KR102339531B1 - 로봇 청소 장치를 위한 경험-기반의 로드맵 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 청소하고자 하는 표면 위에서 로봇 청소 장치(10)를 동작시키는 방법으로서, 그러한 방법은: 청소 중에, 위치 정보를 포함하는 로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""')를 표면 상에서 간격을 두고 등록하는 단계(S01); 상기 로봇 청소 장치가 이전에 등록된 로드맵 노드(34')로부터 현재 등록된 로드맵 노드(34)까지 직접적으로 구동하는 경우에, 로드맵 그래프(38, 38') 내에서 로드맵 링크(36)를 형성하도록 로드맵 노드들을 연계시키는 단계(S02)를 포함하고; 로드맵 그래프 내의 로드맵 링크(36)는 로봇 청소 장치의 항행을 돕는다.

Description

로봇 청소 장치를 위한 경험-기반의 로드맵{EXPERIENCE-BASED ROADMAP FOR A ROBOTIC CLEANING DEVICE}
본 발명은 로봇 청소 장치 및 구동시에 로드맵 노드를 등록하는 것에 의한 로봇 청소 장치의 동작 및 항행 방법에 관한 것이다.
많은 기술 분야에서, 존재할 수 있는 장애물과 충돌하지 않고 로봇이 공간 주위를 자유롭게 이동할 수 있도록 자율적으로 거동되는 로봇을 이용하는 것이 요구되고 있다.
로봇 청소 장치로서 더 언급되는, 로봇 진공 청소기 또는 로봇 바닥 걸레(mop)가 당업계에 공지되어 있고, 청소하고자 하는 표면에 걸쳐 청소기를 이동시키기 위한 하나 이상의 모터 형태의 구동 수단을 일반적으로 구비한다. 로봇 청소 장치는 마이크로프로세서(들) 형태의 지능, 및 로봇 진공 청소기가 예를 들어 방 형태의 공간 주위를 자유롭게 이동하고 청소할 수 있게 하는 자율적 거동을 야기하는 네비게이션 수단을 더 구비할 수 있다. 그에 따라, 이러한 종래 기술의 로봇 청소 장치는, 탁자, 의자와 같은 가구, 그리고 벽 및 계단과 같은 다른 장애물이 내부에 위치되는 방을 다소 자율적으로 진공 청소하고 걸레질할 수 있는 능력을 갖는다.
당업계에 공지된 로봇 청소 장치는 기본적으로 2가지로 분류되고; 그러한 분류 중 하나는 무작위적 이동으로 표면을 청소하는 것이고, 다른 하나는 여러 가지 센서 데이터를 이용하여 항행(navigate)하는 것이다.
무작위적인 이동을 이용하는 로봇 청소 장치는 또한 충전기를 무작위적으로 찾는다. 이러한 로봇 청소 장치는 우연성의 원리로 항행하고 청소한다. 그러한 로봇 청소 장치는, 청소할 때 충돌을 방지하기 위해서 충돌 센서를 포함할 수 있다. 전형적으로, 로봇 청소 장치는, 로봇 청소 장치가 충전기를 지날 때 또는 충전기가 시계에 들어올 때, 충전기를 검출하고 위치결정하기 위한 수단을 갖는다. 이는, 명백하게 매우 효과적인 청소 및 항행 방식이 아니며, 특히 넓은 표면 또는 복잡한 배치의 경우에 매우 양호하게 작업하지 못할 수 있다.
다른 유형의 종래 기술의 로봇 청소 장치는 센서 데이터로부터 추론된 센서 데이터를 이용하여 항행하고, 그러한 로봇 청소 장치는 장애물과 충돌하지 않고 안전하게 구동될 수 있다. 그러한 로봇 청소 장치는 대부분의 경우에 완전하지 못한 센서 데이터를 기초로 그들의 환경을 추정함에 따라, 그러한 로봇 청소 장치의 충돌 또는 분실 위험이 높다. 또한, 데이터를 추출하는 것 그에 따라 센서 데이터로부터 가정을 하는 것은 부가적으로 고가의 전자 구성요소를 필요로 한다.
일부 경우에, 종래 기술의 로봇 청소 장치는 청소를 위해서 스트로크 방법(stroke method)을 이용하고, 이는 그러한 로봇 청소 장치가 표면을 청소하기 위해서 스트로크별로 전후로 구동된다는 것을 의미한다. 그러한 종래의 로봇 청소 장치가 하나의 방으로부터 다른 방으로 또는 다시 충전기로 항행할 때, 로봇 청소 장치는 항행을 위해서 센서 데이터를 이용한다. 그에 따라, 장애물과의 충돌 위험이 비교적 높은데, 이는 그러한 로봇 청소 장치가 또한 센서 데이터를 기초로 가정하도록 강제되기 때문이다. 이는 로봇 청소 장치를 감속시킬 수 있고 그에 따라 청소 효율을 감소시킬 수 있다.
다른 경우에, 로봇 청소 장치는 어떠한 배터리 전력도 남지 않은 상태에서 심지어 멈춰버릴 수 있는데, 이는 로봇 청소 장치가 이동하여야 하는 거리가 너무 멀고 적절하게 계획되지 않았기 때문이다.
본 발명의 목적은 견조하고(robust) 효율적인 로봇 청소 장치의 동작 방법을 제공하는 것이다.
방법에 따라서 로봇 청소 장치를 동작시키기 위해서 방법을 실시하도록 구성된 프로세싱 유닛 등을 포함하는 로봇 청소 장치를 제공하는 것이 유리하다.
본 발명자는, 로봇 청소 장치가 결국 청소하고자 하는 전체 표면을 가로질러 이동한다는 사실의 장점을 취할 수 있다는 것을 인식하였다. 로봇 청소 장치가 그 동작 수명 중에 결국 전체 표면을 커버하고 그리고 그 표면을 많은 횟수로 커버하기 때문에, 로봇 청소 장치에 의해서 실시되는 안전하고 효율적인 항행 및 청소를 향상시키기 위한 견조하고 놀랍게 효율적인 방법을 제공할 수 있다.
본원에서, 청소하고자 하는 표면 위에서 로봇 청소 장치를 동작시키는 방법이 개시되고, 그러한 방법은:
청소 중에, 위치 정보를 포함하는 로드맵 노드를 표면 상에서 간격을 두고 등록하는 단계;
로봇 청소 장치가 이전에 등록된 로드맵 노드로부터 현재 등록된 로드맵 노드로 직접적으로 구동하는 경우에, 로드맵 그래프 내에 로드맵 링크를 형성하기 위해서 로드맵 노드들을 연계시키는 단계로서, 그에 의해서 로드맵 그래프 내의 로드맵 링크가 로봇 청소 장치의 항행을 도울 수 있는, 로드맵 노드들을 연계시키는 단계를 포함한다.
로드맵 링크는 시퀀스를 형성할 수 있고, 그에 의해서 이러한 시퀀스가 연속될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 그러한 시퀀스는, 예를 들어 로봇 청소 장치 자체를 하나의 지점으로부터 다른 지점으로 이송하기 위해서 또는 임의의 위치로부터 충전기로 다시 항행하기 위해서, 로봇 청소 장치가 재사용할 수 있고 추후의 스테이지에서 따를 수 있는 경로를 형성한다.
전술한 방법은, 로봇 청소 장치가 청소하고자 하는 전체 표면 위에서 항행한다는 사실로부터 이득을 취한다. 결국 표면은, 함께 연계된 로드맵 노드들로 가상으로 커버된다. 그에 따라, 로봇 청소 장치는 장애물과 충돌하지 않고 안전하게 구동될 수 있는 곳을 정확하게 알게 된다. 다시 말해서, 로봇 청소 장치가 로드맵 노드를 연속적으로 등록하기 때문에, 로봇 청소 장치의 현재 위치로부터 이전에 있었던 임의의 위치까지 장애물이 없는 경로 또는 시퀀스를 로봇 청소 장치가 발견할 수 있는 가능성이 항상 존재할 것이다.
로드맵 노드는, 로봇 청소 장치의 메모리 내에 등록된, 가상의 로드맵 노드일 수 있다.
전술한 내용에서, 이전에 등록된 로드맵 노드로부터 현재 등록된 로드맵 노드로 직접적으로 구동한다는 용어는, 로봇 청소 장치가 이전에 등록된 로드맵 노드와 현재 등록된 로드맵 노드 사이에서 장애물과의 충돌 또는 장애물 검출이 없이 구동하는 것을 의미한다.
2개의 로드맵 노드들 사이에서 장애물이 검출되는 경우에, 로봇 청소 장치는 그 주위로 항행될 것이고 그렇게 하는 동안 로드맵 노드를 계속 등록할 것이다.
바람직한 실시예에 따라서, 2개의 로드맵 노드가 충분히 근접한다는 것을 발견하고 그에 따라 로봇 청소 장치가 어떠한 충돌 위험도 없이 로드맵 노드들 사이에서 구동할 수 있다는 것이 안전하게 가정될 수 있는 경우에, 방법은 제1 시퀀스의 이전에 등록된 로드맵 노드와 등록된 로드맵 노드의 제2 시퀀스의 현재 등록된 로드맵 노드 사이에 최단 링크를 부가하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 시퀀스의 이전에 등록된 로드맵 노드와 제2 시퀀스의 현재 등록된 로드맵 노드 사이에서 장애물이 검출되지 않은 경우에, 안전 가정이 예를 들어 고려될 수 있고, 그러한 제2 시퀀스는 제1 시퀀스로부터 오프셋되어 배열된다.
최단 링크는 항행의 견조성을 증가시킨다. 로봇 청소 장치는 최단 링크를 이용함으로써 시퀀스 섹션들 사이에서 구동 및 항행될 수 있다. 본원에서 후술되는 바와 같이, 최단 링크는 운송 경로를 매우 상당히 단축할 수 있다.
제1 시퀀스의 이전에 등록된 로드맵 노드와 제2 시퀀스의 현재 등록된 로드맵 노드 사이에 최단거리를 부가하기 위한 기준은, 오프셋이 로봇 청소 장치의 폭 보다 작은 것일 수 있다.
일반적으로, 오프셋은 로봇 청소 장치의 치수 중 하나, 예를 들어 로봇 청소 장치의 폭 또는 길이 보다 작도록 선택될 수 있다.
이는, 제1 시퀀스 섹션의 등록된 로드맵 노드와 제2 시퀀스 섹션의 현재 등록된 로드맵 노드 사이에 장애물이 없다는 것을 로봇 청소 장치가 보장할 수 있게 하는데 도움을 줄 수 있다.
제1 시퀀스 섹션 및 제2 시퀀스 섹션은 로드맵 링크에 의해서 연계된 적어도 2개의 로드맵 노드를 각각 포함할 수 있다.
실시예에서, 방법은, 제1 위치에 근접한 등록된 로드맵 노드 및 제2 위치에 근접한 등록된 로드맵 노드를 식별하는 것 그리고 이어서, 제1 위치로부터 제2 위치로 이어지는 가장 적은 양의 연계된 등록된 로드맵 노드를 포함하는 운송 시퀀스를 계산하는 것에 의해서, 바람직하게 로드맵 그래프 내의, 제1 위치와, 바람직하게 로드맵 그래프 내의, 제2 위치 사이의 최단 거리를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것에 대안적으로, 로봇 청소 장치는 각각의 링크의 기하형태적 길이를, 그에 따라 로드맵 링크 및 최단 링크를 측정하도록, 그리고 최단의 총 거리를 가지는 경로 또는 시퀀스를 선택하도록 구성될 수 있고, 그러한 총 거리는 경로 또는 시퀀스 내에 포함된 모든 링크의 기하형태적 길이의 합이다. 이는 보다 더 짧은 시퀀스를 제공할 수 있다.
운송 시퀀스가 로드맵 링크 및 최단 링크를 포함할 수 있다.
가장 적은 양의 연계된 로드맵 노드는 제1 위치로부터 제2 위치까지 가장 짧은 거리를 일반적으로 나타낸다. 운송 시퀀스는, 구축된 로드맵 링크 및 최단 링크를 이용하고 그에 따라 장애물과의 충돌을 피한다.
실시예에서, 간격이 시간 간격일 수 있다.
시간 간격은 1 내지 30초, 바람직하게 3 내지 20초, 그리고 보다 바람직하게 5 내지 15초의 범위일 수 있다.
로봇 청소 장치는, 청소하고자 하는 표면 상에서 이동하면서, 로드맵 노드를 단순히 등록하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 등록된 로드맵 노드들 사이의 간격이 거리 간격일 수 있다.
거리 간격이 1 내지 20cm의 범위, 바람직하게 5 내지 15cm, 그리고 보다 바람직하게 7 내지 13cm의 범위일 수 있다.
대안적으로, 거리 간격이 로봇 청소 장치의 가장 큰 치수의 1% 내지 100% 범위, 보다 바람직하게 로봇 청소 장치의 가장 큰 치수의 20% 내지 50%일 수 있다.
거리 간격이 프로세싱 유닛에 연결된 위치-센서에 의해서 측정될 수 있다.
유리하게, 로봇 청소 장치가 미리 규정된 상한 문턱값 초과로 그 이동 방향을 변화시키는 것이 검출된 경우에, 그러한 간격이 단축될 수 있다.
이는, 로봇 청소 장치가 예를 들어 많은 장애물을 가지거나 복잡한 배치를 가지는 복잡한 지역을 항행할 때, 정확도를 높일 수 있다.
상한 문턱값은 예를 들어 시간당 로봇 청소 장치의 방향 변화의 양으로서 또는 거리당 로봇 청소 장치의 방향 변화의 양으로서 측정될 수 있다.
다른 실시예에서, 로봇 청소 장치가 미리 규정된 하한 문턱값 미만으로 그 이동 방향을 변화시키는 것이 검출된 경우에, 그러한 간격이 연장될 수 있다.
이는, 로드맵 노드의 양을 감소시킬 수 있고 그에 따라 생성되는 데이터를 감소시킬 수 있다.
하한 문턱값은 예를 들어 또한 시간당 로봇 청소 장치의 방향 변화의 양으로서 또는 거리당 로봇 청소 장치의 방향 변화의 양으로서 측정될 수 있다.
다른 실시예에서, 방법은, 직선형 시퀀스 단편의 제1 로드맵 노드와 마지막 로드맵 노드를 연결함으로써, 직선적으로 연계되는 로드맵 노드들 사이에 직선적인 최단 링크를 부가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
직선적인 최단 링크가 로드맵 그래프를 단순화할 수 있다.
직선적으로 연계되는 로드맵 노드의 제1 로드맵 노드와 마지막 로드맵 노드 사이에 배열된 원래의 등록된 로드맵 노드를 삭제하지 않는 것이 유리할 수 있는데, 이는 그 사이에 배열된 로드맵 노드가 제1 시퀀스 섹션과 제2 시퀀스 섹션 사이의 최단 링크를 위해서 필요할 수 있기 때문이다.
로봇 청소 장치가 길고 좁은 복도 등을 통해서 항행할 때, 직선형 최단 링크가 유리할 수 있다.
다른 실시예에서, 로드맵 노드는, 로드맵 노드 및/또는 로드맵 링크를 등록할 때에 로봇 청소 장치의 상태에 관한 부가적인 정보를 포함할 수 있다.
그러한 부가적인 정보를 이용하여, 복수의 가능한 로드맵 노드들 사이에서, 장애물과의 충돌 위험을 줄이는 임의의 로드맵 노드의 시퀀스를 선택할 수 있다.
항행의 안전성을 개선하기 위해서, 부가적인 정보는, 해당 물체 또는 장애물과 만나는 경우에, 예를 들어, "카펫 연부", "벽", "문턱"과 같은 태그(tag)를 포함할 수 있다.
본원은 또한 로봇 청소 장치를 개시하며, 그러한 로봇 청소 장치는 본체, 로봇 청소 장치를 이동시키도록 배열된 추진 시스템, 본체에 연결되고 로봇 청소 장치가 물체와 접촉하는지의 여부를 검출하도록 배열되는 접촉 검출 부분, 및 추진 시스템에 동작적으로 연결된 추측 항법 센서(dead reckoning sensor)를 포함한다. 로봇 청소 장치는 추진 시스템을 제어하도록 배열된 프로세싱 유닛을 더 포함할 수 있고, 그에 의해서 프로세싱 유닛은 추측 항법 센서에 연결될 수 있고 전술한 단계 및/또는 특징 중 임의의 것을 포함하는 방법을 실시하도록 구성될 수 있다.
본원에서 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 더 개시되며, 그러한 프로그램은, 컴퓨터-실행 가능 명령어가 로봇 청소 장치 내에 포함된 프로세싱 유닛 상에서 실행될 때, 로봇 청소 장치로 하여금 전술한 단계 및/또는 특징 중 임의의 것을 포함하는 방법을 실시하게 한다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 더 개시되며, 그러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 앞서서 구현된 것에 따른 컴퓨터 프로그램을 갖는다.
일반적으로, 본원에서 명시적으로 달리 규정되지 않는 한, 청구범위에서 사용된 모든 용어는 기술 분야에서의 그 일반적인 의미에 따라서 해석될 것이다. 달리 명백하게 기술되지 않는 한, "하나의(a/an/the) 요소, 장비, 구성요소, 수단, 장치, 단계 등에 대한 모든 언급은 그러한 요소, 장비, 구성요소, 수단, 장치, 단계 등 중 적어도 하나의 경우를 개방적으로 언급하는 것으로 해석될 것이다. 달리 명백하게 기술되지 않는 한, 본원에서 개시된 임의 방법의 단계는 정확하게 개시된 순서로 실행될 필요는 없다.
이제, 예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소 장치의 실시예를 위에서 내려다 본 도면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치에 대한 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 방법에 따른 로드맵 노드를 등록하는 단계 및 로드맵 링크를 형성하는 단계를 개략적으로 도시한다.
도 4는 로드맵 노드들 사이에 최단 거리를 부가하는 단계를 개략적으로 도시한다.
도 5는 직선적으로 연결된 로드맵 노드들 사이에서 직선적인 최단 거리를 부가하는 단계를 개략적으로 도시한다.
도 6은 로봇 청소 장치에 의한 청소의 완료 이후의 청소 환경에 관한 로드맵 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 6의 로드맵 그래프 내의 제1 위치와 제2 위치 사이의 최단 거리를 결정하고 계산하는 단계를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 방법의 단계를 개략적으로 도시한다.
이제, 본 발명의 특정 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 전체적으로 이하에서 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고 본원에서 설명된 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며; 오히려, 이러한 실시예는 이러한 개시 내용이 철저하고 완전한 것이 되도록 예로서 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 당업자에게 완전히 전달할 것이다. 설명 전반을 통해서 유사한 번호가 유사한 요소를 지칭한다.
본 발명은 로봇 청소 장치, 또는 다시 말해서, 표면을 청소하기 위한 자동적인, 자가-추진형 기계, 예를 들어 로봇 진공 청소기, 로봇 소제기, 또는 로봇 바닥 세척기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇 청소 장치(10)는 주전원-동작형일 수 있고 코드를 가질 수 있으며, 배터리-동작형일 수 있고, 또는 임의의 다른 종류의 적합한 에너지원, 예를 들어 태양 에너지를 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치(10)를 저면도로 도시한 것이고, 다시 말해서 로봇 청소 장치(10)의 하단부 측면이 도시되어 있다. 화살표는 로봇 청소 장치의 전방 방향을 나타낸다. 로봇 청소 장치(10)는, 로봇 청소 장치(10)가 청소하고자 하는 표면 위에서 이동될 수 있도록, 구동 바퀴(12, 13)의 운동을 가능하게 하기 위한 2개의 전기 바퀴 모터(15a, 15b) 형태의 구동 수단을 포함하는 추진 시스템과 같은 구성요소를 수용하는 본체(11)를 포함한다. 각각의 바퀴 모터(15a, 15b)는, 청소하고자 하는 표면에 걸쳐 로봇 청소 장치(10)를 이동시키기 위해서 각각의 구동 바퀴(12, 13)가 서로 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다. 다양한 바퀴 모터 배열뿐만 아니라 많은 수의 상이한 구동 바퀴 배열을 예상할 수 있다. 로봇 청소 장치(10)가, 도시된 바와 같은 원형-형상의 본체(11), 또는 삼각형-형상의 본체와 같은, 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
전술한 추진 시스템에 대한 대안으로서, 궤도 추진 시스템 또는 심지어 호버크래프트 추진 시스템이 이용될 수 있다.
추진 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 구동 바퀴(12, 13)에 하나가 할당되는 2개의 추측 항법 센서(30, 30')에 추가적으로 연결된다. 추측 항법 센서(30, 30')는, 예를 들어 방 내에서, 로봇 청소 장치(10)를 배치시키는 것을 돕기 위해서, 구동 바퀴(12, 13)의, 각각의, 이동 및 회전을 관찰하는 것에 의해서 로봇 청소 장치(10)가 이동한 거리를 독립적으로 측정하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같은 로봇 청소 장치(10)의 실시예는 2개의 추측 항법 센서(30, 30')를 포함하나, 단지 하나의 추측 항법 센서(30, 30')를 포함하는 로봇 청소 장치를 예상할 수 있을 것이다.
프로세싱 유닛(16)과 같은 제어기는, 로봇 청소 장치가 주위로 항행하여야 하는 벽, 바닥 램프, 탁자 다리 형태의 장애물을 검출하기 위해서 장애물 검출 장치(도 2에 도시됨)로부터 수신된 정보를 고려하여 필요에 따라 구동 바퀴(12, 13)를 회전시키도록 바퀴 모터(15a, 15b)를 제어한다. 추측 항법 센서(30, 30')는, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 전기 바퀴 모터(15a, 15b)를 통해서, 프로세싱 유닛(16)에 연결된다.
장애물 검출 장치는, 장애물을 검출하고 임의의 검출된 장애물에 관한 정보를 프로세싱 유닛(16)으로 통신하기 위해서, 예를 들어 3D 카메라, 레이저와 조합된 카메라, 레이저 스캐너, 등에 의해서 구현된, 주위를 등록하는 적외선(IR) 센서 및/또는 음파 센서, 마이크로파 레이더, 3D 센서 시스템의 형태로 구현될 수 있다.
도 1에서, 로봇 청소 장치(10)의 폭(W)이 더 도시되어 있다. 본체(11)가 둥근 형상을 가짐에 따라, 폭(W)은 본체의 직경에 상응한다. 일반적인 용어에서, 폭(W)은 전방 방향(M)으로 측정될 때 로봇 청소 장치(10)의 가장 넓은 부분 또는 가장 큰 치수로서 규정될 수 있다.
본체(11)는, 로봇 청소기(10)의 하단부에 위치되는 개구부(18) 내에 배열되는 회전 가능한 브러시 롤(brush roll)의 형태의, 청소하고자 하는 표면으로부터 파편 또는 먼지를 제거하기 위한 청소 부재(17)를 선택적으로 구비할 수 있다. 그에 따라, 회전 가능한 브러시 롤(17)이 개구부(18) 내에서 수평 축을 따라서 배열되어, 청소 장치(10)의 분진 및 파편 수집 특성을 향상시킨다. 브러시 롤(17)을 회전시키기 위해서, 브러시 롤 모터(19)가 브러시 롤에 동작적으로 결합되어 프로세싱 유닛(16)으로부터 수신된 지시에 따라 브러시 롤의 회전을 제어한다.
또한, 로봇 청소기(10)의 본체(11)는, 본체(11)의 하단부 측면 내의 개구부(18)를 통해서 본체 내에 수용된 먼지 주머니 또는 사이클론 배열체(미도시)로 파편을 이송하기 위한 공기 유동을 생성하는 흡입 팬(20)을 포함한다. 흡입 팬(20)은 프로세싱 유닛(16)에 연결된 팬 모터(21)에 의해서 구동되고, 팬 모터(21)는 흡입 팬(20)을 제어하는 지시를 프로세싱 유닛(16)으로부터 수신한다. 회전 가능한 브러시 롤(17) 및 파편을 먼지 주머니로 이송하기 위한 흡입 팬(20) 중 어느 하나를 가지는 로봇 청소 장치(10)가 예상될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 그러나, 그 2가지의 조합이 로봇 청소 장치(10)의 파편-제거 능력을 향상시킬 것이다.
대안적으로, 로봇 청소 장치(10)가 걸레(미도시) 및/또는 회전 바닥 브러시(미도시)를 포함할 수 있다.
도 1을 더 참조하면, 프로세싱 유닛(16)은, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 또는 하드 디스크 드라이브와 같은, 마이크로프로세서와 연관된 적합한 저장 매체(26)로 다운로드된 컴퓨터 프로그램(25)을 실행하도록 배열된 하나 이상의 마이크로프로세서 형태로 구현될 수 있다. 프로세싱 유닛(16)은, 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 적절한 컴퓨터 프로그램(25)이 저장 매체(26)로 다운로드되고 프로세싱 유닛(16)에 의해서 실행될 때, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실시하도록 배열된다. 저장 매체(26)는 또한 컴퓨터 프로그램(25)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다. 대안적으로, 컴퓨터 프로그램(25)이, 디지털 다기능 디스크(DVD), 콤팩트 디스크(CD) 또는 메모리 스틱과 같은, 적합한 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서 저장 매체(26)로 전달될 수 있다. 추가적인 대안으로서, 컴퓨터 프로그램(25)이 네트워크를 통해서 저장 매체(26)로 다운로드될 수 있다. 프로세싱 유닛(16)이 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드-프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 복합 프로그래머블 로직 소자(CPLD), 등의 형태로 대안적으로 구현될 수 있다.
도 1에는 접촉 검출 부분(32)이 추가적으로 도시되어 있다. 접촉 검출 부분(32)은 이동 방향에서 볼 때 로봇 청소 장치(10)의 전방 단부에 배열된다. 접촉 검출 부분(32)은, 현대적인 자동차의 주차 거리 센서와 유사하게, 로봇 청소 장치(10)의 전체 전방 부분에 걸쳐 연장될 수 있다. 대안적으로, 접촉 검출 부분(32)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)의 전방 극단부에 걸쳐서만 연장될 수 있다. 로봇 청소 장치(10)가 물체 또는 주요 지형지물과 접촉하는지의 여부를 검출하도록, 접촉 검출 부분(32)이 배열된다. 이는 장애물과의 충돌을 피하여야 할 때 유용할 수 있다.
도 2는, 적어도 카메라(23) 그리고 수평으로 또는 수직으로 배향된 선 레이저일 수 있는 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)을 포함하는 3D 카메라 시스템(22)의 형태의 전술한 장애물 검출 장치를 설명하는 실시예에 따른 로봇 청소 장치(10)의 정면도를 도시한다. 도 1을 참조하여 앞서서 설명한 프로세싱 유닛(16), 본체(11), 구동 바퀴(12, 13), 및 회전 가능한 브러시 롤(17)이 추가적으로 도시되어 있다. 프로세싱 유닛(16)은 로봇 청소 장치(10)의 근접부의 영상을 기록하기 위해서 카메라(23)에 동작적으로 결합된다. 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은 바람직하게 수직의 선 레이저일 수 있고, 로봇 청소 장치(10)의 높이 및 폭 보다 높고 넓은 높이 및 폭을 조사(illuminate)하도록 구성된 카메라(23)의 옆에 배열된다. 카메라(23)는 프로세싱 유닛(16)에 의해서 제어되어 매초마다 복수의 영상을 캡쳐하고 기록한다. 영상으로부터의 데이터가 프로세싱 유닛(16)에 의해서 추출되고, 그러한 데이터는 전형적으로 컴퓨터 프로그램(25)과 함께 저장 매체(26) 내에 저장된다.
제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은, 통상적으로 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향으로, 바람직하게 수직 배향으로, 로봇 청소 장치(10)의 근접부를 스캔하도록 구성된다. 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은, 가구, 벽, 및 집이나 방의 다른 장애물을 조사하는, 레이저 빔을 송출하도록 구성된다. 카메라(23)가 프로세싱 유닛(16)에 의해서 제어되어 영상을 캡쳐하고 기록하며, 프로세싱 유닛(16)은, 영상으로부터 특징부를 추출하는 것에 의해서 그리고 로봇 청소 장치(10)가 청소하고자 하는 표면을 가로질러 이동하는 동안 로봇 청소 장치(10)에 의해서 커버된 거리를 측정하는 것에 의해서, 그러한 영상으로부터 로봇 청소 장치(10)가 동작되는 곳의 주위의 표상 또는 배치를 생성한다. 그에 따라, 프로세싱 유닛(16)은, 주위, 특히 장애물의 3D 표상을 생성하기 위해서, 기록된 영상으로부터 청소하고자 하는 표면에 대한 로봇 청소 장치(10)의 위치 데이터를 유도할 수 있다.
그에 따라, 3D 카메라 시스템(22)에 의해서 기록된 영상으로부터 생성된 3D 표상은 로봇 청소 장치(10)가 주위에서 항행하여야 하는 벽, 바닥 램프, 탁자 다리, 등의 형태의 장애물 뿐만 아니라, 로봇 청소 장치(10)가 횡단하여야 하는 양탄자, 카펫, 현관, 등의 검출을 도울 수 있다.
도 2와 관련하여, 설명 목적을 위해서, 3D 카메라 시스템(22)이 로봇 청소 장치(10)의 본체(11)로부터 분리되었다. 그러나, 실제적인 구현예에서, 로봇 청소 장치(10)의 높이를 최소화하기 위해서, 그에 의해서 소파와 같은 장애물 아래를 통과할 수 있게 하기 위해서, 3D 카메라 시스템(22)은 로봇 청소 장치(10)의 본체(11)에 통합될 가능성이 있다.
이제까지, 3D 카메라(23) 그리고 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)을 가지는 장애물 검출 장치를 포함하는 로봇 청소 장치(10)를, 로봇 청소 장치의 효율적이고 더 신속한 항행을 제공하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 가장 단순한 형태에서, 로봇 청소 장치(10)는 접촉 검출 부분(32)만을 포함할 수 있는데, 이는 이러한 접촉 검출 부분(32)이 로봇 청소 장치(10)로 하여금 검출된 장애물 주위를 항행하게 할 수 있기 때문이다. 본원에서 설명된 바와 같은 방법의 경우에, 로봇 청소 장치(10)가 접촉 검출 부분(32)을 포함하는 것으로 충분하고, 장애물 검출 장치는 본원에서 설명된 방법을 실시하는데 있어서 필수적인 것은 아니다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 방법의 단계를 도시한다. 이하에서, 로드맵 노드(34), 로드맵 링크(36) 및 로드맵 그래프(38)(도 6 및 도 7 참조)라는 용어는 이하와 관련된다:
로드맵 노드(34): 특정 시점에서의 로봇 청소 장치(10)의 위치로서, 그에 의해서 로드맵 노드는 예를 들어 저장 매체(26) 상에 저장된 가상의 지점이 되고, 그러한 가상의 지점은 결국 로드맵 그래프를 구축하며;
로드맵 링크(36): 로봇 청소 장치가 로드맵 노드들 사이에서 장애물과 충돌하지 않고 직접적으로 구동할 수 있는 둘 이상의 로드맵 노드(34, 34', 34")를 연결하는, 저장 매체(26) 상에 또한 저장될 수 있는, 기록;
로드맵 그래프(38): 로드맵 노드(34) 및 로드맵 링크(36)의 적어도 일부를 포함하는, 청소하고자 하는 표면의, 예를 들어 저장 매체(26) 상에 저장된, 가상의 맵.
로드맵 그래프(38)가 본원에서 후술하는 부가적인 특징부를 포함할 수 있다.
도 3은, 어떻게 로봇 청소 장치(10)가, 간격을 두고 로드맵 노드(34, 34')를 등록하면서(S01), 방향(M)으로 이동하는지를 도시한다. 로봇 청소 장치(10)가 이전에 등록된 로드맵 노드(34')로부터 현재 등록된 로드맵 노드(34)까지 직접적으로 구동 또는 이동할 수 있다는 것이 검출될 때, 2개의 로드맵 노드(34', 34)가 로드맵 링크(36)에 의해서 연계된다(S02). 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)는 어떠한 장애물과도 충돌하지 않고 5개의 로드맵 노드(34, 34')의 시퀀스 동안 직선으로 구동하였고 그에 따라 이러한 로드맵 노드(34', 34)는 모두 로드맵 링크(36)에 의해서 함께 연계된다. 이는, 이러한 로드맵 링크(36)를 따라 구동하는 것이 안전하다는 것 그리고 예를 들어 운송(도 7 참조)을 위해서 필요한 경우에 이러한 것이 다시 이루어질 수 있다는 것을 로봇 청소 장치(10)에 대해서 표시한다.
연계된 로드맵 노드(34, 34')가 시퀀스(54)를 형성할 수 있다. 이러한 시퀀스(54)는, 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)가 구동하고 청소함에 따라, 계속적으로 연장된다. 그러나, 시퀀스(54)가 반드시 연속되어야 하는 것이 아니고 중단될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
등록된 로드맵 노드들(34, 34') 사이의 간격이 시간 간격 또는 거리 간격일 수 있다. 그에 따라, 로드맵 노드(34, 34')가 예를 들어 1 내지 30초, 바람직하게 3 내지 20 초 그리고 더 바람직하게 5 내지 15초의 시간 간격으로 또는 예를 들어 1 내지 20cm, 바람직하게 5 내지 15cm 그리고 더 바람직하게 7 내지 13cm 범위의 거리 간격으로 드롭되거나(dropped) 등록될 수 있다.
대안적으로, 거리 간격이 로봇 청소 장치(10)의 가장 큰 치수의 1% 내지 100% 범위, 보다 바람직하게 로봇 청소 장치(10)의 가장 큰 치수의 20% 내지 50%일 수 있고, 그러한 가장 큰 치수는, 도시된 경우에, 직경 또는 폭(W)이나, 다른 경우에 로봇 청소 장치의 길이 또는 폭일 수 있다.
도 4는, 도 3과 함께 설명된 단계에 부가적으로, 제1 시퀀스 섹션(42)의 등록된 로드맵 노드와 제2 시퀀스 섹션(44)의 현재 등록된 로드맵 노드(34) 사이에서 장애물이 검출되지 않은 경우에, 어떻게 로봇 청소 장치(10)가 제1 시퀀스 섹션(42)의 등록된 로드맵 노드(34") 또는 등록된 로드맵 노드의 시퀀스(54) 중 제1 시퀀스와 제2 시퀀스 섹션(44)의 현재 등록된 로드맵 노드(34) 또는 등록된 로드맵 노드의 시퀀스(54) 중 제2 시퀀스 사이에 최단 링크(40)를 부가하는지(S03)를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 시퀀스 섹션(44)은 제1 시퀀스 섹션(42)으로부터 오프셋(D)을 가지고 배열된다.
2개의 시퀀스 섹션(42, 44)을 용이하게 구별할 수 있도록, 제1 시퀀스 섹션(42)이 설명 목적을 위해서 도 4에서 파선으로 도시되었다. 부가적으로, 로봇 청소 장치(10)가 도시된 최단 링크(40)를 부가하면서 제2 시퀀스 섹션(44)을 따라서 구동한 것을 보여주기 위해서, 로봇 청소 장치(10)가 파선 형상으로 도시되었다. 현재 로드맵 노드(34)의 등록(S01)을 도시하기 위해서, 로봇 청소 장치가 추가적으로 투명하게 도시되었다.
그에 따라, 로봇 청소 장치(10)는, 일반적으로 예를 들어 도 6 및 도 7에서 도시된 것과 같은 경우인, 이전에 등록된 로드맵 노드(34")와 만났다는 것을 프로세싱 유닛(16)이 검출하자마자 이전에 등록된 로드맵 노드(34")를 따르도록 구성된다. 다시 말해서, 로봇 청소 장치(10)는 이전에 있었던 곳을 인식할 수 있는데, 이는, 이전에 등록된 로드맵 노드(34', 34")로 인해서 로봇 청소 장치가 이러한 지역을 검출하고 그에 따라 인지할 것이기 때문이다.
그에 따라, 최단 링크(40)는, 장애물이 검출되지 않는 경우에, 적어도 대략적으로 평행한 제1 시퀀스 섹션(42)과 제2 시퀀스 섹션(44)을 연결한다. 최단 링크(40)는 가능할 때마다 연속적으로 부가될 수 있거나 단지 규정된 거리 또는 시간 간격으로 순차적으로 부가될 수 있다.
제2 시퀀스 섹션(44)과 제1 시퀀스 섹션(42) 사이의 오프셋(D)은 로봇 청소 장치(10)의 폭(W)(도 1 참조)보다 작아야 하고, 그러한 때에만, 제2 시퀀스 섹션(44)의 현재 등록된 로드맵 노드(34)와 제1 시퀀스 섹션(42)의 이전에 등록된 로드맵 노드(34") 사이에 장애물이 배열되지 않은 것으로 가정하는 것이 안전하다. 오프셋(D)은 흡입 팬(20)의 개구부(18)의 폭(도면에 도시되지 않음) 미만이 되도록 추가적으로 선택될 수 있다. 이전에 등록된 로드맵 노드(34")와 만날 때, 그에 따라 로봇 청소 장치(10)의 폭(W) 보다 작은 오프셋(D)에서 로봇 청소 장치(10)를 항행시키도록, 프로세싱 유닛(16)이 구성될 수 있다.
도 5는, 어떻게 직선형의 최단 링크(46, 46', 46")가, 직선형 시퀀스 섹션(43)을 형성하는 직선형으로 연계된 로드맵 노드들(34"', 34a, 34b) 사이에 부가될 수 있는지(S04)를 도시한다. 로봇 청소 장치(10)가 로드맵 노드(34a, 34"', 34b)의 시퀀스 동안 적어도 대략적으로 직선형으로 구동하였다는 것을 프로세싱 유닛(16)이 검출할 때, 프로세싱 유닛은 직선형의 로드맵 노드(34a, 34b, 34"')의 시퀀스의 제1 로드맵 노드(34a) 및 마지막 로드맵 노드(34b) 사이에 직선형의 최단 링크(46, 46', 46")를 부가할 수 있다(S04). 추후에 최단 링크(40)(도 4 참조)를 부가하기 위해서, 그에 따라 도 5에 도시된 로드맵 노드(34"', 34a, 34b)의 시퀀스와 만나고 따를 때(도면에 미도시됨), 제1 로드맵 노드(34a)와 마지막 로드맵 노드(34b) 사이의 로드맵 노드(34"')는 삭제되지 않는다. 그에 따라, 도 4에 도시되고 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 최단 링크(36)가 다른 시퀀스 섹션(42, 44)의 로드맵 노드(34) 상으로 추후에 부가될 필요가 있는 경우에, 로봇 청소 장치(10)는 그러한 중간 로드맵 노드(34"')로 다시 되돌아갈 수 있다.
로봇 청소 장치(10)(도면에 도시되지 않음)가 제2 시퀀스 섹션의 현재 등록된 로드맵 노드와 제1 시퀀스 섹션의 이전에 등록된 로드맵 노드(34") 사이에서 장애물을 검출하는 경우에, 로봇 청소 장치(10)는, 최단 링크(40)를 부가하기에(S03) 적합한 이전에 등록된 로드맵 노드(34")와 다시 만날 때까지 로드맵 노드를 등록하고(S01) 연계시키면서(S02), 접촉 검출 부분(32) 및 선택적으로 장애물 검출 장치를 이용하여 장애물 주위로 항행할 것이다.
단순함을 위해서, 로봇 청소 장치(10)를 도 5에 도시하지 않았다. 그러나, 로봇 청소 장치의 현재 위치는 현재 등록된 로드맵 노드(34)일 것이다.
또한, 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같은 로드맵 그래프(38')가 예를 들어, 로봇 청소 장치(10)가 벽 등을 따랐을 때, 구축될 수 있다는 것이 언급되어야 할 것이다.
이제, 청소의 완료 후의 그에 따라 로드맵 노드(34)가 등록된 후의, 청소하고자 하는 표면의 로드맵 그래프(38)를 도시한 도 6을 참조한다. 로드맵 노드(34, 34', 34", 34"", 34""', 34a, 34b), 로드맵 링크(36) 및 최단 링크(40)가 도시되어 있고, 그러한 로드맵 노드(34, 34', 34", 34"", 34""', 34a, 34b), 로드맵 링크(36) 및 최단 링크(40)는 완전하고 견조한 로드맵 그래프(38)를 형성한다. 로드맵 그래프(38)는 적어도 2개의 장애물(48, 50)에 관한 위치 정보를 포함하고, 그에 따라 이러한 지역 내에서 구동할 수 없다는 것을 로봇 청소 장치(10)에게 알려준다. 로드맵 노드(34)의 청소 및 등록의 시작 지점(S) 및 로봇 청소 장치(10)의 현재 위치(C)를 또한 도 6에서 볼 수 있다. 도 6은, 이전의 시퀀스 섹션(42)의 이전에 등록된 로드맵 노드(34")와 만날 때마다, 어떻게 로봇 청소 장치(10) 및 프로세싱 유닛(16) 각각이 최단 링크(40)를 부가하는지를 잘 도시한다.
설명 목적을 위해서, 도 5에 도시된 바와 같은 잠재적인 직선형의 최단 경로(46, 46', 46")를 도 6에 도시하지 않았지만, 이러한 것들이 존재할 수 있다.
도 7은, 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)까지의 최단 거리를 결정하기(S05) 위해서 도 6의 로드맵 그래프(38)를 어떻게 이용할 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)까지의 최단 거리는, 제1 위치(A)에 근접한 등록된 로드맵 노드(34"") 및 제2 위치에 근접한 다른 등록된 로드맵 노드(34""')를 식별하는 것 그리고 이어서 운송 시퀀스(52)를 계산하는 것에 의해서 결정될 수 있다. 운송 시퀀스(52)는, 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)까지 이어지는 가장 적은 양의 연계된 등록된 로드맵 노드(34, 34"", 34""')를 포함하는 시퀀스로서 선택될 수 있다. 이에 의해서, 연계된 등록된 로드맵 노드(34, 34"", 34""')는, 로드맵 링크(36), 최단 링크(40) 및/또는 직선형의 최단 링크(46)(도 7에 도시되지 않음)에 의해서 연계되는 등록된 로드맵 노드(34, 34"", 34""')로서 이해될 수 있다.
제1 위치(A)에 근접한 등록된 로드맵 노드(34"") 및 제2 위치(B)에 근접한 다른 등록된 로드맵 노드(34""')를 식별하는 것 그리고 이어서 운송 시퀀스(52)를 계산하는 것에 의해서 제1 위치(A)와 제2 위치(B) 사이의 최단 거리를 결정하는 것(S05)은, 운송 시퀀스에 포함된 모든 로드맵 링크(36) 및 최단 링크(40)의 기하형태적 길이를 집계할(summarizing) 때, 가장 짧은 총 거리를 포함하는, 운송 시퀀스(미도시)의 계산을 대안적으로 포함할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 많은 로드맵 노드가 포함될 때, 이는, 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)로 이어지는 가장 적은 양의 연계된 로드맵 노드(34, 34"", 34""')의 계산치보다 짧은 운송 시퀀스(52)를 유도할 수 있다.
도 6 및 도 7은 로드맵 링크(36)에 의해서 연계된 로드맵 노드(34, 34', 34"", 34""')의 다른 시퀀스(54')를 더 도시한다. 이러한 시퀀스(54')가 연속적인 것으로 도시되어 있지만, 전술한 바와 같이, 이는 필수적이지 않다.
시퀀스(54')는 전술한 바와 같이 복수의 시퀀스 섹션(42, 43, 44)을 더 포함한다.
그에 따라, 로봇 청소 장치(10)는 안전하게 그리고 적은 분실 위험으로 항행할 수 있다. 부가적으로, 새로운 장애물이 방 또는 표면의 제1 청소 기간과 동일한 방 또는 표면의 제2 청소 기간 사이에 청소 환경에 부가되는 경우에도, 로봇 청소 장치(10)가 안전하게 항행될 수 있을 것인데, 이는 등록된 로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""'), 로드맵 링크(36), 최단 링크(40) 및 직선형의 최단 링크(46, 46', 46")가, 각각의 완료된 청소 기간 이후에 삭제되기 때문이다. 그에 따라, 로드맵 그래프(38)는 항상 최신이고 경험을 기반으로 하며, 그에 따라 신뢰 가능하고 견조한 항행 방법을 가지는 로봇 청소 장치(10)가 되게 한다.
로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""')는 위치 정보, 및 로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""') 및/또는 로드맵 링크(36)를 등록할 때의 로봇 청소 장치(10)의 상태에 관한 부가적인 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 부가적인 정보를 이용하여, 장애물과의 충돌 위험을 줄이는 임의의 로드맵 노드의 시퀀스를 결정할 수 있다.
다시 말해서, 예를 들어 카펫의 연부를 규칙적으로 가로지르는 것으로 로봇 청소 장치(10)가 검출한다면, 가능한 경우에 카펫 연부를 가로지를 필요성을 방지하기 위해서 청소 및 특히 잠재적인 운송 시퀀스(52)를 그에 따라 계획하도록, 프로세싱 유닛(16)이 구성될 수 있다. 그에 따라, 등록된 로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""')는, 청소하고자 하는 표면에 관한 부가적인 정보를 로봇 청소 장치(10) 및 프로세싱 유닛(16) 각각에 제공할 수 있다.
또한, 부가적인 정보는, 표면의 특정 지역이 평탄치 않았다는 것 또는 그 위에서 구동하기가 어렵다는 것을 의미하는 "평탄치 않음"과 같은 태그를 포함할 수 있고, 그러한 태그는, 시퀀스를 더 안전하고 견조하게 하기 위해서 시퀀스를 계획할 때 그러한 지역을 피하도록, 로봇 청소 장치(10) 및 프로세싱 유닛(16) 각각에 알릴 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 시간 또는 거리 간격은 규칙적 또는 연속적이지 않을 수 있고, 그 간격들은 특정 시간 기간 동안의 로봇 청소 장치(10)의 방향 변화의 양에 따라 달라질 수 있다. 이러한 방향 변화는 추측 항법 센서(30, 30')에 의해서 용이하게 검출될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 단계를 도시한다. 예를 들어 최단 링크(40)를 부가하고자 할 때, 만약 장애물이 검출된다면(미도시), 로봇 청소 장치(10)는 최단 링크(40)를 부가하지 않을 것이고 제1 단계로 되돌아갈 것이며, 이전의 시퀀스 섹션의 이전에 등록된 로드맵 노드와 다시 만날 때까지, 장애물의 연부를 따르면서 로드맵 노드(34)를 등록(S01)하고 연계시킨다(S02).
몇몇 실시예를 참조하여 본 발명을 대부분 설명하였다. 그러나, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 첨부된 특허 청구범위에 의해서 규정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서, 전술한 실시예 이외의 실시예가 마찬가지로 가능하다.

Claims (16)

  1. 청소하고자 하는 표면 위에서 로봇 청소 장치(10)를 동작시키는 방법으로서,
    청소 중에, 위치 정보를 포함하는 로드맵 노드(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""')를 표면 상에서 간격을 두고 등록하는 단계(S01);
    상기 로봇 청소 장치가 이전에 등록된 로드맵 노드(34')로부터 현재 등록된 로드맵 노드(34)까지 직접적으로 구동하는 경우에, 로드맵 링크(36)를 형성하도록 로드맵 노드들을 연계시키는 단계(S02);
    상기 로봇 청소 장치가 제2 시퀀스 섹션을 따라 움직이는 동안, 상기 제2 시퀀스 섹션의 로드맵 노드 중 복수의 로드맵 노드 각각에 대하여, 만약 제1 시퀀스 섹션의 등록된 로드맵 노드와 제2 시퀀스 섹션의 현재 등록된 로드맵 노드 사이에 장애물이 검출되지 않으면, 제1 시퀀스 섹션(42)의 등록된 로드맵 노드(34")와 제2 시퀀스 섹션(44)의 현재 등록된 로드맵 노드(34) 사이에 최단 링크(40)를 부가하는 단계(S03); 및
    청소 완료 후, 상기 로봇 청소 장치를 어느 위치로부터 다른 위치로 운송시키는 경로를 형성하기 위해, 또는 상기 로봇 청소 장치를 임의의 위치로부터 충전기로 되돌아가도록 항행시키기 위해, 상기 로드맵 링크 및 상기 최단 링크를 사용하여 상기 표면의 로드맵 그래프를 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 시퀀스 섹션(42) 및 상기 제2 시퀀스 섹션(44) 각각은 로드맵 링크(36)에 의해 연계되는 적어도 두개의 로드맵 노드(34, 34', 34")를 포함하고, 상기 제1 시퀀스 섹션은 상기 로봇 청소 장치가 그 위에서 이미 이동한 시퀀스 섹션이고, 상기 제2 시퀀스 섹션은 상기 제1 시퀀스 섹션으로부터 오프셋(D)을 가지고 배열되는 것인 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 오프셋(D)은 상기 로봇 청소 장치(10)의 치수 중 하나보다 작은 것인 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 위치(A)에 근접한 등록된 로드맵 노드(34"") 및 제2 위치(B)에 근접한 다른 등록된 로드맵 노드(34""')를 식별하는 것에 의해, 그리고 이어서, 상기 제1 위치(A)로부터 상기 제2 위치(B)로 이어지는 가장 적은 양의 연계된 등록된 로드맵 노드(34, 34"", 34""')를 포함하는, 운송 시퀀스(52)를 계산하는 것에 의해, 제1 위치(A)와 제2 위치(B) 사이의 최단 거리를 결정하는 단계(S05)를 포함하는 방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 위치(A)에 근접한 등록된 로드맵 노드(34"") 및 제2 위치(B)에 근접한 다른 등록된 로드맵 노드(34""')를 식별하는 것에 의해, 그리고 이어서, 운송 시퀀스에 포함된 모든 로드맵 링크(36) 및 최단 링크(40)의 기하형태적 길이를 집계할 때, 가장 짧은 총 거리를 포함하는, 운송 시퀀스를 계산하는 것에 의해, 제1 위치(A)와 제2 위치(B) 사이의 최단 거리를 결정하는 단계(S05)를 포함하는 방법.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 등록 또는 로드맵 노드들(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""') 사이의 간격이 시간 간격인 것인 방법.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 등록 또는 로드맵 노드들(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""') 사이의 간격이 거리 간격인 것인 방법.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 만약 상기 로봇 청소 장치(10)가 미리 규정된 상한 문턱값 초과로 그 이동 방향을 변화시키는 것이 검출되면, 상기 등록 또는 로드맵 노드들(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""') 사이의 간격이 단축되는 것인 방법.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서, 만약 상기 로봇 청소 장치(10)가 미리 규정된 하한 문턱값 미만으로 그 이동 방향을 변화시키는 것이 검출되면, 상기 등록 또는 로드맵 노드들(34a, 34b, 34', 34", 34"', 34"", 34""') 사이의 간격이 연장되는 것인 방법.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서, 직선형 시퀀스 단편(43)의 제1 로드맵 노드(34a)와 마지막 로드맵 노드(34b)를 연결하는 것에 의해서, 직선형으로 연계된 로드맵 노드들(34a, 34b, 34"') 사이에 직선형 최단 링크(46, 46', 46")를 부가하는 단계(S04)를 포함하는 방법.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 로드맵 노드(34a, 34b, 34, 34', 34", 34"', 34"", 34""')는 상기 로드맵 노드 및 상기 로드맵 링크 중의 적어도 하나를 등록할 때의 상기 로봇 청소 장치의 상태에 관한 부가적인 정보를 포함하는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부가적인 정보를 이용하여, 상기 등록 또는 로드맵 노드들 사이의 복수의 가능한 로드맵 노드의 시퀀스들 중에서, 장애물과의 충돌 위험을 줄이는 임의의 로드맵 노드의 시퀀스를 선택하는 것인 방법.
  14. 본체(11);
    로봇 청소 장치를 이동시키도록 배열된 추진 시스템(12, 13, 15a, 15b);
    상기 본체(11)에 연결되고 상기 로봇 청소 장치가 물체와 접촉하는지의 여부를 검출하도록 배열되는 접촉 검출 부분(32);
    상기 추진 시스템에 동작적으로 연결된 추측 항법 센서(30, 30');
    상기 추진 시스템을 제어하도록 배열된 프로세싱 유닛(16)
    을 포함하고,
    상기 프로세싱 유닛(16)은 상기 추측 항법 센서에 연결되고, 제1항 또는 제3항에 따른 방법을 실시하도록 구성되는 것인 로봇 청소 장치(10).
  15. 컴퓨터-실행 가능 명령어가 로봇 청소 장치(10) 내에 포함된 프로세싱 유닛(16) 상에서 실행될 때, 로봇 청소 장치(10)로 하여금 제1항 또는 제3항에 기재된 단계를 실시하게 하기 위한 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(26)에 저장된 컴퓨터 프로그램(25).
  16. 삭제
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