waves, light, or radio waves toward the front of the main body 10 and analyzes sound waves, light, or radio waves reflected from the obstacles to analyze the presence of obstacles and the position of the obstacles in front of the main body 10 Detects. The front obstacle detecting unit 130 may include at least one front radar module (not shown) that transmits a sensing radio wave toward the front of the main body 10 and detects reflected radio waves reflected from the obstacle.

전방 레이더 모듈(미도시)에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.The front radar module (not shown) will be described in detail below.

바닥 장애물 감지부(140)는 본체(10) 전방의 청소 바닥을 향하여 음파, 광 또는 전파를 발신하고, 장애물로부터 반사되는 음파, 광 또는 전파를 분석하여 청소 바닥의 장애물의 존부 및 장애물의 위치를 검출한다. 이와 같은 바닥 장애물 감지부(140)는 청소 바닥을 향하여 감지 전파를 발신하고, 장애물로부터 반사되는 반사 전파를 검출하는 적어도 하나의 바닥 레이더 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.The floor obstacle detection unit 140 transmits sound waves, light, or radio waves toward the cleaning floor in front of the main body 10, and analyzes sound waves, light, or radio waves reflected from the obstacles to determine whether there are obstacles or locations of obstacles on the floor. To detect. The floor obstacle detection unit 140 may include at least one floor radar module (not shown) that transmits a sensing radio wave toward the cleaning floor and detects reflected radio waves reflected from the obstacle.

바닥 레이더 모듈(미도시)에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.The floor radar module (not shown) will be described in detail below.

주행부(150)는 본체(10)를 이동시키는 하는 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b), 본체(10)의 이동을 보조하는 룰러(153)를 포함한다. The driving unit 150 includes a pair of driving wheels 151a and 151b for moving the main body 10 and a ruler 153 for assisting the movement of the main body 10.

한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b)는 본체(10)의 저면 좌우 가장자리에 마련되어, 본체(10)가 전진, 후진 또는 회전하도록 한다. 예를 들어, 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b) 모두가 전방을 향하여 제1 방향으로 회전하면 본체(10)는 전방으로 이동하고, 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b) 모두가 후방을 향하여 제2 방향으로 회전하면 본체(10)는 후방으로 이동한다. 또한, 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b)가 같은 방향으로 회전하되 서로 다른 속도로 회전하면 본체(10)는 우측 또는 좌측으로 방향 전환할 수 있다. 또한, 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b)가 서로 다른 방향으로 회전하면 본체(10)은 제자리에서 좌측 또는 우측으로 회전할 수 있다. A pair of driving wheels 151a and 151b is provided at the bottom left and right edges of the main body 10, so that the main body 10 is advanced, reversed or rotated. For example, when all of the pair of driving wheels 151a and 151b rotate in the first direction toward the front, the main body 10 moves forward, and all of the pair of driving wheels 151a and 151b toward the rear. When rotating in the second direction, the main body 10 moves backward. In addition, when the pair of driving wheels 151a and 151b rotate in the same direction but rotate at different speeds, the body 10 may switch to the right or left. In addition, when the pair of driving wheels 151a and 151b rotate in different directions, the main body 10 may rotate left or right in place.

캐스터(153)는 본체(10)의 저면 전방에 설치되어 본체(100)의 이동 방향에 따라 회전한다. 이와 같은 캐스터(153)는 본체(10)가 안정된 자세를 유지하며 이동할 수 있도록 한다.The caster 153 is installed in front of the bottom surface of the main body 10 and rotates according to the moving direction of the main body 100. The caster 153 allows the main body 10 to move while maintaining a stable posture.

청소부(160)는 청소 공간의 먼지를 비산시키는 드럼 브러시(161), 청소 공간의 먼지를 드럼 브러시(161)를 향하여 안내하는 한 쌍의 사이드 브러시(163a, 163b), 드럼 브러시(161)가 비산시키는 먼지를 흡입하여 저장하는 먼지통(165)를 포함한다.The cleaning unit 160 includes a drum brush 161 that scatters dust in the cleaning space, a pair of side brushes 163a and 163b that guide dust in the cleaning space toward the drum brush 161, and the drum brush 161 scatter. It includes a dust container 165 to inhale and store the dust.

드럼 브러시(161)는 본체(10)의 저면에 형성된 먼지 흡입구(13)에 마련되어 본체(10)의 저면과 수평한 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 공간의 먼지를 먼지 흡입구(13)를 내부로 비산시킨다.The drum brush 161 is provided in the dust inlet 13 formed on the bottom surface of the main body 10 and rotates around a rotation axis that is horizontal to the bottom surface of the main body 10 while scattering dust in the cleaning space into the dust inlet 13. Order.

사이드 브러시(163a, 163b)는 본체(10) 저면의 전방 좌우 가장자리에 설치된다. 즉 사이드 브러시(163a, 163b)는 한 쌍의 주행 바퀴(151a, 151b)의 전방에 설치된다. 이와 같은 사이드 브러시(163a, 163b)는 본체(10)의 저면과 수직한 회전축을 중심으로 회전하면서 드럼 브러시(161)가 청소하지 못하는 청소 영영의 먼지를 드럼 브러시(161)로 안내한다. 또한, 사이드 브러시(163a, 163b)는 본체(10) 외부로 돌출 가능하게 설치됨으로써 청소 로봇(1)이 청소하는 영역을 확장시킬 수 있다.The side brushes 163a and 163b are installed at the front left and right edges of the bottom surface of the body 10. That is, the side brushes 163a and 163b are installed in front of the pair of driving wheels 151a and 151b. The side brushes 163a and 163b guide dust to the drum brush 161 that the drum brush 161 cannot clean while rotating around a rotation axis perpendicular to the bottom surface of the main body 10. In addition, the side brushes 163a and 163b are installed so as to be protruded out of the main body 10, so that the area cleaned by the cleaning robot 1 can be expanded.

저장부(170)은 청소 로봇(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 영구적으로 저장하는 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk) 등의 비휘발성 메모리(미도시) 뿐만 아니라 청소 로봇(1)의 동작을 제어하는 과정에서 생성되는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.The storage unit 170 is a non-volatile memory (not shown), such as a magnetic disc and a solid state disk, which permanently store control programs and control data for controlling the operation of the cleaning robot 1. In addition, it may include a volatile memory (not shown) such as D-RAM, S-RAM to temporarily store the temporary data generated in the process of controlling the operation of the cleaning robot (1).

통신부(180)은 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 통신방식, 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi) 통신방식, 블루투스(Bluetooth) 통신방식, 지그비(Zigbee) 통신방식, 엔에프씨(near field communication: NFC) 통신방식, 적외선 통신방식 등을 이용하여 충전 스테이션(미도시)과 데이터 통신을 수행할 수 있다.The communication unit 180 is an ultra wide band (UWB) communication method, a Wi-Fi (Wireless Fidelity, Wi-Fi) communication method, a Bluetooth (Bluetooth) communication method, a Zigbee (Zigbee) communication method, and a NF field (near field communication: NFC) can perform data communication with a charging station (not shown) using a communication method, an infrared communication method, or the like.

제어부(100)는 청소 로봇(1)에 포함된 각각의 구성의 동작을 제어한다. 예를 들어, 전방 장애물 감지부(130)와 바닥 장애물 감지부(140)를 제어하여 본체(10) 전방의 장애물 및 청소 바닥의 장애물을 감지하고, 감지된 장애물의 위치 및 사용자의 조작 명령에 따라 주행부(150)와 청소부(160)를 제어하여 청소 바닥을 청소한다.The control unit 100 controls the operation of each component included in the cleaning robot 1. For example, the front obstacle detecting unit 130 and the floor obstacle detecting unit 140 are controlled to detect an obstacle in front of the main body 10 and an obstacle in the cleaning floor, and according to the detected position of the obstacle and a user's operation command The driving part 150 and the cleaning part 160 are controlled to clean the cleaning floor.

이하에서는 본체(10) 전방의 장애물 내지 청소 바닥의 장애물을 감지하는 레이더 모듈(R)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a radar module R that detects an obstacle in front of the main body 10 or an obstacle on the cleaning floor will be described.

도 5는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈의 동작을 도시한 도면이고, 도 6은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈이 발신하는 감지 신호의 스펙트럼 및 파형을 도시한 그래프이고, 도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 레이더 모듈이 감지 전파를 발신한 이후 수신하는 수신 신호를 도시한 그래프이다.5 is a view showing the operation of the radar module included in the cleaning robot according to an embodiment, Figure 6 is a radar module included in the cleaning robot according to an embodiment showing the spectrum and waveform of the detection signal transmitted from 7 is a graph showing a received signal received after the radar module included in the cleaning robot according to an embodiment transmits a sensing radio wave.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 레이더 모듈(R)은 송신 안테나(미도시)를 통하여 전방향 또는 일방향으로 감지전파를 발신하며, 레이더 모듈(R)로부터 출력된 감지 전파는 전방향 또는 일방향으로 진행한다. 이와 같은 감지 전파가 장애물(O)을 만나면 감지 전파의 일부는 장애물(O)로부터 반사되고, 나머지 일부는 장애물(O)을 투과한다. 또한, 장애물(O)로부터 반사되는 반사 전파는 레이더 모듈(R)로 되돌아가며, 레이더 모듈(R)가 장애물(O)로부터 반사되는 반사 전파를 수신한다.As shown in (a) of FIG. 5, the radar module R transmits a sensing radio wave in all directions or one direction through a transmission antenna (not shown), and the sensing radio waves output from the radar module R are omni-directional or Proceed in one direction. When the sensing radio wave encounters the obstacle O, a part of the sensing radio wave is reflected from the obstacle O, and the other part passes through the obstacle O. In addition, the reflected radio waves reflected from the obstacle O return to the radar module R, and the radar module R receives the reflected radio waves reflected from the obstacle O.

특히, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 레이더 모듈(R)이 발신한 감지 신호와 장애물(O)로부터 반사된 반사 신호 사이에는 시간 차이(ΔT)(이하에서는 "반사 신호 감지 시간"이라 한다.)가 발생하며, 이와 같은 반사 신호 감지 시간(ΔT)은 레이더 모듈(R)에서 발산된 감지 신호가 장애물(O)에 반사되어 되돌아 오는 TOF(Time of Fight)를 의미한다. 청소 로봇(1)은 이와 같은 반사 신호 감지 시간(ΔT)를 이용하여 레이더 모듈(R)로부터 장애물(O)까지의 거리를 검출할 수 있다. 구체적으로 감지 신호와 반사 신호의 시간 차이(ΔT)와 전파(300,000Km/s)의 속도의 곱을 2로 나누면 레이더 모듈(R)로부터 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.In particular, as shown in (b) of FIG. 5, the time difference ΔT between the detection signal transmitted by the radar module R and the reflection signal reflected from the obstacle O (hereinafter referred to as “reflection signal detection time”) Occurs), and the reflection signal detection time ΔT means a time of fight (TOF) in which the detection signal emitted from the radar module R is reflected back to the obstacle O. The cleaning robot 1 may detect the distance from the radar module R to the obstacle O using the reflection signal detection time ΔT. Specifically, by dividing the product of the time difference (ΔT) between the detection signal and the reflection signal by the speed of the radio wave (300,000Km / s) by 2, the distance from the radar module (R) to the obstacle (O) can be calculated.

이때, 레이더 모듈(R)이 발신하는 감지 신호는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 수 나노초(10억분의 1초)에서 나노초 이하의 펄스 폭을 갖는 임펄스(impulse) 신호를 이용할 수 있다. 이와 같은 임펄스 신호는 디지털 로직 게이트의 지연 특성을 이용하여 생성할 수 있다.At this time, the detection signal transmitted from the radar module R may use an impulse signal having a pulse width of several nanoseconds (one billionth of a second) to nanoseconds or less, as shown in FIG. 6 (a). . Such an impulse signal can be generated using the delay characteristic of a digital logic gate.

이와 같은 임펄스 신호는 넓은 주파수 대역에 에너지가 분포되는 주파수 스펙트럼을 갖는다. 이때 각각의 주파수에서는 낮은 에너지를 갖게 되므로 다른 무선 통신기기와의 혼선을 피할 수 있다. Such an impulse signal has a frequency spectrum in which energy is distributed over a wide frequency band. At this time, since it has low energy at each frequency, crosstalk with other wireless communication devices can be avoided.

특히, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 신호의 대역폭이 중심 주파수의 25% 이상인 임펄스 신호를 이용하는 통신 방식을 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 통신 방식이라 하며, 이와 같은 임펄스 신호를 이용하는 레이더 모듈을 초광대역 레이더 모듈이라 한다. In particular, as shown in (b) of FIG. 6, a communication method using an impulse signal having a signal bandwidth of 25% or more of the center frequency is called an ultra wide band (UWB) communication method, and using such an impulse signal The radar module is called an ultra-wideband radar module.

일 실시예에 의한 청소 로봇(1)에 포함된 레이더 모듈(R)은 이와 같은 초광대역 레이더 모듈을 채용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 통상의 전파를 이용하는 레이더 모듈을 채용할 수도 있다.The radar module R included in the cleaning robot 1 according to an embodiment may employ such an ultra-wideband radar module. However, the present invention is not limited thereto, and a radar module using normal radio waves may be employed.

레이더 모듈(R)이 감지 전파로써 임펄스 신호를 발신하는 경우, 장애물(O)에 반사되어 되돌아오는 반사 신호는 도 7에 도시된 바와 같다. 구체적으로, 도 7의 (a)에 도시된 도면은 장애물(O)이 없는 경우 레이더 모듈(R)이 수신하는 신호를 도시한 도면이고, 도 7의 (b)에 도시된 도면은 장애물(O)이 있는 경우 레이더 모듈(R)이 수신하는 신호를 도시한 도면이다.When the radar module R transmits an impulse signal as a sensed radio wave, the reflected signal reflected back to the obstacle O is returned as shown in FIG. 7. Specifically, the drawing shown in FIG. 7A shows a signal received by the radar module R when there is no obstacle O, and the drawing shown in FIG. 7B shows an obstacle O ) Is a diagram showing a signal received by the radar module R.

장애물(O)이 없는 경우, 레이더 모듈(R)은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 레이더 모듈(R)의 주위에서 발생하는 간섭 신호들에 의한 신호를 수신한다. 이와 같은 경우에는 비교적 작은 크기의 신호가 일정하게 수신된다.When there is no obstacle O, the radar module R receives a signal due to interference signals generated around the radar module R, as shown in FIG. 7 (a). In this case, a relatively small signal is constantly received.

장애물(O)이 있는 경우, 감지 신호를 전송한 이후 일정한 시간(ΔT)이 경과하면 레이더 모듈(R)은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 진폭이 큰 펄스 신호를 수신한다. 수신되는 신호의 진폭 변화는 장애물(O)에 의하여 반사되는 반사 신호가 레이더 모둘(R)에 수신되는 것을 의미한다. When there is an obstacle O, the radar module R receives a pulse signal having a large amplitude as shown in FIG. 7B when a certain time (ΔT) elapses after transmitting the detection signal. The amplitude change of the received signal means that the reflected signal reflected by the obstacle O is received by the radar module R.

수신되는 신호의 진폭 변화가 감지되면, 레이더 모듈(R)은 감지 신호가 발신된 이후 수신되는 신호의 진폭 변화가 감지되기까지의 시간 즉, 반사 신호 감지 시간(ΔT)를 검출한다. 예를 들어, 레이더 모듈(R)이 수신하는 수신 신호의 크기가 기준값 이상이면 수신 신호의 최대값을 검출하고, 최대값이 검출되는 시간을 반사 신호 감지 시간(ΔT)으로 할 수 있다.When the amplitude change of the received signal is detected, the radar module R detects the time until the amplitude change of the received signal is sensed after the detection signal is transmitted, that is, the reflection signal detection time (ΔT). For example, if the size of the received signal received by the radar module R is greater than or equal to a reference value, the maximum value of the received signal may be detected, and the time at which the maximum value is detected may be set as the reflection signal detection time (ΔT).

이와 같이 장애물(O)이 있는 경우, 레이더 모듈(R)이 수신하는 신호는 진폭의 변환 뿐만 아니라 위상의 변화, 주파수의 변화 등이 발생할 수 있다. 다시 말해, 레이더 모듈(R)은 감지 신호가 출력된 후 장애물(O)이 없는 경우와 다른 위상의 신호를 수신하거나 다른 주파수의 신호를 수신할 수도 있다. 이러한 경우에도 레이더 모듈(R)은 수신되는 신호의 위상 변화 또는 주파수 변화를 감지하여 위상 변화 또는 주파수 변화가 발생하는 시간 즉 반사 신호 감지 시간(ΔT)을 검출할 수 있다. In this way, when there is an obstacle O, the signal received by the radar module R may not only change the amplitude, but also change the phase and change the frequency. In other words, after the detection signal is output, the radar module R may receive a signal having a different phase from the case where there is no obstacle O or receive a signal of a different frequency. Even in this case, the radar module R may detect a phase change or a frequency change of the received signal to detect a time when the phase change or frequency change occurs, that is, the reflection signal detection time ΔT.

레이더 모둘(R)이 반사 신호 감지 시간(ΔT)을 검출하면, 청소 로봇(1)의 제어부(100, 도 1 참조)는 검출된 반사 신호 감지 시간(ΔT)을 이용하여 레이더 모듈(R)과 장애물(O) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 구체적으로, 반사 신호 감지 시간(ΔT)와 전파(300,000Km/s)의 속도의 곱을 2로 나누면 레이더 모듈(R)로부터 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.When the radar module R detects the reflection signal detection time ΔT, the control unit 100 of the cleaning robot 1 (refer to FIG. 1) uses the detected reflection signal detection time ΔT and the radar module R The distance between the obstacles O can be calculated. Specifically, by dividing the product of the reflected signal detection time (ΔT) and the speed of the radio wave (300,000Km / s) by 2, the distance from the radar module (R) to the obstacle (O) can be calculated.

일 실시예에 의한 청소 로봇(1)에 포함된 레이더 모듈(R)은 TOF 즉 감지 신호와 반사 신호 사이의 시간 차이를 이용하여 레이더 모둘(R)과 장애물(O) 사이의 거리를 검출하나 이에 한정되는 것은 아니다. 레이더 모듈(R)은 반사 신호의 에너지 양을 이용하여 레이더 모듈(R)과 장애물(O) 사이의 거리를 검출할 수도 있다. 즉, 진행 거리에 따라 수신되는 반사 신호의 에너지 양이 감소하는 것을 이용하여 반사 신호의 에너지 양을 검출하고 검출된 에너지 양에 대응되는 거리를 산출할 수도 있다.The radar module R included in the cleaning robot 1 according to an embodiment detects the distance between the radar module R and the obstacle O using the time difference between the TOF, that is, the detection signal and the reflection signal. It is not limited. The radar module R may detect the distance between the radar module R and the obstacle O using the amount of energy of the reflected signal. That is, the energy amount of the reflected signal may be detected using a decrease in the amount of energy of the received reflected signal according to the traveling distance, and a distance corresponding to the detected energy amount may be calculated.

도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 발신하는 감지 신호의 발신 범위를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 8의 (a)는 청소 바닥과 수평한 방향으로의 감지 범위(A)를 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 청소 바닥과 수직한 방향으로의 감지 범위(B)를 도시한 도면이다.8 is a view illustrating a transmission range of a detection signal transmitted from a front obstacle detection unit included in a cleaning robot according to an embodiment. Specifically, Figure 8 (a) is a view showing a detection range (A) in a horizontal direction with the cleaning floor, Figure 8 (b) is a detection range (B) in a direction perpendicular to the cleaning floor It is a drawing shown.

전방 장애물 감지부(130)는 장애물(O)의 위치 검출을 위하여 도 8에 도시된 바와 같이 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)을 포함할 수 있으며, 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)은 본체(10)의 전방에 미리 정해진 간격(D)으로 배치된다. The front obstacle detecting unit 130 may include three front radar modules 131, 132, and 133 as shown in FIG. 8 for detecting the position of the obstacle O, and three front radar modules 131, 132 and 133 are disposed at a predetermined interval D in front of the main body 10.

도 8의 (a)를 참조하면 각각의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)은 청소 바닥과 수평한 방향으로 감지 전파를 발신하는 각도(θ1, 이하에서는 수평 발신각이라 한다.)는 대략 180도에서 220도이다. Referring to Figure 8 (a), each front radar module (131, 132, 133) is an angle (θ1, hereinafter referred to as a horizontal transmission angle) that transmits a sensing radio wave in a horizontal direction with the cleaning floor is approximately 180. It is 220 degrees in degrees.

또한, 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)이 감지 신호를 발신하는 영역이 서로 중복되어 감지 영역(A)을 형성하며, 감지 영역(A)은 전방 장애물 감지부(130)가 전방 장애물의 위치 정보를 검출할 수 있는 영역이 된다.In addition, the three forward radar modules (131, 132, 133) are the areas that transmit the detection signal overlap each other to form a detection area (A), the detection area (A) is a front obstacle detection unit 130 is a front obstacle It becomes an area that can detect location information.

도 8의 (b)를 참조하면 각각의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)이 청소 바닥과 수직한 방향으로 감지 신호가 발신되는 각도(θ2, 이하에서는 수직 발신각이라 한다.)은 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)에 마련된 가림막(131a, 132a, 133a)에 의한 제한된다. 즉, 감지 신호가 지나치게 넓은 범위로 발신되지 않도록 한다. 이는 청소 로봇(1)이 진입할 수 있는 침대의 밑, 쇼파의 밑 등이 장애물로 감지되지 않도록 하기 위함이다.Referring to (b) of FIG. 8, an angle (θ2, hereinafter referred to as a vertical transmission angle) at which each of the front radar modules 131, 132, and 133 transmits a detection signal in a direction perpendicular to the cleaning floor is referred to as a front radar. It is limited by the shielding films 131a, 132a, and 133a provided in the modules 131, 132, 133. That is, the detection signal is not transmitted in an excessively wide range. This is to prevent the bottom of the bed, the bottom of the sofa, etc. that the cleaning robot 1 can enter as an obstacle.

도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 장애물의 위치를 감지하는 일 예를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 9는 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)가 3개의 레이더 모듈(131, 132, 133)을 포함하는 경우 장애물(O)의 위치 정보를 검출하는 것을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating an example in which the front obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment senses the location of the obstacle. Specifically, FIG. 9 is a diagram illustrating detecting the position information of the obstacle O when the front obstacle detection unit 130 (see FIG. 1) includes three radar modules 131, 132, and 133.

전방 장애물 감지부(130)가 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)을 포함하는 경우, 청소 로봇(1)은 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133) 각각과 장애물(O) 사이의 거리(d1, d2, d3)를 검출한다. When the front obstacle detecting unit 130 includes three front radar modules 131, 132, and 133, the cleaning robot 1 is disposed between each of the three front radar modules 131, 132, and 133 and the obstacle O The distances d1, d2, and d3 are detected.

예를 들어, 청소 로봇(1)은 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)가 일정한 시간차를 두고 감지 신호를 발신하고 반사 신호를 검출하여 각각의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)과 장애물(O) 사이의 거리를 검출할 수 있다. 즉, 제1 전방 레이더 모듈(131)이 감지 신호를 발신하고 반사 신호를 검출하여 제1 거리(d1)를 검출하고, 이후 제2 전방 레이더 모듈(132)이 감지 신호를 발신하고 반사 신호를 검출하여 제2 거리(d2)를 검출하고, 이후 제3 전방 레이더 모듈(133)이 감지 신호를 발신하고, 반사 신호를 검출하여 제3 거리(d3)를 검출할 수 있다.For example, the cleaning robot 1, three front radar modules (131, 132, 133) transmits a detection signal with a certain time difference and detects a reflected signal, and each of the front radar modules (131, 132, 133) The distance between obstacles O can be detected. That is, the first front radar module 131 transmits a detection signal and detects a reflected signal to detect a first distance d1, and then the second front radar module 132 transmits a detection signal and detects a reflected signal. By detecting the second distance (d2), the third front radar module 133 transmits a detection signal, and then detects the reflected signal to detect the third distance (d3).

전방 레이더 모듈(131, 132, 133)과 장애물(O) 사이의 거리(d1, d2, d3)가 검출되면 청소 로봇(1)은 전방 레이더 모듈(131, 132, 133) 사이의 거리(D)와 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)과 장애물(O) 사이의 거리를 삼각측량법에 적용하여 장애물(O)의 위치 정보를 검출할 수 있다. When the distance (d1, d2, d3) between the front radar modules (131, 132, 133) and the obstacle (O) is detected, the cleaning robot 1 (D) between the front radar modules (131, 132, 133) The distance between the front radar modules 131, 132, and 133 and the obstacle O can be applied to the triangulation method to detect the location information of the obstacle O.

삼각측량법은 통상의 기술자에게 널리 알려진 기술로 자세한 설명을 생략한다.Triangulation is a technique well known to those skilled in the art and detailed description is omitted.

일 실시예에 의한 청소 로봇(1)에 포함된 전방 장애물 감지부(130)는 장애물(O)의 위치 정보를 검출하기 위하여 3개의 전방 레이더 모듈(131, 132, 133)을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전방 장애물 감지부(130)는 1 또는 2개의 전방 레이더 모듈을 포함하거나, 4개 이상의 전방 레이더 모듈을 포함할 수도 있다.The front obstacle detection unit 130 included in the cleaning robot 1 according to an embodiment includes, but is not limited to, three front radar modules 131, 132, and 133 to detect location information of the obstacle O It is not. That is, the front obstacle detection unit 130 may include one or two front radar modules, or may include four or more front radar modules.

도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 전방 장애물 감지부가 장애물의 위치를 감지하는 다른 일 예를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 10은 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)가 2개의 전방 레이더 모듈(135, 136)을 포함하는 경우 장애물(O)의 위치 정보를 검출하는 것을 도시한다.10 is a diagram illustrating another example in which the front obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment senses the location of the obstacle. Specifically, FIG. 10 illustrates detecting the position information of the obstacle O when the front obstacle detecting unit 130 (see FIG. 1) includes two front radar modules 135 and 136.

도 10에 도시된 바와 같이 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)가 2개의 전방 레이더 모듈(135, 136)을 포함하는 경우, 각각의 전방 레이더 모듈(135, 136)은 번갈아 감지 전파를 발신하고 반사 전파를 검출한다. As illustrated in FIG. 10, when the front obstacle detection unit 130 (see FIG. 1) includes two front radar modules 135 and 136, each front radar module 135 and 136 alternately transmits a sensing radio wave. And detects reflected radio waves.

또한, 발신된 감지 전파와 수신된 반사 전파 사이의 시간 차이를 이용하여 청소 로봇(1)은 전방 레이더 모듈(135, 136)과 장애물(O) 사이의 거리(d5, d6)를 검출할 수 있다.In addition, the cleaning robot 1 may detect the distances d5 and d6 between the front radar modules 135 and 136 and the obstacle O by using a time difference between the transmitted sensing radio wave and the received reflected radio wave. .

전방 레이더 모듈(135, 136)과 장애물(O) 사이의 거리(d5, d6)가 검출되면 청소 로봇(1)은 전방 레이더 모듈(135, 136) 사이의 거리(D)와 전방 레이더 모듈(135, 136)과 장애물(O) 사이의 거리(d5, d6)를 삼각측량법에 적용하여 장애물(O)의 위치 정보를 검출할 수 있다. When the distances (d5, d6) between the front radar modules (135, 136) and the obstacle (O) are detected, the cleaning robot (1) is the distance (D) between the front radar modules (135, 136) and the front radar module (135) , 136) and the distance (d5, d6) between the obstacle O can be applied to the triangulation method to detect the position information of the obstacle O.

이상에서는 청소 로봇(1)이 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)를 이용하여 전방의 장애물의 존부를 판단하고, 전방의 장애물의 위치 정보를 검출하는 방법에 대하여 설명하였다.In the above, a method of determining whether a front obstacle is present and detecting position information of the front obstacle using the front obstacle detecting unit 130 (refer to FIG. 1) by the cleaning robot 1 has been described.

이하에서는 청소 로봇(1)이 바닥 장애물 감지부(140, 도 1 참조)를 이용하여 바닥의 문턱, 전선 등의 장애물의 존부를 판단하고, 바닥의 장애물의 위치 정보를 검출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method in which the cleaning robot 1 uses the floor obstacle detection unit 140 (see FIG. 1) to determine the presence or absence of an obstacle such as a threshold or an electric wire on the floor, and detects location information of the obstacle on the floor will be described. .

상술한 바와 같이 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)는 본체(10)의 전방을 향하여 제한된 수직 발신각을 갖는 감지 전파를 발신하고 반사 전파를 수신하며, 청소 로봇(1)은 전방 장애물 감지부(130, 도 1 참조)를 이용하여 청소 로봇(1)의 이동을 방해할 수 있는 장애물(O)을 검출한다. As described above, the front obstacle detecting unit 130 (refer to FIG. 1) transmits a sensing radio wave having a limited vertical transmission angle toward the front of the main body 10 and receives reflected radio waves, and the cleaning robot 1 detects the front obstacle By using the unit 130 (refer to FIG. 1), an obstacle O that can hinder the movement of the cleaning robot 1 is detected.

이에 반하여, 바닥 장애물 감지부(140, 도 1 참조)은 청소 바닥을 향하여 감지 전파를 발신하고 반사 전파를 수신하며, 청소 로봇(1)은 바닥 장애물 감지부(140, 도 1 참조)을 이용하여 청소 바닥에 위치하는 전선, 문턱 등의 장애물(O)을 감지하고, 장애물(O)까지의 거리(d)를 검출할 수 있다. 뿐만 아니라, 청소 로봇(1)은 바닥 장애물 감지부(140, 도 1 참조)가 수신한 반사 신호의 파형을 기초로 청소 바닥의 재질을 판단할 수도 있다.On the other hand, the floor obstacle detection unit 140 (refer to FIG. 1) transmits a detection radio wave toward the cleaning floor and receives the reflected radio wave, and the cleaning robot 1 uses the floor obstacle detection unit 140 (refer to FIG. 1). Obstacles (O), such as wires and thresholds, located on the cleaning floor may be detected, and a distance (d) to the obstacle (O) may be detected. In addition, the cleaning robot 1 may determine the material of the cleaning floor based on the waveform of the reflection signal received by the floor obstacle detection unit 140 (see FIG. 1).

도 11는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 바닥 장애물 감지부가 발신하는 감지 신호의 발신 범위를 도시한 도면이고, 도 12은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 바닥 장애물 감지부가 장애물의 위치를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.11 is a view showing a transmission range of a detection signal from the floor obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment, and FIG. 12 is a floor obstacle detection unit included in the cleaning robot according to an embodiment of the position of the obstacle It is a diagram showing an example of detecting.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 바닥 장애물 감지부(140)는 청소 로봇 본체(10)의 전방에 마련된 바닥 레이더 모듈(141)을 포함할 수 있으며, 바닥 레이더 모듈(141)은 청소 바닥의 장애물을 검출하기 위하여 바닥을 향하여 감지 신호를 발신할 수 있다. 다만, 일 실시예에 의한 청소 로봇(1)의 바닥 레이더 모듈(141)은 본체(10)의 전방 하부에 마련되나 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(10)의 전방 바닥을 향하여 감지 신호를 발신할 수 있는 위치이면 충분한다.11 and 12, the floor obstacle detection unit 140 may include a floor radar module 141 provided in front of the cleaning robot body 10, and the floor radar module 141 may To detect an obstacle, a detection signal can be sent toward the floor. However, the floor radar module 141 of the cleaning robot 1 according to an embodiment is provided in the front lower portion of the main body 10, but is not limited thereto, and transmits a detection signal toward the front bottom of the main body 10. It is enough if you can.

바닥 레이더 모듈(141)은 청소 바닥을 향하여 감지 전파를 발신하고, 청소 바닥 또는 장애물(O)로부터 반사되는 반사 신호를 검출한다. 또한, 반사 신호가 검출되면 바닥 레이더 모듈(141)은 감지 전파가 발신된 시간과 반사 신호가 수신된 시간 사이의 시간 차이(이하에서는 반사 신호 감지 시간이라 한다.)을 검출한다. The floor radar module 141 transmits a sensing radio wave toward the cleaning floor, and detects a reflected signal reflected from the cleaning floor or the obstacle O. In addition, when the reflected signal is detected, the floor radar module 141 detects a time difference (hereinafter referred to as a reflected signal detection time) between a time when the sensed radio wave is transmitted and a time when the reflected signal is received.

바닥 레이더 모듈(141)이 반사 신호 감지 시간을 출력하면 청소 로봇(1)은 반사 신호 감지 시간을 기초로 바닥 레이더 모듈(141)로부터 장애물(O)까지의 거리(d)를 산출한다. 이로서 청소 로봇(1)은 청소 바닥의 장애물(O)까지의 위치 정보를 검출할 수 있다.When the floor radar module 141 outputs the reflection signal detection time, the cleaning robot 1 calculates the distance d from the floor radar module 141 to the obstacle O based on the reflection signal detection time. As a result, the cleaning robot 1 can detect position information up to the obstacle O on the cleaning floor.

또한, 청소 로봇(1)은 바닥 레이더 모듈(141)이 수신한 반사 전파의 파형을 기초로 장애물(O)의 형상 뿐만 아니라 청소 바닥이 마루 바닥과 같이 딱딱한 재질의 바닥인지 또는 카펫 등이 깔린 부드러운 재질의 바닥인지를 판단할 수도 있다.In addition, the cleaning robot 1 is based on the waveform of the reflected radio wave received by the floor radar module 141, as well as the shape of the obstacle O, as well as whether the floor is made of a hard material such as a floor or a carpet, or soft with carpet. You can also determine if it is the bottom of the material.

이와 같이 청소 로봇(1)는 바닥 장애물 감지부(140)에 포함된 바닥 레이더 모듈(141)을 이용하여 청소 공간 상에 위치하는 전선, 문턱 등의 장애물(O)의 존부 및 장애물(O)의 위치 정보를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 청소 바닥의 재질도 판단할 수 있다.As described above, the cleaning robot 1 uses the floor radar module 141 included in the floor obstacle detection unit 140 to determine whether the obstacles O and the presence of obstacles O, such as wires and thresholds, are located on the cleaning space. In addition to detecting location information, it is also possible to determine the material of the cleaning floor.

이상에서는 개시된 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해되어져서는 아니될 것이다.In the above, although the embodiments of the disclosed invention have been illustrated and described, the disclosed invention is not limited to the specific embodiments described above, and is provided to those skilled in the art to which the disclosed invention belongs without departing from the gist of the claims. Of course, various modifications are possible, and these modifications should not be understood individually from the disclosed invention.

1: 청소 로봇 10: 본체
100: 제어부 110: 조작부
111: 조작 버튼 120: 표시부
121: 디스플레이 패널 130: 전방 장애물 감지부
131, 132, 133, 135, 136: 전방 레이더 모듈
140: 바닥 장애물 감지부 141: 바닥 레이더 모듈
150: 주행부 151a, 151b: 주행 바퀴
153: 캐스터 160: 청소부
161: 드럼 브러시 163a, 163b: 사이드 브러시
165: 먼지통 170: 저장부
180: 통신부 R: 레이더 모듈1: cleaning robot 10: main body
100: control unit 110: operation unit
111: operation button 120: display
121: display panel 130: front obstacle detection unit
131, 132, 133, 135, 136: front radar module
140: floor obstacle detection unit 141: floor radar module
150: driving unit 151a, 151b: driving wheel
153: caster 160: cleaner
161: drum brush 163a, 163b: side brush
165: dust bin 170: storage
180: communication unit R: radar module

Claims

main body;
A driving unit that moves the main body;
A cleaning unit cleaning the cleaning space;
At least arranged to transmit the forward sensed radio waves disposed at predetermined intervals to the main body toward the front of the main body, receive the front reflected radio waves reflected from the obstacles in front, and output reflected signals corresponding to the received front reflected radio waves, respectively. Three forward obstacle detection units;
The distance information between each front obstacle detection unit and the front obstacle is respectively obtained based on the reflected signals received from the at least three front obstacle detection units, and the location of the front obstacle is based on the respective distance information. It includes a control unit for obtaining information,
When the control unit acquires the distance information between each of the front obstacle detection unit and the obstacle based on the reflection signal received from each of the front obstacle detection unit, the control unit of the reflected signal received from each of the front obstacle detection unit Check at least one of amplitude magnitude, phase, and frequency, and obtain any one of a time when the amplitude magnitude of the reflected signal is greater than or equal to a reference value, a time when the phase of the reflected signal changes, and a time when the frequency of the reflected signal changes, A cleaning robot that acquires distance information between each of the front obstacle detection unit and the front obstacle based on the difference between the obtained one time and the transmission time of the front detection radio wave.

According to claim 1,
The control unit is a cleaning robot that controls the at least three forward obstacle detection units so that the forward detection radio waves are transmitted at regular time intervals.

According to claim 1,
The at least three front obstacle detection units include a plurality of ultra-wideband radar modules that transmit impulse waves.

According to claim 1,
The control unit detects the position information of the front obstacle based on the distance information between the at least three front obstacle detection units arranged at the predetermined interval and the distance information between each front obstacle detection unit and the front obstacle. Cleaning robot.

According to claim 1,
A cleaning robot further comprising a floor obstacle detection unit that transmits a floor detection radio wave toward the floor of the cleaning space and detects a floor reflection radio wave reflected from the floor obstacle.

The method of claim 5,
The controller is a cleaning robot that detects location information of the floor obstacle based on the floor reflection propagation.

The method of claim 6,
The control unit detects location information of the floor obstacle based on a time difference between a time at which the floor detection radio wave is transmitted and a time at which the floor reflection radio wave is received.

The method of claim 7,
The floor obstacle detection unit cleaning robot including at least one ultra-wideband radar module for transmitting an impulse (impulse) radio waves.

The method of claim 8,
The controller is a cleaning robot that determines the material of the cleaning floor based on the waveform of the floor reflection wave.