KR102293657B1 - 이동 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 한 쌍의 스핀맙 상기 한상의 스핀맙에 구동력을 제공하는 맙 모터를 포함하는 맙 모듈; 상기 맙 모듈에서 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 이물질을 저장하는 수거 공간을 형성하는 수거부, 회전하여 상기 수거 공간으로 이물질을 유입시키는 스위핑부 및 상기 스위핑부에 구동력을 제공하는 스위핑 모터를 포함하는 스윕모듈; 상기 맙 모듈 및 상기 스윕모듈이 배치되는 바디; 상기 스윕모듈 보다 전방에 배치되고, 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하는 제1 바닥 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 로봇 {Moving Robot}
본 발명은 걸레질을 하는 이동 로봇에 관한 것이다.
로봇 청소기는, 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하거나 바닥의 이물질을 닦아냄으로써 청소하는 기기이다. 최근에는, 걸레질을 수행할 수 있는 청소기가 개발되고 있다. 또한, 로봇 청소기는 스스로 주행하면서 청소하는 기기이다.
종래 기술(한국 등록특허공보 10-1654014)로서 걸레면에 의해 이동을 할 수 있는 로봇 청소기가 알려져 있다. 상기 종래 기술에서, 로봇 청소기는, 좌우 방향으로 배치된 한 쌍의 걸레면을 고정하는 제 1회전 부재 및 제 2회전 부재를 포함한다. 상기 종래 기술에 따른 로봇 청소기에서, 상기 제 1회전 부재는 및 상기 제 2회전 부재는 각각 로봇 몸체로부터 분리 가능하게 결합된다.
종래 기술은 바닥의 재질을 감지하지 못하고, 바닥 재질에 대응되는 주행을 하지 못하여서, 걸레질을 수행하는 청소기가 카펫 등에 등반하는 경우, 카펫에서 이탈하지 못하는 문제점이 존재한다.
또한, 종래 기술은 카펫 등을 감지하지 못하므로, 카펫이 걸레에 끼어서 걸레의 고장의 원인이 되면, 주행할 수 없는 카펫을 등반하게 되어서 청소 시간이 길어지는 단점이 존재한다.
한국 등록특허공보 10-1654014 (등록일자 2016년 8월 30일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 바닥의 재질을 정확하게 감지하여서, 바닥의 재질이 물걸레 청소가 불가능 하거나, 물걸레의 회전력으로 주행하는 청소기가 진입할 시에 다시 빠져나오지 어려운 영역을 사전에 진입하지 않는 이동 로봇을 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기존에 낭떠러지를 감지하기 위해 사용하던 광센서와, 이동 로봇의 이동량을 감지하기 위해 사용하던 옵티컬 플로우 센서를 낭떠러지와 이동 로봇이 이동량을 감지하게 하면서, 동시에 바닥의 반사율을 측정할 수 있게 하는 이동 로봇을 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 바닥의 반사도만으로 바닥재질을 완벽하게 판단할 수 없는 경우, 스위핑부의 부하 또는/및 스핀 맙의 부하 정보와 함께 바닥의 반사도를 바탕으로 바닥의 재질을 판단하는 이동 로봇을 제공하기 위함이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 바닥의 광 반사량 또는/및 스위핑부의 부하를 바탕으로 바닥의 재질을 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 바닥의 광 반사량, 스위핑부의 부하 및 스핀 맙의 부하 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 바닥의 재질을 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 한 쌍의 스핀맙 상기 한상의 스핀맙에 구동력을 제공하는 맙 모터를 포함하는 맙 모듈; 상기 맙 모듈에서 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 이물질을 저장하는 수거 공간을 형성하는 수거부, 회전하여 상기 수거 공간으로 이물질을 유입시키는 스위핑부 및 상기 스위핑부에 구동력을 제공하는 스위핑 모터를 포함하는 스윕모듈; 상기 맙 모듈 및 상기 스윕모듈이 배치되는 바디; 상기 스윕모듈 보다 전방에 배치되고, 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하는 제1 바닥 감지 센서를 포함한다.
본 발명은 상기 스윕모듈과 상기 한 쌍의 스핀맙 사이에 배치되고, 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하는 제2 바닥 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 바닥 감지 센서는 상기 바닥과의 거리를 감지할 수 있다.
상기 제1 바닥 감지 센서는 레이저 센서 또는 적외선 센서를 포함할 수 있다.
상기 제2 바닥 감지 센서는 바닥의 이미지를 바탕으로 상기 이동 로봇의 이동량을 검출하는 옵티컬 플로우 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어할 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 광 반사량 값과 상기 제2 바닥 감지 센서에서 감지된 제2 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어할 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 및 제2 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부; 및 상기 스위핑 모터의 부하 값을 감지하는 제1 부하정보 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 반사량 값 및 상기 제1 부하정보 센서에서 감지된 제1 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어할 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작거나, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부; 상기 스위핑 모터의 부하 값을 감지하는 제1 부하정보 센서; 및 상기 맙 모터의 부하 값을 감지하는 제2 부하정보 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 반사량 값, 상기 제1 부하정보 센서에서 감지된 제1 부하 값 및 상기 제2 부하정보 센서에서 감지된 제2 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어할 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 및 상기 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우 만족될 수 있다.
상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 크며, 상기 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다.
상기 한 쌍의 스핀맙은 가상의 중심 수직면을 기준으로 좌우 대칭되게 구비될 수 있다.
상기 제1 바닥 감지 센서는 가상의 중심 수직면과 적어도 일부가 수직적 방향에서 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 제1 바닥 감지 센서 및 상기 제2 바닥 감지 센서는 가상의 중심 수직면과 적어도 일부가 수직적 방향에서 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 스윕모듈은 상기 바디의 하측면을 형성하는 베이스에 배치되고, 상기 스윕모듈은 상기 베이스의 테두리의 내부 영역으로 정의되는 베이스 내부 영역 내에 배치될 수 있다.
상기 수거부는 상기 스위핑부 보다 전방에 배치될 수 있다.
상기 해결 수단을 통해서, 본 발명은 바닥의 반사도가 낮은 영역의 경우 카펫 영역으로 판단하고, 이를 회피하여 주행하여서, 걸레의 회전에 의해 이동 로봇에 주행력을 제공하는 이동 로봇이 카펫을 등반하는 경우, 카펫에서 벗어나기가 매우 힘든 문제를 해결할 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 본 발명은 여러 개의 센서를 통해 바닥의 반사도와, 스위핑부의 부하 및 스핀 맙의 부하 중 적어도 하나의 인자를 통해 바닥의 재질을 추측하거나, 이들의 인자를 조합하여서 바닥의 재질을 추측하므로, 정확한 바닥 재질을 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제1 바닥 감지 센서와, 제2 바닥 감지 센서가 기존에 낭떠러지와 이동 로봇의 이동량을 감지하는 기능을 하면서, 동시에 바닥의 재질을 판단하는 기능도 수행함으로써, 별도의 센서를 장착할 필요가 없고, 제조 비용이 감소되며, 제어 구성이 용이한 장점이 존재한다.
또한, 본 발명은 제1 바닥 감지 센서가 스윕모듈(50) 및 맘 모듈 보다 전방에 배치되기 때문에, 스윕모듈(50) 및 맙 모듈이 카펫 등에 의해 부하가 증가하지 전에 선제적으로 카펫을 회피할 수 있는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 바닥의 광 반사도를 측정하기 위한 센서를 바디의 전후 방향 중앙선 상에 배치하여서, 최소한의 센서로 최대한의 감지 범위를 확보할 수 있는 이점이 존재한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 좌측면도이다.
도 3는 도 1의 저면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기(1, 1’)의 제어 블록도이다.
도 5은, 본 발명의 로봇 청소기(1, 1’)의 일부가 카펫을 등반하는 모습을 도시한 도면이다.
도 6는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기(1, 1’)의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 7는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기(1, 1’)의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 8은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기(1, 1’)의 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
예를 들면, 좌측 스핀 맙의 중심축과 우측 스핀 맙의 중심축을 연결한 가상의 선과 나란한 방향이 좌우 방향으로 정의되고, 상기 좌우 방향과 수직적으로 교차되고, 상기 스핀 맙들의 중심축과 나란하거나 사이각이 5도 이내인 방향이 상하 방향으로 정의되고, 좌우 방향 및 상하 방향과 수직적으로 교차되는 방향은 전후 방향으로 정의된다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제 1, 제 2, 제 3' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제 1 구성요소 없이 제 2구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서 언급되는 '걸레'는, 직물이나 종이 재질 등 재질면에서 다양하게 적용될 수 있고, 세척을 통한 반복 사용용 또는 일회용일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3를 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 청소기(1)를 전반적으로 설명한다.
본 발명의 실시예 들에 따른 청소기(1)는 걸레질을 수행한다. 청소기(1)는 자율 주행이 가능하게 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기(1)는 제어부를 구비하는 바디(30)를 포함한다. 청소기(1)는 바닥(피청소면)과 접촉하여 걸레질하게 구비되는 맙 모듈(40)을 포함한다. 청소기(1)는 바닥의 이물질을 수거하게 구비되는 스윕모듈(50)을 포함한다.
맙 모듈(40)은 바디(30)의 하측에 배치되고, 바디(30)를 지지할 수 있다. 스윕모듈(50)은 바디(30)하측에 배치되고, 바디(30)를 지지할 수 있다. 본 실시예에서 바디(30)는 맙 모듈(40) 및 스윕모듈(50)에 의해 지지된다. 바디(30)는 외관을 형성한다. 바디(30)는 맙 모듈(40) 및 스윕모듈(50)을 연결하며 배치된다.
맙 모듈(40)은 외관을 형성할 수 있다. 맙 모듈(40)은 바디(30)의 하측에 배치된다. 맙 모듈(40)은 스윕모듈(50)의 후방에 배치된다. 맙 모듈(40)은 청소기(1)의 이동을 위한 추진력을 제공한다. 청소기(1)를 이동시키기 위해 맙 모듈(40)은 청소기(1)의 후방 측에 배치되는 것이 바람직하다.
맙 모듈(40)은 회전하면서 바닥을 걸레질하게 구비되는 적어도 하나의 걸레부(미도시)를 포함한다. 맙 모듈(40)은 적어도 하나의 스핀맙(41)을 구비하고, 스핀맙(41)은 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 스핀맙(41)은 바닥에 접촉된다.
본 실시예에서 맙 모듈(40)은 한 쌍의 스핀맙(41a, 41b)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 스핀맙(41a, 41b)은 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하고, 회전을 통해 바닥을 걸레질한다. 한 쌍의 스핀맙(41a, 41b) 중 청소기의 진행방향 정면에서 볼 때 좌측에 배치된 스핀맙을 좌측 스핀맙(41a)이라 하고, 우측에 배치된 스핀맙을 우측 스핀맙(41b)이라 정의한다.
좌측 스핀맙(41a) 및 우측 스핀맙(41b)은 각각의 회전축을 중심으로 회전된다. 회전축은 상하 방향으로 배치된다. 좌측 스핀맙(41a) 및 우측 스핀맙(41b)은 각각 독립적으로 회전될 수 있다. 한 쌍의 스핀맙은 가상의 중심 수직면(Po)을 기준으로 좌우 대칭되게 구비될 수 있다.
스윕모듈(50)은 외관을 형성할 수 있다. 스윕모듈(50)은 맙 모듈(40)의 전방에 배치된다. 바닥의 이물질이 맙 모듈(40)과 먼저 접촉되는 것을 방지하기 위해 스윕모듈(50)은 청소기(1) 진행방향의 전방에 배치되는 것이 바람직하다.
스윕모듈(50)은 바디의 하측면을 형성하는 베이스(32)에 배치되고, 스윕모듈(50)은 베이스(32)의 테두리의 내부 영역으로 정의되는 베이스(32) 내부 영역 내에 배치된다. 즉, 스윕모듈(50)은 베이스(32)의 내부 영역과 수직적으로 완전히 중첩되어서, 스윕모듈(50)은 베이스(32)에 의해 커버되게 된다.
수거부(51)는 스위핑부(52) 보다 전방에 배치된다. 베이스(32)는 상부에서 보아 원형으로 형성된다. 베이스(32)가 원형으로 형성되면, 이동 로봇의 방향 전환이 용이한 이점이 존재한다.
다만, 베이스(32) 원형으로 형성되면, 맘 모듈 보다 전방에 배치되는 스위핑부(52)의 좌우 폭을 크게 하게 되면 베이스(32)의 외측으로 튀어나오게 되고, 스위핑부(52)를 너무 작게 하면 한번에 청소하는 폭이 좁아지게 되는 단점이 존재한다. 따라서, 본 발명은 수거부(51)를 스위핑 보다 전방에 배치하고, 수거부(51)의 좌우 방향 길이를 스위핑부(52)의 좌우 방향 길이 보다 작게 하고, 수거부(51)를 베이스(32)의 엣지에 인접하게 배치함으로써, 스위핑부(52)의 길이를 줄이지 않고, 스윕모듈(50)이 베이스(32)에서 돌출되는 않는 슬림한 구조를 만들 수 있게 되는 이점이 존재한다.
도 4를 참고하면, 로봇 청소기(1, 1’)의 동작이나 상태 또는 외부의 상황과 관련된 각종 정보를 감지하는 센싱부(20)를 포함한다.
센싱부(20)는 로봇 청소기(1, 1’)로부터 이격된 외부의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(21)를 포함할 수 있다. 복수의 장애물 감지센서(21a, 21b, 21c, 21d)가 구비될 수 있다. 장애물 감지센서(21)는 전방의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(21a, 21b, 21c)를 포함한다. 장애물 감지센서(21)는 좌우 방향의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(21d)를 포함한다. 장애물 감지센서(21)는 바디(30)에 배치될 수 있다. 장애물 감지센서(21)는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등을 포함할 수 있다.
센싱부(20)는 외부로부터의 식별 신호를 수신하여 위치를 판별하는 위치 신호 센서(22)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 신호 센서(22)는, 초광대역통신(Ultra Wide Band: UWB) 신호를 이용하는 UWB 센서일 수 있다. 제어부(10)는 위치 신호 센서(22)에서 수신된 신호에 따라 로봇 청소기(1, 1’)의 위치를 파악할 수 있다.
외부로부터의 식별 신호는 외부에 배치된 비컨(beacon) 등 신호 발생기가 송신하는 신호로, 신호 발생기는 복수 개가 구비되고, 복수 개의 서로 떨어진 장소에 각각이 구비될 수 있다. 위치 신호 센서(22)는 서로 다른 장소에 배치된 신호 발생기에서 송신된 식별 신호를 수신하는 것이 가능하다.
센싱부(20)는 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 제1 바닥 감지 센서(23a)를 포함할 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)는 로봇 청소기(1, 1’)의 전방 및/또는 후방의 낭떠러지 유무를 감지할 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)는 바닥과의 거리를 감지하고, 제어부는 바닥과의 거리가 기 설정된 거리 보다 큰 경우 낭떠러지라고 판단하고 이에 대응되는 동작을 수행하게 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 바닥 감지 센서(23a)는 광 센서를 포함할 수 있고, 광센서는 레이저 센서 또는 적외선 센서를 포함할 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)는 바닥을 향해 광을 방출하는 출광부(미도시)와 바닥에서 반사된 빛을 수광하는 수광부(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)는 수광부에 되돌아 오는 시간차에 의해 거리를 측정할 수 있다.
또한, 제1 바닥 감지 센서(23a)는 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지할 수 있다. 구체적으로, 수광부는 되돌아 오는 광의 광량, 조도 등을 측정하여서, 출광부에서 조사된 광 대비 반사율을 구할 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)는 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하여서, 제어부에 바닥의 재질을 검출할 수 있는 수단을 제공한다.
제1 바닥 감지 센서(23a)는 스윕모듈(50) 보다 전방에 배치될 수 있다. 제1 바닥 감지 센서(23a)가 스윕모듈(50) 보다 전방에 배치되면, 스윕모듈(50)이 카펫 등에 의해 부하가 증가하지 전에 선제적으로 카펫을 회피할 수 있는 이점이 존재한다.
센싱부(20)는 바닥의 이미지를 바탕으로 이동 로봇의 이동량을 검출하는 제2 바닥 감지 센서(23b)를 포함할 수 있다. 제2 바닥 감지 센서(23b)는 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지할 수 있다. 또는 제2 바닥 감지 센서(23b)는 이미지 품질 정보로부터 바닥의 반사도(거칠기)를 검출 할 수 있다.
예를 들면, 제2 바닥 감지 센서(23b)는 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)를 포함할 수 있다. 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 제어부에 전달될 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 장애물(CA)에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부에 의해 제어될 수 있다. 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.
옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부는 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, 제어부는 다른 수단에 의해 산출한 이동 로봇의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.
제2 바닥 감지 센서(23b)는 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하거나, 바닥의 이미지를 분석하여서, 제어부에 바닥의 재질을 검출할 수 있는 수단을 제공한다.
제2 바닥 감지 센서(23b)는 스윕모듈(50)과 한 쌍의 스핀맙 사이에 배치될 수 있다. 제2 바닥 감지 센서(23b)는 중심 수직면과 적어도 일부가 수직적 방향에서 중첩되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 바닥 감지센서는 중심 수직면 상에서, 한 쌍의 스핀맙들의 중심축을 연결한 선과 스위핑부(52) 사이에 배치된다.
제2 바닥 감지 센서(23b)가 맙 모듈 보다 전방에 배치되면, 맙 모듈이 카펫 등에 의해 부하가 증가하기 전에 선제적으로 카펫을 회피할 수 있는 이점이 존재한다.
따라서, 제2 바닥 감지 센서(23b)가 복수개가 사용되지 않고, 하나만 사용되더라도, 바디의 중앙에서 전방으로 치우친 위치에 배치되므로, 한 쌍의 스핀 맙의 전방 바닥의 재질을 검출할 수 있다.
또한, 제1 바닥 감지 센서(23a)와, 제2 바닥 감지 센서(23b)가 기존에 낭떠러지와 이동 로봇의 이동량을 감지하는 기능을 하면서, 동시에 바닥의 재질을 판단하는 기능도 수행할 수 있는 장점이 존재한다.
센싱부(20)는, 외부의 영상을 감지하는 카메라(24)를 포함할 수 있다. 카메라(24)는 바디(30)에 배치될 수 있다. 카메라(24)는 바디(30)의 상측의 영상을 감지할 수 있다.
센싱부(20)는 외부 환경의 3차원 위치 정보를 감지하는 3D 센서(25)를 포함할 수 있다.
일 예로, 3D 센서(135)는, 적외선을 조사하는 광 조사부(미도시)와, 외부의 물체에 반사된 적외선을 감지하는 3D 카메라(3D Depth Camera)(미도시)를 포함할 수 있다. 광 조사부는, 소정의 패턴을 가진 적외선을 조사할 수도 있다. 3D 카메라는, IR 카메라 또는 RGB-Depth 카메라 등일 수 있다. 이러한 3D 센서(135)는 TOF(Time of Flight) 방식으로 구현될 수 있다.
다른 예로, 3D 센서(135)는 2개 이상의 카메라를 구비하여, 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합함으로싸, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 구현될 수 있다.
센싱부(20)는 바디(30)의 바닥(H)에 대한 기울기 정보를 획득하는 기울기 정보 획득부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기울기 정보 획득부는 자이로 센서(26)를 포함할 수 있다. 기울기 정보 획득부는 자이로 센서(26)의 감지 신호를 기울기 정보로 변환하는 처리 모듈(미도시)를 포함할 수 있다. 처리 모듈은 제어부(10)의 일부로서, 알고리즘이나 프로그램으로 구현될 수 있다. 다른 예로, 기울기 정보 획득부는 자기장 센서(27)를 포함하여, 지구의 자기장에 대한 감지 정보를 근거로 하여 기울기 정보를 획득할 수도 잇다.
여기서, 바닥(H)은 수평면을 의미하는 것으로서, 중력 방향에 수직한 평면을 의미한다. 자이로 센서(26)는 바디(30)의 수평면에 대한 회전 각속도에 대한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로 자이로 센서(26)는 수평면에 평행하고 서로 직교하는 X축 및 Y축을 중심으로한 회전 각속도를 감지할 수 있다. 처리 모듈을 통해 X축에 대한 회전 각속도(롤)와 Y축에 대한 회전 각속도(피치)를 합성하여, 수평면에 대한 회전 각속도를 산출할 수 있다. 처리 모듈을 통해 회전 각속도를 적분하여, 기울기 값을 산출할 수 있다.
자이로 센서(26)는 정해진 기준 방향을 감지할 수 있다. 기울기 정보 획득부는 기준 방향을 근거로 하여 기울기 정보를 획득할 수 있다.
자이로 센서(26)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 자이로(Gyro) 센싱 기능을 구비할 수 있다. 자이로 센서(26)에서 수집된 정보는 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 정보일 수 있다. 처리 모듈은, 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw) 각속도를 적분하여 로봇 청소기(1, 1’)의 방향각의 산출이 가능하다.
자이로 센서(26)는 바디(30)에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 자이로 센서(26)는, 바디(30)를 속하는 후술할 나머지 파트(Q)에 배치된다. 또한, 기울기 정보 획득부는 나머지 파트(Q)에 배치된다.
자이로 센서(26)는, 별도의 센서로 구현될 수도 있고, 후술할 IMU 센서의 일부 기능으로서 구현될 수도 있다.
센싱부(20)는 자기장을 감지하는 자기장 센서(27)를 포함할 있다. 자기장 센서(27)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 자기장 센싱 기능을 구비할 수 있다. 자기장 센서(27)는 방향각(방위각)을 측정할 수 있다. 자기장 센서(27)는, 별도의 센서로 구현될 수도 있고, 후술할 IMU 센서의 일부 기능으로서 구현될 수도 있다.
센싱부(20)는 로봇 청소기(1, 1’)의 가속도를 감지하는 가속도 센서(28)를 포함할 수 있다. 가속도 센서(28)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도 센싱 기능을 구비할 수 있다. 가속도 센서(28)는, 별도의 센서로 구현될 수도 있고, 후술할 IMU 센서의 일부 기능으로서 구현될 수도 있다.
청소기(1)는 관성 센서 유닛(IMU)(미도시)을 포함할 수 있다. 관성 센서 유닛의 정보를 기반으로, 청소기(1)는 주행 모션을 안정화시킬 수 있다. 관성 센서 유닛(IMU)은, 자이로 센서(26)의 기능, 자기장 센서(27)의 기능 및 가속도 센서(28)의 기능을 가질 수 있다.
센싱부(20)는 스위핑 모터(71)의 부하 정보(부하 값)를 획득하는 제1 부하정보 센서(29a)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 부하정보 센서(29a)는 스위핑 모터(71)의 모터 부하 전류 값이나 모터 부하 전압 값 등을 감지하여, 맙 모터(61)의 부하를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제2 부하정보 센서(29b)는, 맙 모터(61) 제어부(11)에 구비되는 전류 검출부에 의해 구현될 수도 있다.
다른 예로, 제1 부하정보 센서(29a)는 스위핑부(52)의 회전 속도나 회전수를 감지하는 엔코더(encoder)를 이용하여, 구비될 수 있다. 구체적으로, 스위핑부(52)에 걸리는 부하가 클수록 스위핑 모터(71)에 가해지는 회전 신호(전류 값이나 전압 값 등) 대비, 회전 속도가 느려질 수 있는데, 회전 속도에 대한 정보를 엔코더가 감지함으로써 부하 정보를 획득할 수 있다.
센싱부(20)는 맙 모터(61)의 부하 정보를 획득하는 제2 부하정보 센서(29b)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제2 부하정보 센서(29b)는 맙 모터(61)의 모터 부하 전류 값이나 모터 부하 전압 값 등을 감지하여, 맙 모터(61)의 부하를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제2 부하정보 센서(29b)는, 맙 모터(61) 제어부(11)에 구비되는 전류 검출부에 의해 구현될 수도 있다.
다른 예로, 제2 부하정보 센서(29b)는 스핀 맙의 회전 속도나 회전수를 감지하는 엔코더(encoder)를 이용하여, 구비될 수 있다. 구체적으로, 걸레(411)에 걸리는 부하가 클수록 맙 모터(61)에 가해지는 회전 신호(전류 값이나 전압 값 등) 대비, 회전 속도가 느려질 수 있는데, 회전 속도에 대한 정보를 엔코더가 감지함으로써 부하 정보를 획득할 수 있다.
센싱부(20)는, 외부의 장애물과 접촉을 감지하는 충격 감지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 외부의 물체에 의해 눌려지는 범퍼(미도시)에 의해, 충격 감지 센서가 구현될 수 있다.
센싱부(20)은, 로봇 청소기(1, 1’)의 실제 움직인 경로를 인식하는 엔코더(미도시)를 포함할 수 있다. 엔코더의 기능은 보조 바퀴(58)가 수행할 수도 있다.
로봇 청소기(1, 1’)는 사용자의 각종 지시를 입력할 수 있는 입력부(16)를 포함한다. 입력부(16)는 버튼, 다이얼, 터치형 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 입력부(16)는 음성 인식을 위한 마이크(미도시)를 포함할 수 있다. 입력부(16)는 전원 공급의 ON/OFF를 입력하기 위한 전원 스위치(16a)를 포함할 수 있다.
로봇 청소기(1, 1’)는 사용자에게 각종 정보를 출력해주는 출력부(17)를 포함한다. 출력부(17)는 시각적 정보를 출력하는 디스플레이(미도시)를 포함할 수 있다. 출력부(17)는 청각적 정보를 출력하는 스피커(미도시)를 포함할 수 있다.
로봇 청소기(1, 1’)은 각종 정보를 저장하는 저장부(18)를 포함한다. 저장부(18)는 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 저장부(18)에는 로봇 청소기(1, 1’)의 각종 오류 대응 동작을 제어하기 위한 알고리즘이 저장될 수 있다.
저장부(18)에는 주행구역에 대한 맵이 저장될 수 있다. 맵은 통신부(19)를 통해 정보를 교환할 수 있는 외부 단말기에 의해 입력된 것일 수도 있고, 로봇 청소기(1, 1’)가 스스로 학습을 하여 생성한 것일 수도 있다. 전자의 경우, 외부 단말기로는 맵 설정을 위한 어플리케이션(application)이 탑재된 리모콘, PDA, 랩탑(laptop), 스마트 폰, 태블릿 등을 예로 들 수 있다.
로봇 청소기(1, 1’)는 소정의 네트워크와 접속 가능한 통신부(19)을 포함할 수 있다. 통신 규약에 따라, 통신부(19)은 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술을 이용하여 구현될 수 있다.
청소기(1)는 자율 주행을 제어하는 제어부(10)를 포함한다. 제어부(10)는 바디(30)의 내부에 배치된 메인 PCB(Co)에 의해 구현될 수 있다.
제어부(10)는 입력부(16)의 신호 또는 통신부(19)을 통해 입력되는 신호를 처리할 수 있다.
제어부(10)는 센싱부(20)의 감지 신호를 입력받아 청소기의 주행을 제어할 수 있다. 제어부는 센싱부(20)의 감지 신호를 입력받아 스위핑 모터(71) 및 맙 모터(61)를 제어할 수 있다.
제어부(10)는 급수 모듈(80)을 제어할 수 있다. 제어부(10)는 공급되는 물의 양을 조절하도록 펌프(85)를 제어할 수 있다. 펌프(85)의 제어를 통해, 시간당 맙 모듈(40)에 공급되는 물의 양이 변경될 수 있다. 다른 예로, 제어부(10)는 물의 공급 여부가 변경되도록 후술할 밸브를 제어할 수 있다.
제어부(10)는 카메라(24)가 감지한 영상을 통해 주행 구역을 학습하고 현재 위치를 인식 가능하게 제어할 수 있다. 제어부(10)는, 영상을 통해 주행 구역을 맵핑하게 구비될 수 있다. 제어부(10)는, 영상을 통해 현재 위치를 맵핑된 맵 상에서 인식 가능하게 구비될 수 있다. 카메라(24)에 의해 촬영된 영상은 주행 구역의 맵을 생성하고, 주행 영역 내의 현 위치를 감지하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 제어부(10)는 카메라(24)에 의해 촬영된 상측 방향의 영상 중 천장과 측면과의 경계를 이용하여 주행 구역의 지도를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(10)는, 영상의 특징점들을 기준으로 주행 구역 내의 현 위치를 감지할 수 있다.
제어부(10)는, 로봇 청소기(1, 1’)가 주행 후 충전대로 복귀 가능하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 로봇 청소기(1, 1’)는 충전대에서 송출된 적외선(IR: InfraRed)신호 등을 감지하여, 충전대로 복귀 가능하게 구비될 수 있다. 제어부(10)는 충전대에서 송출되어 감지된 신호를 근거로 하여 로봇 청소기(1, 1’)가 충전대로 복귀되게 제어할 수 있다. 충전대는 소정의 복귀 신호를 송출하는 신호 송출부(미도시)를 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(10)는 현재 위치를 맵 상에서 인식하여 로봇 청소기(1, 1’)가 충전대로 복귀하게 제어할 수 있다. 맵 상에서 충전대에 대응되는 위치와 현재 위치를 인식할 수 있고, 이를 통해 로봇 청소기(1, 1’)는 충전대로 복귀할 수 있다.
제어부(10)는, 사용자의 단말기(예를 들어, 스마트폰이나 컴퓨터 등)를 통해 입력된 정보를 근거로 하여, 로봇 청소기(1, 1’)를 제어할 수 있다. 로봇 청소기(1, 1’)는 입력된 정보를 통신부(19)를 통해 수신할 수 있다. 제어부(10)는 입력된 정보를 근거로 하여, 로봇 청소기(1, 1’)의 주행 패턴(예를 들어, 지그재그 방식으로 이동하는 주행 또는 일정 영역을 집중적으로 청소하는 주행)을 제어할 수 있다. 제어부(10)는 입력된 정보를 근거로 하여, 로봇 청소기(1, 1’)의 특정 기능(예를 들어, 분실 물건 찾기 기능 또는 벌레 퇴치 기능 등)의 활성 여부를 제어할 수 있다. 제어부(10)는 입력된 정보를 근거로 하여, 로봇 청소기(1, 1’)의 청소 주행 시작 시점을 특정 시점으로 설정할 수 있다. (예약 청소 기능)
제어부(10)는 맙 모터(61)의 구동을 제어하는 맙 모터(61) 제어부(11)를 포함한다. 제어부(10)는 제 1맙 모터(61)(61a)의 구동을 제어하는 제 1맙 모터(61) 제어부(11a)를 포함할 수 있다. 제어부(10)는 제 2맙 모터(61)(61b)의 구동을 제어하는 제 2맙 모터(61) 제어부(11b)를 포함할 수 있다.
후술할 실시예A에 따른 청소기(1)의 제어부(10)는 후술할 스위핑 모터(71)의 구동을 제어하는 스위핑 모터(71) 제어부(12)를 더 포함할 수 있다.
제어부(10)는 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 획득된 바닥의 반사량 값을 근거로 로봇 청소기(1, 1’)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는, 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 진입 제한 조건이 만족되면 진입 제한 대응 동작을 수행하게 맙 모터(61)를 제어할 수 있다.
여기서, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족되고, 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 크거나 같은 경우 불 만족된다.
제어부(10)는 진입 제한 조건이 만족되는 경우 진입 제한 대응 동작을 실행할 수 있다. 예를 들면, 진입 제한 대응 동작은 진입 제한 조건을 만족하는 영역을 회피 주행하도록 맙 모터(61)를 제어한다. 여기서, 진입 제한 조건을 만족하는 영역을 회피한다는 것은 제어부가 맙 모터(61)를 제어하여서, 이동 로봇이 진입 제한 조건을 만족하는 영역을 제외한 청소 영역을 주행 또는 청소하는 것을 의미한다.
다른 예로, 진입 제한 대응 동작은 진입 제한 조건을 만족하는 영역을 회피 주행을 시도하고 회피 주행이 되지 않는 경우, 회피 오류 동작을 실행하는 것을 포함할 수 있다. 회피 오류 동작은, 메시지나 그림/기호 등 시각적 정보를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 오류 대응 동작은, 소정의 소리를 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 회피 오류 동작은, 오류가 해소될 때까지 주행을 중지하는 동작을 포함할 수 있다. 이러한 적어도 하나의 동작들의 조합으로 하나의 회피 오류 동작이 구성될 수 있다.
제어부는 진입 제한 조건이 불 만족되는 경우, 정상 주행을 실행할 수 있다. 정상 주행은, 진입 제한 대응 동작이 아닌 일반적으로 기 설정된 동작을 수행하는 것을 의미한다.
따라서, 이동 로봇은 바닥의 반사도가 낮은 영역의 경우 카펫 영역으로 판단하고, 이를 회피하여 주행할 수 있다. 따라서, 걸레의 회전에 의해 이동 로봇에 주행력을 제공하는 이동 로봇이 카펫을 등반하는 경우, 카펫에서 벗어나기가 매우 힘든 문제를 해결할 수 있다.
다른 예로, 제어부(10)는 제1 바닥 감지 센서(23a) 및 제2 바닥 감지 센서(23b)를 통해 획득된 바닥의 반사량 값을 근거로 로봇 청소기(1, 1’)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는, 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 광 반사량 값과 제2 바닥 감지 센서(23b)에서 감지된 제2 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 진입 제한 조건이 만족되면 진입 제한 대응 동작을 수행하게 맙 모터(61)를 제어할 수 있다.
여기서, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 및 제2 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족되고, 제1 광 반사량 값 및 제2 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 크거나 같은 경우 불 만족된다. 다른 예로, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 제1 기준 반사량 값 보다 작고, 제2 광 반사량 값이 기 설정된 제2 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족되고, 제1 광 반사량 값 기 설정된 제1 기준 반사량 값 보다 크거나 같고, 제2 광 반사량 값이 기 설정된 제2 기준 반사량 값 보다 크거나 같은 경우 불만족된다.
제1 바닥 감지 센서(23a)와 제2 바닥 감지 센서(23b)의 반사량을 측정하여서, 바닥 재질에 대한 판단의 오류를 줄일 수 있게 된다.
또 다른 예로, 제어부(10)는 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 획득된 바닥의 반사량 값 및 제1 부하정보 센서(29a)에서 감지된 부하 값을 근거로 로봇 청소기(1, 1’)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 반사량 값 및 제1 부하정보 센서(29a)에서 감지된 제1 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 진입 제한 조건이 만족되면 진입 제한 대응 동작을 수행하게 맙 모터(61)를 제어할 수 있다.
여기서, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작거나, 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다. 또한, 다른 예로, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다.
제1 바닥 감지 센서(23a)와 제1 부하정보 센서(29a)를 사용하여서 바닥의 반사량과 스위핑부(52)의 부하를 고려하여서, 바닥 재질에 대한 판단하므로, 하나의 인자를 통해 바닥의 재질을 판단할 때 생기는 오류를 줄일 수 있게 된다.
또 다른 예로, 제어부(10)는 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 획득된 바닥의 반사량 값, 제1 부하정보 센서(29a)에서 감지된 부하 값 및 제2 부하정보 센서(29b)에서 감지된 제2 부하 값을 근거로 로봇 청소기(1, 1’)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 반사량 값, 제1 부하정보 센서(29a)에서 감지된 제1 부하 값 및 제2 부하정보 센서(29b)에서 감지된 제2 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 진입 제한 조건이 만족되면 진입 제한 대응 동작을 수행하게 맙 모터(61)를 제어할 수 있다.
여기서, 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우, 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 및 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우 만족될 수 있다. 다른 예로, 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 크며, 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족될 수 있다.
제1 바닥 감지 센서(23a)와 제1 부하정보 센서(29a)를 사용하여서 바닥의 반사량과 스위핑부(52)의 부하와 스핀 맙의 부하를 고려하여서, 바닥 재질에 대한 판단하므로, 하나의 인자를 통해 바닥의 재질을 판단할 때 생기는 오류를 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 스핀 맙의 부하, 스위핑부(52)의 부하 및 제1광 반사량 값 중 어느 하나만 진입 제한 조건을 만족하여도, 진입 제한 동작을 수행하므로, 이동 로봇의 회전 동작, 전진 동작 등 다양한 동작에서 이동 로봇의 어느 일부분에 카펫 등이 걸리는 경우를 신속하게 판단할 수 있고, 이를 신속하게 회피할 수 있게 된다.
도 5을 참조하면, 이동 로봇의 일부(스위핑부(52))가 카펫(M)을 등반한 경우를 도시하고 있다. 볼 발명은 이동 로봇의 일부가 카펫을 등반한 경우, 또는 카펫과 매운 근접한 경우, 카펫을 회피할 수 있게 한다. 이때는 스핀 맙이 아직 바닥(H)에 접촉되어 있으므로, 카펫을 회피할 수 있다.
이하, 제 1 내지 3 실시예에 따른 로봇 청소기(1, 1’)의 제어방법을 설명한다. 각 순서도들에서 서로 중복되는 내용은 동일한 도면 부호로 표기하고, 중복되는 설명은 생략한다.
제어방법은 제어부(10)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명은, 로봇 청소기(1, 1’)의 제어방법이 될 수 있고, 제어방법을 수행하는 제어부(10)를 포함하는 로봇 청소기(1, 1’)가 될 수도 있다. 본 발명은, 제어방법의 각 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 될 수도 있고, 제어방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 될 수도 있다. '기록매체'는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 본 발명은, 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 청소기 제어 시스템이 될 수도 있다.
제어방법의 순서도 도면들의 각 단계와 순서도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(instruction)들에 의해 수행될 수 있다. 인스트럭션들은 범용 컴퓨터 또는 특수용 컴퓨터 등에 탑재될 수 있고, 인스트럭션들이 순서도 단계(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
또한, 몇 가지 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 6를 참고하면, 제1 실시예에 따른 제어방법은, 로봇 청소기(1, 1’)가 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 바닥의 제1 광 반사량 값 획득하는 단계(S110)와, 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하는 단계(S120), 진입 제한 조건이 만족되면 진입 제한 대응 동작을 수행하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 실시예는 진입 제한 조건이 불 만족 되면 이동 로봇을 정상 주행하게 제어하는 단계(S140)을 포함할 수 있다.
도 7를 참고하면, 제2 실시예에 따른 제어방법은, 로봇 청소기(1, 1’)가 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 바닥의 제1 광 반사량 값 획득하는 단계(S110)와, 제1 부하정보 센서(29a)를 통해 제1 부하 값(스위핑부(52)의 부하 값)을 획득하는 단계(S220)와, 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값과 비교하는 단계(S120), 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값 보다 작은 경우 진입 제한 대응 동작을 수행하는 단계(S130)와, 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값 보다 크거나 같은 경우 제1 부하 값과 기준 부하 값을 비교하는 단계(S240)와, 제1 부하 값이 기준 부하 값 보다 큰 경우, 진입 제한 동작을 수행하는 단계(S130)를 포함한다.
또한, 제2 실시예는, 제1 부하 값이 기준 부하 값 보다 작거나 같은 경우, 이동 로봇을 정상 주행하게 제어하는 단계(S140)을 포함할 수 있다.
도 8을 참고하면, 제3 실시예에 따른 제어방법은, 로봇 청소기(1, 1’)가 제1 바닥 감지 센서(23a)를 통해 바닥의 제1 광 반사량 값 획득하는 단계(S110)와, 제1 부하정보 센서(29a)를 통해 제1 부하 값(스위핑부(52)의 부하 값)을 획득하는 단계(S220)와, 제2 부하정보 센서(29b)를 통해 제2 부하 값(스핀 맙의 부하 값)을 획득하는 단계(S310)와 제1 바닥 감지 센서(23a)에서 감지된 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값과 비교하는 단계(S120), 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값 보다 작은 경우 진입 제한 대응 동작을 수행하는 단계(S130)와, 제1 광 반사량 값이 기준 반사량 값 보다 크거나 같은 경우 제1 부하 값과 제1 기준 부하 값을 비교하는 단계(S240)와, 제1 부하 값이 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우, 진입 제한 동작을 수행하는 단계(S130)와, 제1 부하 값이 제1 기준 부하 값 보다 작거나 같은 경우, 제2 부하 값과 제2 기준 부하 값을 비교하는 단계 (S320)와, 제2 부하 값이 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우, 진입 제한 동작을 수행하는 단계(S130)를 포함한다.
또한, 제3 실시예는 제2 부하 값이 제2 기준 부하 값 보다 작거나 같은 경우, 이동 로봇을 정상 주행하게 제어하는 단계(S140)을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 한 쌍의 스핀맙 상기 한쌍의 스핀맙에 구동력을 제공하는 맙 모터를 포함하는 맙 모듈;
    상기 맙 모듈에서 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 이물질을 저장하는 수거 공간을 형성하는 수거부, 회전하여 상기 수거 공간으로 이물질을 유입시키는 스위핑부 및 상기 스위핑부에 구동력을 제공하는 스위핑 모터를 포함하는 스윕모듈;
    상기 맙 모듈 및 상기 스윕모듈이 배치되는 바디;
    상기 스윕모듈 보다 전방에 배치되고, 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하는 제1 바닥 감지 센서를 포함하고,
    상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부;
    상기 스위핑 모터의 부하 값을 감지하는 제1 부하정보 센서; 및
    상기 맙 모터의 부하 값을 감지하는 제2 부하정보 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 반사량 값, 상기 제1 부하정보 센서에서 감지된 제1 부하 값 및 상기 제2 부하정보 센서에서 감지된 제2 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어하는 이동 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스윕모듈과 상기 한 쌍의 스핀맙 사이에 배치되고, 바닥에서 반사되는 광의 반사량을 감지하는 제2 바닥 감지 센서를 더 포함하는 이동 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바닥 감지 센서는 상기 바닥과의 거리를 감지하는 이동 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 바닥 감지 센서는 레이저 센서 또는 적외선 센서를 포함하는 이동 로봇.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 바닥 감지 센서는 바닥의 이미지를 바탕으로 상기 이동 로봇의 이동량을 검출하는 옵티컬 플로우 센서를 포함하는 이동 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어하는 이동 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족되는 이동 로봇.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 광 반사량 값과 상기 제2 바닥 감지 센서에서 감지된 제2 광 반사량 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어하는 이동 로봇.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 및 제2 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우 만족되는 이동 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스위핑 모터 및 상기 맙 모터를 제어하는 제어부; 및
    상기 스위핑 모터의 부하 값을 감지하는 제1 부하정보 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 바닥 감지 센서에서 감지된 제1 반사량 값 및 상기 제1 부하정보 센서에서 감지된 제1 부하 값을 바탕으로 진입 제한 조건을 판단하고, 상기 진입 제한 조건이 만족되면 상기 진입 제한 대응 동작을 수행하게 상기 맙 모터를 제어하는 이동 로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작거나, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족되는 이동 로봇.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값이 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족되는 이동 로봇.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작은 경우, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 큰 경우 및 상기 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우 만족되는 이동 로봇.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 진입 제한 조건은 제1 광 반사량 값 기 설정된 기준 반사량 값 보다 작고, 상기 제1 부하 값이 기 설정된 제1 기준 부하 값 보다 크며, 상기 제2 부하 값이 기 설정된 제2 기준 부하 값 보다 큰 경우 만족되는 이동 로봇.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 스핀맙은 가상의 중심 수직면을 기준으로 좌우 대칭되게 구비되는 이동 로봇.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바닥 감지 센서는 가상의 중심 수직면과 적어도 일부가 수직적 방향에서 중첩되게 배치되는 이동 로봇.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바닥 감지 센서 및 상기 제2 바닥 감지 센서는 가상의 중심 수직면과 적어도 일부가 수직적 방향에서 중첩되게 배치되는 이동 로봇.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 스윕모듈은 상기 바디의 하측면을 형성하는 베이스에 배치되고, 상기 스윕모듈은 상기 베이스의 테두리의 내부 영역으로 정의되는 베이스 내부 영역 내에 배치되는 이동 로봇.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 수거부는 상기 스위핑부 보다 전방에 배치되는 이동 로봇.


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