KR102317723B1

KR102317723B1 - 이동로봇 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR102317723B1
Application number: KR1020190080605A
Authority: KR
Inventors: 최원준; 이용재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-10-25
Also published as: WO2021002718A2; KR20210004336A; WO2021002718A3; US20220346614A1

Abstract

본 발명은 이동로봇 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 청소를 실시하고자 하는 영역내에서 소정의 움직임이 감지되면, 상기 움직임이 이물질을 발생시키는 행동패턴인지를 학습하여, 추후 이물질을 발생시키는 움직임이 포착되면 이에 적합한 청소를 실시하는 발명에 관한 것이다.

Description

이동로봇 및 그의 제어방법 {Apparatus and Controlling method for MOVING ROBOT}

본 발명은 이동로봇 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영역내에 존재하는 움직임을 인식하고 학습하여, 추후 학습한 움직임을 보이면 맞춤형 서비스를 제공하는 이동로봇 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다. 이러한 로봇 중에서 자력으로 주행이 가능한 것을 이동로봇이라고 한다.

가정에서 사용되는 이동로봇의 대표적인 예는 로봇청소기로, 로봇청소기는 일정 영역을 스스로 주행하면서, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입함으로써, 해당 영역을 청소하는 기기이다.

이동로봇은, 스스로 이동이 가능하여 이동이 자유롭고, 주행중 장애물 등을 피하기 위한 다수의 센서가 구비되어 장애물을 피해 주행할 수 있다.

한편, 근래에는, 다양한 통신 기술의 발달에 따라, 다수의 홈 어플라이언스, 사물인터넷(Internet of Things: IoT) 기기들이 유/무선 통신으로 네트워크 연결되고 있다.

네트워크를 구성하는 홈 어플라이언스, 사물인터넷(IoT) 기기들은, 어느 하나의 기기에서 다른 기기로 데이터를 전송할 수 있고, 어느 하나의 기기에서 다른 기기의 정보를 확인할 수 있다.

따라서, 네트워크를 구성하는 홈 어플라이언스, 사물인터넷(IoT) 기기들과 통신하여, 이동 로봇을 연동 제어함으로써, 사용자의 이용 편의성을 증대하려는 다양한 방안이 연구되고 있다.

또한, 사용자의 사용 편의성을 향상하기 위하여 다양한 기기에 음성 인식 기술이 적용되고 있고, 음성 인식 기술을 이용하여 이동 로봇을 제어하는 방안에 대한 연구가 증가하고 있다.

예를 들어, 국내 공개특허공보 10-2012-0114670은 로봇 청소기가 음성 인식 유닛을 구비하고 사용자의 음성 신호를 인식하여 대응하는 제어 명령을 실행하고 있다.

하지만 상기 특허는 사용자의 음성을 인식하여 로봇청소기를 제어할 뿐, 사용자의 지시가 없이도 사용자의 행동패턴에 따라 서비스를 제공하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 영역내에 이물질을 발생시키는 행동패턴을 학습하여, 해당 행동패턴을 보이면 상기 행동패턴이 발생한 영역을 실시간으로 청소하여 청결한 상태를 유지하는 이동로봇 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전체영역의 청소시에 상기 행동패턴이 발생한 영역을 집중청소 함으로써 선택과 집중을 하여 효율적인 청소를 하는 이동로봇 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇 및 그의 제어방법은, 영역내에서 발생되는 움직임을 감지하는 단계, 감지된 움직임이 저장된 행동패턴인지 판단하는 단계, 및 감지된 움직임이 저장된 행동패턴이 아니라면 감지된 움직임이 이물질을 발생시키는 행동패턴인지 여부를 학습하는 학습단계를 포함한다.

상기 학습단계는, 감지한 움직임을 임시로 저장하는 단계, 상기 움직임이 발생한 해당영역을 임시청소하는 단계, 상기 임시청소시에 이물질센서를 작동하는 단계, 및 상기 이물질센서에서 이물질이 감지되면 해당 움직임이 이물질을 발생시키는 행동패턴이라고 저장하는 단계를 포함한다.

이동로봇은 소음을 감지하고 감지된 소음이 이물질을 발생시키는 소음패턴인지 학습하는 단계를 포함한다.

상기 저장된 행동패턴을 보이는 경우, 이동로봇은 그 움직임을 감지하고, 감지된 움직임이 저장된 행동패턴이라면 행동패턴이 발생한 해당영역을 청소할 수 있다. 이때에, 곧바로 해당영역만을 청소할 수도 있고, 추후에 전체영역을 청소할 때 해당영역을 집중청소할 수도 있다.

이후에 저장된 행동패턴이 발생한 해당영역에서 이물질이 감지되지 않는 경우, 저장된 행동패턴을 삭제할 수 있다.

학습된 데이터는 서버로 송신할 수 있으며, 다른 장치들과 연동하여 효과적으로 학습하거나 청소할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 이동로봇이 이물질을 발생시키는 행동패턴을 학습하여, 저장된 행동패턴을 하는 경우 행동패턴을 감지하여 행동패턴이 발생한 해당영역을 실시간으로 청소함으로써 청결한 상태를 유지하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 이동로봇이 저장된 행동패턴을 감지하여, 전체영역을 청소할 경우 행동패턴이 발생한 해당영역을 집중청소 함으로써, 효율적으로 청소할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 이동로봇은 영상센서뿐만 아니라 음성센서도 포함하여, 소음을 발생시키는 경우 이물질을 발생시키는 소음패턴인지 학습하고 청소할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 이동로봇의 사시도,
도 2는 움직임을 감지하는 방법을 개략적으로 도시한 상태도,
도 3은 이동로봇의 제어방법의 개요를 도시한 블록도,
도 4는 행동패턴 감지단계를 도시한 블록도,
도 5는 학습단계를 도시한 블록도,
도 6은 청소단계를 도시한 블록도,
도 7은 보정단계를 도시한 블록도,
도 8은 소음패턴을 학습하는 단계를 도시한 블록도,
도 9는 움직임을 다른장치와 연동하여 감지하는 방법을 개략적으로 도시한 상태도,
도 10은 서버를 통해 다른장치와 연동하는 방법을 개략적으로 도시한 상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 이동로봇의 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1을 참조하여 이동로봇(100)을 설명한다.

이동로봇(100)은 일정영역을 스스로 주행할 수 있다. 이동로봇은 바닥을 청소하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는 바닥의 이물질을 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것을 포함한다. 이하, 이동로봇은 로봇청소기를 예로 하여 설명한다.

이동로봇(100)은 배터리를 구비하여 이동로봇 내로 전원을 공급하는 전원공급부를 포함할 수 있다. 전원공급부는 이동로봇의 각 구성요소들에 전원을 공급하며, 잔량이 부족하면 충전대에서 전원을 공급받아 충전할 수 있다.

이동로봇(100)은 배터리의 충전 상태를 감지하고, 감지 결과를 프로세서에 전송하는 배터리 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 프로세서에 전달된다. 배터리 잔량은 출력부의 디스플레이에 표시될 수 있다.

충전대(200)는 상기 청소로봇의 배터리가 방전되는 경우 충전하는 장치이다. 이동로봇 내부에 장착된 배터리가 방전될 경우, 충전대에 복귀하여 배터리를 충전한다.

이동로봇(100)은 외관을 형성하는 케이싱을 포함할 수 있다. 이동로봇은 흡입유닛과 먼지통을 포함하여, 이물질을 흡입하여 먼지통에 저장함으로써 청소할 수 있다. 이동로봇은 물걸레를 포함하여, 이물질을 닦아 청소할 수 있다. 이동로봇은 브러시와 먼지통을 포함하여 이물질을 쓸어내 먼지통에 저장하여 청소할 수 있다.

이동로봇(100)은 상기 본체를 이동시키는 주행부를 포함한다. 이동로봇은 주위환경을 감지하는 센서(110)를 포함한다. 이동로봇은 프로세서(150)를 포함하여 상기 센서가 감지한 데이터를 처리하여 이동로봇의 주행과 운행을 제어한다. 프로세서는 이동로봇 내부에 배치된다.

주행부는 이동로봇의 주행을 위한 휠을 포함한다. 휠이 회전하여 이동로봇은 이동하거나 회동할 수 있다. 이동로봇은 적어도 하나 이상의 휠을 구비할 수 있고, 각 휠은 동시에 혹은 별개로 회전하여 자유롭게 주행할 수 있다. 휠은 메인휠과 서브휠을 포함할 수 있다.

메인휠은 이동로봇의 하부 양측에 각각 구비될 수 있다. 프로세서는 메인휠을 동시에 또는 별개로 회전하게 하여 주행할 수 있다. 각 메인휠은 서로 다른 모터에 의해 구동될 수 있다.

서브휠은 메인휠과 함께 이동로봇을 지지하며, 메인휠에 의한 이동로봇의 주행을 보조한다.

흡입유닛은 본체의 전방에 배치될 수 있다. 흡입유닛은 먼지가 포함된 공기를 흡입한다. 흡입유닛은 이동로봇에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 흡입유닛이 본체로부터 분리되면, 분리된 흡입유닛을 대체하여 걸레유닛이 본체에 착탈가능하게 결합될 수 있다.

감지센서(110)는 이동로봇(100)에 배치되거나 충전대(200)에 배치될 수 있다. 센서는 본체의 전방에 배치될 수 있고, 본체의 후방이나 다른 곳에 배치될 수도 있다. 센서는 영상센서(111), 음성센서(113)를 포함할 수 있다.

영상센서(111)는 이동로봇 주변의 장애물이나 지형지물 등을 감지할 수 있다. 영상센서는 감지한 데이터를 프로세서(150)로 전송한다. 영상센서는 카메라모듈을 포함할 수 있다. 상기 카메라모듈은 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 디지털 카메라는 적어도 하나의 광학렌즈와, 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.

이러한 카메라는 촬영 효율을 위해 각 부위별로 여러 개가 설치될 수도 있다. 카메라에 의해 촬상된 영상은 해당 공간에 존재하는 먼지, 머리카락, 바닥 등과 같은 물질의 종류 인식, 청소 여부, 또는 청소 시점을 확인하는데 사용할 수 있다.

카메라는 이동 로봇의 주위에 존재하는 장애물 또는 청소 영역의 상황을 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 저장부에 저장될 수 있고, 프로세서로 전송되어 처리될 수 있다.

이동 로봇은 복수의 영상을 이용하여 공간 인식, 위치 인식, 장애물 인식의 정확성을 높이거나, 복수의 영상 중 하나 이상의 영상을 선택하여 효과적인 데이터를 사용함으로써 공간 인식, 위치 인식, 장애물 인식의 정확성을 높일 수 있다.

상기 감지센서(110)는 전방의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 감지센서는 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재여부를 감지하는 낭떠러지 감지센서와, 바닥의 영상을 획득하는 하부 카메라 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 장애물 감지센서는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 장애물 감지센서에 포함되는 센서의 위치와 종류는 이동로봇의 기종에 따라 달라질 수 있고, 상기 장애물 감지센서는 더 다양한 센서를 포함할 수 있다.

상기 감지센서는 이물질 감지센서를 포함할 수 있다. 이물질 감지센서는 청소로봇이 먼지 등의 이물질을 인식하여 청소한다. 상기 이물질 감지센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등을 포함할 수 있다.

한편, 상기 감지센서(110)는 이동로봇의 동작을 감지하고 동작 정보를 출력하는 동작 감지센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 감지센서로는, 자이로 센서(Gyro Sensor), 휠 센서(Wheel Sensor), 가속도 센서(Acceleration Sensor) 등을 사용할 수 있다.

자이로 센서는, 이동 로봇이 운전 모드에 따라 움직일 때 회전 방향을 감지하고 회전각을 검출한다. 자이로 센서는, 이동 로봇의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력한다. 프로세서는 자이로 센서로부터 출력되는 전압 값을 이용하여 회전 방향 및 회전각을 산출한다.

휠 센서는, 휠 유닛에 연결되어 바퀴의 회전수를 감지한다. 여기서, 휠 센서는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)일 수 있다.

가속도 센서는, 이동 로봇의 속도 변화, 예를 들어, 출발, 정지, 방향 전환, 물체와의 충돌 등에 따른 이동 로봇의 변화를 감지한다.

또한, 가속도 센서는 프로세서에 내장되어 이동로봇의 속도 변화를 감지할 수 있다.

프로세서(150)는 동작 감지 센서로부터 출력된 동작 정보에 기초하여 이동로봇(100)의 위치 변화를 산출할 수 있다. 이러한 위치는 영상 정보를 이용한 절대 위치에 대응하여 상대 위치가 된다. 이동로봇은 이러한 상대 위치 인식을 통해 영상 정보와 장애물 정보를 이용한 위치 인식의 성능을 향상시킬 수 있다.

이동로봇은 음성센서(113)를 구비할 수 있다. 음성센서는 소음 또는 음성을 감지하여 저장하고, 프로세서로 데이터를 송신하여 처리할 수 있다. 실시예에 따라서, 이동로봇(100)은 프로세서(150) 내부 또는 외부에 음성 인식을 수행하는 음성인식 모듈을 구비할 수 있다. 실시예에 따라서, 간단한 음성 인식은 이동로봇(100)이 자체적으로 수행하고, 자연어 처리 등 고차원의 음성 인식은 서버에서 수행될 수 있다.

또한, 이동로봇은 온/오프(On/Off) 또는 각종 명령을 입력할 수 있는 입력부를 포함한다. 입력부는 버튼이나 다이얼, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다. 입력부는 사용자의 음성 지시를 입력 받기 위한 마이크를 포함할 수 있다. 입력부를 통해 이동 로봇의 작동 전반에 필요한 각종 제어명령을 입력받을 수 있다.

또한, 이동 로봇은 출력부를 포함하여, 예약 정보, 배터리 상태, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등을 이미지로 표시하거나 음향으로 출력할 수 있다.

출력부는 오디오 신호를 출력하는 음향 출력부를 포함할 수 있다. 음향 출력부는 프로세서의 제어에 따라 경고음, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등의 알림 메시지 등을 음향으로 출력할 수 있다. 음향 출력부는, 프로세서로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다.

또한, 출력부는 예약 정보, 배터리 상태, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등을 이미지로 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.

이동로봇은 현재 위치를 인식하는 등 각종 정보를 처리하고 판단하는 프로세서(150) 및 각종 데이터를 저장하는 저장부(170)를 포함한다. 또한, 이동로봇은 외부 단말기와 데이터를 송수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

프로세서(150)는 이동로봇(100)를 구성하는 영상센서, 입력부, 주행부, 흡입 유닛 등을 제어하여, 이동로봇(100)의 동작 전반을 제어한다. 프로세서(150)는 음성센서(113)를 통해 수신되는 사용자의 음성 입력 신호를 처리하고 음성 인식 과정을 수행할 수 있다. 혹은

저장부(170)는 이동로봇(100)의 제어에 필요한 각종 정보들을 기록하는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 기록 매체는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장한 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함할 수 있다.

또한, 저장부(170)에는 주행 구역에 대한 맵(Map)이 저장될 수 있다. 맵은 이동로봇(100)과 유선 또는 무선 통신을 통해 정보를 교환할 수 있는 외부 단말기, 서버 등에 의해 입력된 것일 수도 있고, 이동로봇(100)이 스스로 학습을 하여 생성한 것일 수도 있다.

맵에는 주행 구역 내의 방들의 위치가 표시될 수 있다. 또한, 이동로봇(100)의 현재 위치가 맵 상에 표시될 수 있으며, 맵 상에서의 이동로봇(100)의 현재의 위치는 주행 과정에서 갱신될 수 있다. 외부 단말기는 저장부(170)에 저장된 맵과 동일한 맵을 저장한다.

상기 저장부(170)는 청소 이력 정보를 저장할 수 있다. 이러한 청소 이력 정보는 청소를 수행할 때마다 생성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 행동패턴을 학습하기 위한 이동로봇의 제어방법을 설명한다. 학습하는 행동패턴의 대상은 사람 및 동물을 비롯한 모든 움직이는 것들을 포함한다. 이하, '움직임' 또는 '소음'은 프로세서에 의해 처리되기 전의 데이터이며, '행동패턴' 또는 '소음패턴'은 프로세서에 의해 처리된 데이터이다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 방의 12시 방향에서 사용자가 특별한 움직임을 보인 경우, 9시방향에 배치된 이동로봇(100)은 움직임을 감지할 수 있다. 즉, 9시에 위치한 이동로봇의 내부에 배치된 프로세서(150)는 상기 12시에서 발생한 움직임을 감지하고, 움직임이 이물질을 발생시키는 움직임인 경우, 이동로봇(100)을 제어하여 발생한 이물질을 청소하게 할 수 있다.

프로세서(150)는 감지센서(110)를 통해 움직임을 감지하고(S1), 감지된 움직임이 저장된 행동패턴인지 판단한다(S2).

상기 판단단계(S2)에서 감지된 움직임이 저장부(170)에 이미 저장된 행동패턴이라면 이동로봇을 제어하여 행동패턴이 발생한 해당영역을 청소한다(S4). 감지된 움직임이 저장부에 저장된 행동패턴이 아니라면 학습단계(S3)에서 이물질을 발생시키는 행동패턴인지 여부를 학습한다.

프로세서는 상기 청소단계(S4)를 진행한 후에 보정단계(S5)에서 저장된 행동패턴을 보정하거나 편집할 수 있다.

도 4를 참조하여, 감지단계(S1)를 설명한다.

상기 움직임을 감지하는 감지센서(110)는 영상을 감지하는 영상센서(111), 움직일때 발생하는 소음을 감지하는 음성센서(113)를 포함한다. 하지만 이에 한하지 않고, 감지할 수 있는 모든 감지센서를 포함한다.

영상센서(111)는 공간 및 움직임을 감지하는 장치이다. 영상센서(111)는 움직임을 감지할 수 있다. 영상센서(111)는 영상으로 움직임을 촬영할 수 있다. 영상센서(111)는 공간을 셀 단위로 구획하여 감지할 수 있고, 예를 들면 도 2에서와 같이 1점쇄선으로 구획한 것과 같이 셀 단위로 해당영역을 특정할 수 있다. 영상센서(111)는 생체가 어떤 영역(셀)에 위치하여 어떤 움직임을 하였는지 감지할 수 있다. 영상센서(111)는 감지하거나 촬영한 데이터를 프로세서(150)로 전달한다.

영상센서(111)는 On/OFF될 수 있다. 영상센서가 감지모드인 경우(ON), 영상센서는 대기중에도 움직임을 감지하여 데이터를 프로세서(150)로 전달한다(S11). 이때, 영상센서(111)는 행동이 발생한 해당영역도 감지하여, 데이터를 프로세서(150)로 전달할 수 있다.

영상센서는 절전을 위하여 감지모드를 오프(OFF)할 수 있다. 이때에는, 음성센서(113)가 움직임에 의해 발생한 소음을 감지할 수 있고, 소음이 감지되면 영상센서(111)를 작동시키고, 영상센서는 움직임을 감지하여 데이터를 프로세서로 전달할 수 있다(S12). 음성센서(113)는 감지한 소음을 프로세서(150)로 전달할 수 있다.

만일, 음성센서(113)가 소음을 감지하였으나, 작동된 영상센서(111)에서 아무런 행동이 감지되지 못한 경우, 제2학습단계(S6)로 진행하며, 이는 후술한다.

프로세서(150)는 영상센서(111) 또는 음성센서(113)로부터 전송된 데이터를 기초로 저장된 행동패턴인지 판단한다(S2). 저장부(170)에는 행동패턴 또는 소음패턴이 저장되어 있을 수 있다. 프로세서(150)는 상기 센서로부터 전송된 데이터(움직임 또는 소음을 포함)가 저장부에 저장된 패턴인지 판단한다.

감지센서(110)로부터 전송된 움직임이 저장부에 저장된 행동패턴이 아닌 경우, 프로세서(150)는 학습단계(S3)를 시작한다. 센서로부터 전송된 움직임이 저장부에 저장된 행동패턴이 아닌 경우, 프로세서는 청소단계(S4)를 시작한다.

도 5를 참조하여 제1학습단계(S3, 행동패턴 학습단계)을 설명한다.

제1학습단계(S3, 행동패턴 학습단계)는 임시저장단계(S31), 임시청소단계(S33), 이물질센서를 작동하는 단계(S35), 및 확정저장단계(S37)를 포함한다.

임시저장단계(S31)는 감지센서가 감지한 움직임을 임시로 저장하는 단계이다. 저장부는 기본값(Default)으로 몇 가지 행동패턴을 저장할 수 있고, 상기 감지한 움직임은 저장부에 기 저장된 행동패턴들과 다른 행동패턴일 수 있다. 프로세서는 상기 감지한 움직임을 아래의 확인절차를 위해 저장부에 임시로 저장할 수 있다.

한편, 감지센서(110)는 상기 감지한 행동패턴이 발생한 해당영역을 셀 단위로 감지할 수 있고, 프로세서(150)는 상기 해당영역을 저장부(170)에 저장된 맵에 임시로 저장할 수 있다.

임시청소단계(S33)는 상기 움직임이 발생한 해당영역을 청소하며 이물질이 발생하였는지 확인하는 단계이다. 프로세서(150)는 상기 움직이미 발생한 해당영역을 청소하게 할 수 있다. 임시청소단계(S33)는 상기 해당영역만 청소할 수 있고, 전체영역을 청소할 수도 있다. 해당영역만 청소하는 경우에는 학습단계를 신속하게 진행할 수 있다는 효과가 있다. 전체영역을 청소하는 경우에는 청결도를 더욱 높이고 정확성를 더욱 높이는 효과가 있다.

임시청소단계(S33)에서 이물질센서를 작동하는 단계(S35)가 포함된다. 이물질센서(115)는 상기 해당영역을 청소할 때 작동한다. 혹은 전체영역을 청소하는 경우에는 해당영역을 청소할때만 작동한다.

확정저장단계(S37)는 상기 해당영역을 청소할 때 이물질센서(115)에서 이물질이 감지된 경우, 프로세서(150)가 상기 임시저장한 행동패턴을 저장부(170)에 확정적으로 저장하는 단계이다. 즉, 상기 해당영역을 청소하여 이물질이 발생한 경우, 프로세서는 이물질을 발생시키는 행동패턴이라고 간주하여 저장부에 최종적으로 저장한다. 반대로, 임시청소단계(S33)에서 해당영역에서 이물질센서(115)에 이물질이 감지되지 않은 경우, 임시저장된 행동패턴은 삭제되고 학습단계(S3)는 종료한다.

한편, 확정저장단계(S37)에서는 임시저장된 행동패턴만 저장부에 저장할 수 있고, 혹은 행동패턴 및 해당영역을 동시에 저장할 수도 있다. 행동패턴만 저장한 경우에는 추후 감지센서(110)가 행동패턴을 감지할 때마다 행동패턴이 발생한 해당영역을 감지하여, 사용자가 어느 위치에서 행동하더라도 유동적으로 해당영역을 특정하는 효과가 있다. 행동패턴 및 해당영역을 동시에 저장하는 경우, 추후 해당영역을 특정할 수 없는 경우에 프로세서(150)가 저장된 해당영역을 참고하여 청소위치를 특정하는 효과가 있다.

도 8을 참조하여, 제2실시예는 소음패턴을 학습하는 방법을 중심으로 설명한다.

이동로봇에 배치된 음성센서(113)가 소음을 감지한 경우(S12), 프로세서는 감지한 소음이 저장된 소음패턴인가 판단한다. 감지한 소음이 저장된 소음패턴이라면, 프로세서는 청소단계(S4)를 진행하며, 이동로봇은 상기 소음패턴과 함께 저장된 해당영역으로 이동하여 청소를 개시한다. 감지한 소음이 저장된 소음패턴이 아니라면, 프로세서는 영상센서를 작동시킨다(S11).

감지한 소음이 저장된 소음패턴이 아니어서 영상센서(111)가 작동한 경우, 프로세서(150)는 영상센서에 감지된 움직임이 있는지 판단한다.

영상센서에 감지된 움직임이 있는 경우, 프로세서(150)는 저장된 행동패턴인지 판단한다. 상기 감지된 행동이 저장된 행동패턴이라면 청소단계(S4)를 지시하고, 저장된 행동패턴이 아니라면 상술한 영상패턴 학습단계(S3, 제1학습단계)를 진행한다.

만일, 음성센서(113)가 소음을 감지하였는데 영상센서(111)는 아무런 움직임을 감지하지 못한 경우, 프로세서는 제2학습단계(S6, 소음패턴 학습단계)를 진행한다.

제2학습단계(S6, 소음패턴 학습단계)가 시작되면 이동로봇은 영역를 청소한다(S61). 상기 단계에서는 일부영역을 청소할 수 있고, 전체영역을 청소할 수도 있다. 상기 전체영역은 도 2에서의 방 전체일 수 있다. 영역청소단계(S61)에서는 이물질센서를 작동하여 이물질을 감지하는 단계를 포함한다(S63).

프로세서(150)는 이물질센서(115)에 감지된 이물질이 있는지 판단한다(S65). 이물질센서(115)에 감지된 이물질이 없는 경우, 제2학습단계(S6)를 종료한다. 이물질센서(115)에 이물질이 감지된 경우, 이물질을 발생시키는 소음패턴이라고 간주하여 저장부에 저장한다(S66). 상기 저장단계는 이물질을 발생시키는 소음패턴 및 상기 이물질센서가 이물질을 발견한 해당영역을 포함한다.

도 6을 참조하여 청소단계를 설명한다.

청소단계(S4)는 프로세서의 지시에 따라 이동로봇이 이물질이 발생한 해당영역으로 이동하여 청소하는 단계이다. 프로세서(150)는 감지된 움직임이 저장된 행동패턴인지 판단(S2)하고, 감지된 움직임이 저장된 행동패턴이라면 청소단계(S4)를 수행한다. 청소단계 후에 보정단계(S5)를 포함할 수 있다.

청소단계(S4)가 시작되면, 프로세서는 자동청소모드인지 확인한다(S41). 자동청소모드인지 여부는 사용자가 이전에 입력한 바에 따르며, 입력한 바가 없는 경우 해당영역만 청소하도록 기본값을 설정할 수 있다.

자동청소모드인 경우, 프로세서(150)는 상기 저장된 행동패턴이 발생한 영역을 실시간으로 청소하게 한다(S42). 프로세서는 상기 저장된 행동패턴이 발생한 영역을 셀 단위로 구획하여 해당영역을 실시간으로 특정한 후, 해당영역만을 청소하게 할 수 있다.

자동청소모드가 아닌 경우, 프로세서(150)는 상기 해당영역을 임시로 저장하고 실시간으로 청소하지 않는다. 이때에는, 추후 전체청소를 수행하는 경우에 해당영역을 집중적으로 청소한다(S43). 상기 집중청소는 터보모드를 포함한다.

자동청소모드는 이물질을 실시간으로 제거하여 청결도를 높이는 효과가 있다. 자동청소모드가 아닌 경우, 추후 집중청소를 수행함으로써 절전성능을 향상시키는 효과가 있다.

프로세서(150)는 청소단계(S4) 후에 보정단계(S5)를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하여 보정단계(S5)를 설명한다.

보정단계(S5)는 저장된 행동패턴을 보정하는 단계로, 저장된 행동패턴이 더 이상 이물질을 발생시키지 않거나, 원래 이물질을 발생시키지 않는데 잘못 저장된 행동패턴 등의 경우에, 저장된 행동패턴을 삭제하는 단계를 포함한다.

프로세서(150)는 청소단계(S4) 중에 이물질센서(115)를 작동하여, 해당영역에서 이물질센서가 이물질을 감지하였는지 판단할 수 있다(S51). 이물질센서(115)가 이물질을 감지한 경우, 보정단계를 종료하여 저장된 행동패턴을 유지한다. 이물질센서(115)가 이물질을 감지하지 못한 경우, 이물질을 발생시키는 행동패턴이 아니라고 판단하여, 저장된 행동패턴을 삭제하고 보정단계를 종료한다(S53).

본 발명은 이동로봇의 제어방법에 보정단계(S5)를 부가하여 피드백을 받도록 함으로써, 생활패턴에 더욱 적합하도록 학습하여, 사용자에게 더욱 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 이동로봇(100)은 다른 장치와 연계하여 학습능력 또는 청소능력을 더욱 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 도 9을 참조하면 이동로봇의 영상센서가 감지하는 영역(방A) 외의 공간에서 움직임이 발생할 수 있다. 거실B에서 움직임이 있는 경우, 이동로봇의 영상센서(111)는 움직임을 감지할 수 없고, 따라서 음성센서(113)가 소음만을 감지하여 작동해야 한다. 따라서, 이물질이 발생한 해당영역을 신속하게 특정하지 못하는 문제점이 있다.

이런 경우, 다른 장치-예를 들면 도 9에서 피사체 좌측의 에어컨-의 감지센서와 연계하여, 다른장치의 센서가 감지한 움직임을 전달받아 학습단계(S3) 또는 청소단계(S4)를 수행할 수 있다.

도 10을 참조하면, 이동로봇(100)은 서버를 통해 다른 장치들과 네트워크를 형성할 수 있다. 상기 장치들은 에어컨, CCTV, 다른 이동로봇을 비롯하여 감지센서를 구비한 여러가지 장치를 포함한다.

이동로봇은 다른 장치들의 감지센서와 연계하여 움직임을 감지하거나, 행동패턴을 학습하거나, 이물질이 발생한 해당영역을 특정하는 범위를 확장시킬 수 있다.

프로세서는 다른 장치의 감지센서가 감지한 데이터(움직임을 포함)를 전송받을 수 있다. 프로세서는 상기 데이터가 기 저장된 행동패턴인 경우, 이동로봇을 제어하여 해당영역을 청소할 수 있다.

프로세서는 감지센서가 감지한 움직임을 비롯한 데이터를 서버로 전송할 수 있다. 상기 데이터를 전송받은 타 장치는 맞춤 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 이물질이 액체인 경우 걸레로 닦는 습식 청소법이 유용하므로, 건식 청소유닛을 구비한 이동로봇A가 해당 행동패턴을 감지한 경우, 습식 청소유닛을 구비한 이동로봇B에 데이터를 송부하여 이동로봇B가 액체이물질이 발생한 해당영역을 청소할 수 있다.

또한, 이동로봇(100)과 충전대(200)에 별도로 감지센서를 구비할 수 있다. 따라서, 청소중인 이동로봇(100)이 움직임을 감지하여 이물질이 발생한 해당영역을 실시간으로 청소할 수 있다. 이동로봇이 청소중인 경우 충전대(200)의 센서가 움직임을 감지하는 경우, 이동로봇(100)에 데이터을 전달하여 이물질이 발생한 해당영역을 청소할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100: 이동로봇 200: 충전대
110: 감지센서 111: 영상센서
113: 음성센서 115: 이물질센서
150: 프로세서 170: 저장부
190: 서버
S1: 감지단계 S2: 저장된 행동패턴인지 판단하는 단계
S3: 제1학습단계 S4: 청소단계
S5: 보정단계 S6: 제2학습단계
S11: 행동패턴 감지단계 S12: 소음패턴 감지단계
S31: 임시저장단계 S33: 임시청소단계
S35: 이물질센서 작동단계 S37: 확정저장단계
S41: 자동청소모드인지 판단하는 단계
S42: 해당영역만 청소하는 단계
S43: 전체영역 청소시 해당영역을 집중청소하는 단계
S45: 서버로 데이터를 송신하는 단계
S51: 이물질을 감지하였는지 판단하는 단계
S52: 저장된 행동패턴을 삭제하는 단계
S61: 영역 청소단계 S63: 이물질센서 작동단계
S65: 이물질센서에 감지된 영역이 있는지 판단하는 단계
S66: 소음패턴을 저장하는 단계

Claims

청소를 실시하고자 하는 영역내에서 발생되는 움직임을 감지하는 감지단계;
상기 감지된 움직임이 저장된 행동패턴인지 판단하는 단계; 및
상기 감지된 움직임이 저장된 행동패턴이 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 감지된 움직임이 이물질을 발생시키는 행동패턴인지 여부를 학습하는 제1학습단계;를 포함하고,
상기 제1학습단계는,
상기 감지된 움직임을 임시로 저장하는 임시저장단계;
상기 임시저장된 움직임이 발생한 해당영역을 청소하는 임시청소단계;
상기 임시청소단계에서 이물질센서를 작동하는 단계; 및
상기 이물질센서에서 소정의 이물질이 감지되면 상기 임시저장된 움직임을 이물질을 발생시키는 행동패턴으로 저장하는 확정저장단계; 를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 확정저장단계는,
상기 움직임이 발생한 해당영역도 저장하는 이동로봇의 제어방법.
제 1항에 있어서,
상기 감지단계는,
영상센서 감지모드상태인지 판단하는 스텝;
상기 영상센서 감지모드가 아니면, 음성센서를 작동하여 소음감지모드를 시작하는 스텝; 및
상기 음성센서가 소음을 감지하면 영상센서를 작동하여 움직임을 감지하는 스텝;을 포함하는 이동로봇의 제어방법
제4항에 있어서,
상기 영상센서에서 움직임을 감지하지 못한 경우, 상기 감지된 소음이 이물질을 발생시키는 소음패턴인지 여부를 학습하는 제2학습단계를 포함하고,
상기 제2학습단계는,
영역을 청소하는 단계; 및 이물질센서를 작동하여 이물질을 감지하는 단계; 이물질센서에 이물질이 감지된 영역이 있는지 판단하는 단계를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 제2학습단계는,
상기 이물질센서에서 이물질이 감지된 경우, 이물질을 발생시키는 소음패턴으로 저장하는 단계를 더 포함하는 이동로봇의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 감지된 움직임이 저장된 행동패턴일 경우 청소작업을 수행하는 청소단계;를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
제 7항에 있어서,
상기 청소단계는,
사용자가 자동청소모드를 설정한 경우 상기 행동패턴 감지시에 감지한 행동이 발생한 해당영역을 청소하고, 사용자가 자동청소모드를 설정하지 않은 경우 전체영역을 청소할 때에 상기 해당영역을 집중청소하는 단계를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 청소단계에서 이물질이 감지되지 않는 경우에 저장된 행동패턴을 삭제하는 보정단계를 포함하는 이동로봇의 제어방법
제9항에 있어서,
상기 보정단계는,
청소단계시에 감지한 행동이 발생한 해당영역 내에서 이물질센서를 작동하는 단계; 및
상기 해당영역 내에서, 이물질센서가 이물질을 감지하지 못한 경우 저장된 행동패턴을 삭제하는 단계; 를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
제7항에 있어서,
서버로 상기 감지한 행동에 대한 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 이동로봇의 제어방법
청소를 실시하고자 하는 영역내에 존재하는 생체의 행동을 감지하는 감지센서; 상기 감지된 행동이 이물질을 발생시키는 행동패턴인지 여부를 학습하는 프로세서; 상기 이물질을 청소하는 청소유닛; 및 청소를 실시하고자 하는 영역 내에 존재하는 이물질을 감지하는 이물질센서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 감지한 행동이 저장된 행동패턴이 아닌 경우 상기 감지한 행동이 이물질을 발생시키는 행동패턴인지 여부를 학습하고,
상기 감지한 행동이 저장된 행동패턴인 경우 상기 감지한 행동이 발생한 해당영역을 청소하고,
상기 학습은,
상기 감지된 움직임을 임시로 저장하고, 상기 임시저장된 움직임이 발생한 해당영역을 청소하며, 해당 영역을 청소하는 중에 상기 이물질센서를 작동하는 단계; 및
상기 이물질센서에서 소정의 이물질이 감지되면 상기 임시저장된 움직임을 이물질을 발생시키는 행동패턴으로 저장하는 이동로봇.
제12항에 있어서,
상기 감지센서는,
청소를 실시하고자 하는 영역내에 존재하는 생체의 행동을 감지하는 영상센서; 및
소음을 감지하고 상기 영상센서를 작동시키는 음성센서;
를 포함하는 이동로봇.
제13항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 음성센서가 저장된 소음패턴을 감지한 경우 저장된 소음패턴과 함께 저장된 영역을 청소시키고,
저장되지 않은 소음을 감지한 경우 상기 영상센서를 작동시키는 이동로봇.
제13항에 있어서,
상기 프로세서는,
청소시 상기 이물질센서가 상기 해당영역 내에서 이물질을 감지하지 못한 경우 저장된 행동패턴을 삭제하는 이동로봇.