KR102394248B1 - 로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 주행을 위해 구동력을 부여하는 구동부; 로봇 청소기의 주행 상태에 대한 정보 및 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나를 획득하는 센싱부; 및 청소 영역에 대한 좌표계 상에서 기준 궤적을 결정하고, 센싱부를 통해 획득된 정보에 따라 결정되는 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 기준 궤적으로부터 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는, 로봇 청소기가 제공될 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따라 로봇 청소기가 수행할 수 있는 로봇 청소기 주행 제어 방법이 제공될 수 있다.

Description

로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어방법{AUTONOMOUS MOBILE ROBOT AND A CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 개시는 로봇 청소기의 동작을 제어하기 위한 방법 및 그러한 동작 제어 방법이 구현된 로봇 청소기에 대한 발명이다.
청소기는 청소 대상 영역의 먼지나 이물질을 흡입하거나 닦아 청소를 수행하는 기기이다.
이러한 청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 자동 청소기로 구분될 수 있다.
일반적으로 로봇 청소기(100)는 사용자의 조작 없이도 소정 구역을 스스로 주행하면서 자동으로 소정의 동작을 수행하는 기기이다. 로봇 청소기(100)는 구역 내에 설치된 장애물을 감지하여 장애물에 접근하거나 회피하여 동작을 수행한다. 이러한 로봇 청소기(100)는 영역을 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기가 포함될 수 있다.
로봇 청소기는 피청소면인 바닥을 쓸어담는 방식, 흡입방식뿐만 아니라 물을 뿌려서 습식으로 바닥을 청소하는 습식 청소 방식으로 구현될 수 있다.
로봇 청소기는 소정의 방식으로 이물질을 제거하기 위해 지정된 영역을 이동하는 동작을 수행하게 된다. 로봇 청소기가 동일한 영역을 반복적으로 이동하면서 청소하는 경우 해당 영역의 이물질이 더 많이 제거될 수는 있으나 로봇 청소기가 청소해야 하는 전체 영역을 청소하는 데 소요되는 시간이 길어질 수 있다. 따라서 청소할 것으로 지정된 영역을 효율적으로 이동하도록 로봇 청소기가 제어되는 것이 중요하다.
로봇 청소기의 경우 청소 대상 영역에 대한 반복적으로 청소 동작을 수행하면서 주행하게 됨에 따라 청소 대상물에 대한 제거 수준을 향상시키는 것이 중요하기 때문에, 청소 대상 영역의 반복적인 청소 동작을 수행하면서 효율적으로 주행하는 것이 필요하다.
본 개시는 청소해야 할 소정의 영역을 인지하여 인지된 영역을 효율적으로 청소 및 주행하도록 제어되는 로봇 청소기 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 주행을 위해 구동력을 부여하는 구동부; 로봇 청소기의 주행 상태에 대한 정보 및 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나를 획득하는 센싱부; 및 청소 영역에 대한 좌표계 상에서 기준 궤적을 결정하고, 센싱부를 통해 획득된 정보에 따라 결정되는 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 기준 궤적으로부터 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는, 로봇 청소기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 센싱부는 로봇 청소기의 가속도 정보를 획득하는 자이로스코프(gyroscope); 로봇 청소기의 이동량에 대한 정보를 획득하는 이동량 센싱부; 및 청소 영역의 장애물을 탐지하는 장애물 센싱부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 청소 영역 상의 복수의 직선 궤적으로 구성되는 기준 궤적을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는, 기준 궤적에 기초하여 직진, 반경 회전 및 방향 전환 중 적어도 하나의 방식으로 로봇 청소기가 주행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 소정의 조건을 만족하는지에 기초하여, 기준 궤적 중 로봇 청소기가 주행 중인 제1 기준 궤적에서 제1 기준 궤적에 인접한 제2 기준 궤적에 따라 주행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 소정의 조건으로서, 센싱부로부터 획득된 정보에 기초하여 기준 궤적 중 로봇 청소기가 주행 중인 제1 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지 결정하고, 제1 기준 궤적 상에 장애물이 존재하면, 제1 기준 궤적에 인접하는 제2 기준 궤적 상에서 주행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제2 기준 궤적으로 로봇 청소기가 진입한 것으로 결정되면 제2 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지 결정하고, 제2 기준 궤적 상에 장애물이 존재하지 않는 경우에는 제1 기준 궤적에서 주행 중이었던 방향으로 주행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제2 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는 경우에는 제1 기준 궤적에서 주행 중이었던 방향의 반대 방향으로 주행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기가 제1 기준 궤적에서 제2 기준 궤적으로 이동하는 패턴은 직선 및 호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 기준 궤적 및 제2 기준 궤적 사이에 적어도 하나의 중간 기준 궤적을 설정하고, 로봇 청소기가 적어도 하나의 중간 기준 궤적을 지날 때 제1 기준 궤적에서 제2 기준 궤적으로 이동하는 패턴을 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 소정의 기준에 따라 제1 기준 궤적 및 제2 기준 궤적 사이를 왕복 주행을 수행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 왕복 주행 시 제1 기준 궤적에서 제2 기준 궤적으로 이동하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치와 제2 기준 궤적에서 제1 기준 궤적으로 복귀하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치를 상이하게 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 기준 궤적 및 제2 기준 궤적 중 적어도 하나에서의 로봇 청소기의 위치 및 방향이 왕복 주행 전후로 동일하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 기준 궤적 및 제2 기준 궤적에서의 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나가 왕복 주행 전후로 상이하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 왕복 주행의 수행 과정에서 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 상에서 소정의 거리만큼 주행을 수행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 기준 궤적을 중심으로 제2 기준 궤적이 위치한 곳의 반대 방향에 위치하는 제3 기준 궤적을 설정하고, 제1 기준 궤적 및 제2 기준 궤적 사이의 제1 왕복 주행 후 제1 기준 궤적 및 제3 기준 궤적 사이의 제2 왕복 주행을 수행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 왕복 주행 후 제1 기준 궤적에 따라 주행 후 제2 왕복 주행을 수행하도록 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기의 제어부는 제1 왕복 주행 후의 제1 기준 궤적 상의 로봇 청소기의 위치와 제2 왕복 주행 후의 제2 기준 궤적 상의 로봇 청소기의 위치는 동일하도록 구동부를 제어하는, 로봇 청소기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행이 완료된 후 제1 기준 궤적을 따라 주행 후 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행을 수행하도록 구동부를 제어하는, 로봇 청소기가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기의 주행을 제어하는 방법에 있어서, 청소 영역에 대한 좌표계 상에서 기준 궤적을 결정하는 단계; 로봇 청소기의 주행 상태에 대한 정보 및 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나에 따라 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 기준 궤적으로부터 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하는 단계를 포함하는 로봇 청소기 주행 제어 방법이 제공될 수 있다.
본 개시에 따라, 청소 영역이 효율적으로 관리됨으로써 로봇 청소기가 주행 및 청소를 신속하고 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 로봇 청소기의 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 로봇 청소기의 주행 제어 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따라 설정된 기준 궤적을 기준으로 로봇 청소기가 주행할 수 있는 패턴을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라 로봇 청소기가 설정된 기준 궤적 사이를 이동하는 과정을 도시한다.
도 5a 및 5b는 일 실시예에 따라 소정의 조건에 기초하여 로봇 청소기가 기준 궤적 사이를 이동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 6d는 일 실시예에 따라 기준 궤적 및 중간 기준 궤적에 기초하여 로봇 청소기가 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 7e는 일 실시예에 따라 로봇 청소기가 왕복 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 8b는 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적, 제2 기준 궤적 및 제3 기준 궤적에 기초하여 로봇 청소기가 왕복 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따라 기준 궤적 사이의 왕복 주행과 기준 궤적에 따라 전진 주행 또는 후진 주행하는 과정에 기초하여 로봇 청소기가 청소를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들과 관련된 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명확한 설명을 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
실시예들의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 임의의 구성요소 간 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 임의의 구성요소 간에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있고 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서, "포함한다", "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 개시를 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.
이하에서는, 일 실시예에 따른 로봇 청소기에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)의 블록도를 도시한다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100)의 주행을 위해 구동력을 부여하는 구동부(110), 로봇 청소기(100)의 주행 상태에 대한 정보 및 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나를 획득하는 센싱부(120), 및 청소 영역에 대한 좌표계 상에서 기준 궤적을 결정하고, 센싱부를 통해 획득된 정보에 따라 결정되는 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 기준 궤적으로부터 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하도록 구동부를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)에 포함된 구동부(110)는 로봇 청소기(100)가 문턱과 같은 장애물을 쉽게 타고 넘을 수 있도록 복수의 바퀴를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 구동부(110)에 의해 구동되는 복수의 패드 어셈블리(assembly)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 복수의 패드 어셈블리는 모터의 구동력을 통해 회전이 가능한 회전판 및 회전판 하부에 마련되는 패드를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 패드 어셈블리의 서로 다른 방향으로 각각 소정의 각도로 기울어져 고정되어 있으며, 이에 따라 회전판이 지면에 닿게 되는 누름점을 가지게 됨에 따라 회전판의 회전을 통해 로봇 청소기(100)가 주행하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 패드 어셈블리의 패드의 회전을 통해 주행과 동시에 청소를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 구동부(110)에 포함된 복수의 모터로 인해 구동되는 바퀴 및/또는 패드 어셈플리의 동작에 따라 로봇 청소기(100)는 앞뒤로 직진 이동하거나, 호 궤적으로 회전 주행하거나 제자리에서 회전하는 등의 다양한 방식으로 주행할 수 있다. 즉, 복수의 모터 각각에 의해 구동되는 바퀴 및/또는 패드 어셈플리의 속도 차이에 따라 로봇 청소기(100)가 직진 또는 회전할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100)의 동작, 상태와 관련된 각종 데이터를 센싱하는 센서들을 포함하는 센싱부(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 라이더(Light Detection and Ranging: Lidar)를 포함할 수 있다. 라이더는, 레이저(Laser) 광을 매개로, 송신 신호와 수신 신호의 TOF(Time of Flight) 또는 송신 신호와 수신 신호의 위상차(phase difference)를 기초로, 장애물 등 오브젝트를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따라 라이더는, 로봇 청소기(100)와 오브젝트와의 거리, 상대 속도 및 오브젝트의 위치를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따라 라이더는, 장애물 감지 센서의 구성 중 일부로써 구비될 수 있다. 또한, 라이더는, 맵(map) 작성을 위한 센서로써 구비될 수도 있다.
한편, 장애물 감지 센서는 이동 로봇의 주행(이동) 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(130)에 전달한다. 이때, 제어부(130)는, 감지된 장애물의 위치에 따라 로봇 청소기(100)의 움직임을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 자이로 센서(Gyro Sensor), 휠 센서(Wheel Sensor), 가속도 센서(Acceleration Sensor) 등을 사용할 수 있다.
자이로 센서는, 로봇 청소기(100)가 운전 모드에 따라 움직일 때 회전 방향을 감지하고 회전각을 검출한다. 자이로 센서는, 로봇 청소기(100)의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력한다. 제어부(130)는 자이로 센서로부터 출력되는 전압 값을 이용하여 회전 방향 및 회전각을 산출한다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)에 포함되는 이동량 센싱부는 이동에 따른 위치의 변동을 감지하여 로봇 청소기(100)의 위치, 예를 들면, 초기 위치로부터의 이동량을 감지하여 실질적으로 로봇 청소기(100)의 위치 정보를 검출한다. 일 실시예에 따라 이동량 센싱부는 로봇 청소기(100)의 이동량을 감지하기 위하여 구동부(110)에 포함되는 복수의 모터의 회전수를 검출하는 인코더를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 이동량 센싱부는, 구동부(110)에 포함된 바퀴 및/또는 패드 어셈블리의 회전수를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라 이동량 센싱부는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)일 수 있고 회전수를 감지하여 제어부(130)로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 회전수를 이용하여 바퀴의 회전 속도를 연산할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 회전수 차이를 이용하여 회전각을 연산할 수 있다.
가속도 센서는, 로봇 청소기(100)의 속도 변화, 예를 들어, 출발, 정지, 방향 전환, 물체와의 충돌 등에 따른 로봇 청소기(100)의 변화를 감지한다. 가속도 센서는 주 바퀴나 보조바퀴의 인접 위치에 부착되어, 바퀴의 미끄러짐이나 공회전을 검출할 수 있다.
또한, 가속도 센서는 로봇 청소기(100)의 속도 변화를 감지할 수 있다. 즉, 가속도 센서는 속도 변화에 따른 충격량을 검출하여 이에 대응하는 전압 값을 출력한다. 따라서, 가속도 센서는 전자식 범퍼의 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 로봇 청소기(100)의 가속도 정보를 획득하는 자이로스코프(gyroscope), 로봇 청소기(100)의 이동량에 대한 정보를 획득하는 이동량 센싱부 및 청소 영역의 장애물을 탐지하는 장애물 센싱부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 로봇 청소기(100)의 일측을 향해 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 로봇 청소기(100)의 전면부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.
일 실시예에 따라 센싱부(120)는 이러한 감지 기능 외에도, 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성될 수 있다.
예로써, 센싱부(120)는 주변의 영상을 획득하기 위한 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라는 로봇 청소기(100) 주변의 영상을 제어부가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부(130)에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 제어부(130)가 로봇 청소기(100)의 위치를 검출하는 데 사용될 수 있다.
또한, 센싱부(120)는 로봇 청소기(100)의 주행 면상 또는 주행 경로 상의 벽체, 가구, 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 센싱부(120)는 배터리 충전을 수행하는 도킹 기기의 존재를 감지할 수 있다. 또한, 센싱부(120)는 천장 정보를 감지하여서, 로봇 청소기(100)의 주행 구역 또는 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.
한편, 센싱부(120)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외부 신호 감지 센서는 로봇 청소기(100)의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.
로봇 청소기(100)는 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전 스테이션이 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전 스테이션의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전 스테이션은 로봇 청소기(100)가 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 로봇 청소기(100)는 충전 스테이션으로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전 스테이션으로 복귀할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기(100)의 전방, 구체적으로 로봇 청소기(100)의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 로봇 청소기(100)의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 로봇 청소기(100)의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(130)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기(100)의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(130)에 전달할 수 있다.
전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 로봇 청소기(100)는 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.
일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(130)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 로봇 청소기(100)의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 로봇 청소기(100)의 전면에 설치될 수 있다.
즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.
일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.
적외선 센서는 초음파 센서와 함께 로봇 청소기(100)의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(130)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 로봇 청소기(100)의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(130)에 전달한다. 따라서, 로봇 청소기(100)는 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.
한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 로봇 청소기(100)의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.
즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 로봇 청소기(100)의 배면에 설치되되, 로봇 청소기(100)의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 로봇 청소기(100)의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.
일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 로봇 청소기(100)의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.
예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.
PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.
PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.
또한, 제어부(130)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.
한편, 제어부(130)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.
다른 예로, 제어부(130)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 로봇 청소기(100)의 들림 현상을 판단할 수도 있다.
한편, 2차원 카메라 센서는, 로봇 청소기(100)의 일면에 구비되어, 이동 중 본체 주변과 관련된 이미지 정보를 획득한다.
옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
또한, 하나 이상의 광원이 옵티컬 플로우 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 로봇 청소기(100)가 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 로봇 청소기(100)가 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.
옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부(130)는 로봇 청소기(100)의 미끄러짐과 무관하게 로봇 청소기(100)의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(130)는 옵티컬 플로우 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 로봇 청소기(100)의 위치를 산출할 수 있다. 옵티컬 플로우 센서를 이용하여 로봇 청소기(100)의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(130)는 다른 수단에 의해 산출한 로봇 청소기(100)의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.
3차원 카메라 센서는 로봇 청소기(100)의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
즉, 3차원 카메라 센서는 로봇 청소기(100)와 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.
구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서 3차원 카메라 센서는 기존의 2차원 영상을 획득하는 카메라를 2개 이상 구비하여, 상기 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합하여, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 실시예에 따른 3차원 카메라 센서는 본체의 전방을 향해 하측으로 제1 패턴의 광을 조사하는 제1 패턴 조사부와, 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제2 패턴의 광을 조사하는 제2 패턴 조사부 및 본체의 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 영상 획득부는 상기 제1 패턴의 광과 상기 제2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득할 수 있다.
또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 적외선 패턴을 조사하는 적외선 패턴 방출부를 구비하고, 적외선 패턴 방출부에서 조사된 적외선 패턴이 피촬영 대상체에 투영된 모양을 캡쳐함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 IR(Infra Red) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 빛을 방출하는 발광부를 구비하고, 발광부에서 방출되는 레이저 중 피촬영 대상체로부터 반사되는 일부를 수신하며, 수신된 레이저를 분석함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
구체적으로, 위와 같은 3차원 카메라 센서의 레이저는 적어도 일방향으로 연장된 형태의 레이저를 조사하도록 구성된다. 일 예에서, 상기 3차원 카메라 센서는 제1 및 제2 레이저를 구비할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 서로 교차하는 직선 형태의 레이저를 조사하고, 제2 레이저는 단일의 직선 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따르면, 최하단 레이저는 바닥 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용되고, 최상단 레이저는 상부의 장애물을 감지하는 데에 이용되며, 최하단 레이저와 최상단 레이저 사이의 중간 레이저는 중간 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용된다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 구동부(110)를 통해 로봇 청소기(100)를 구동시킬 수 있고 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보를 수신하여 로봇 청소기(100)가 수행할 수 있는 다양한 주행 및 청소 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)의 주행 제어 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
S210단계에서 로봇 청소기(100)는 일 실시예에 따라 청소 영역에 대한 좌표계를 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 로봇 청소기(100)가 청소를 수행해야 하는 청소 영역에 대한 좌표계를 설정할 수 있고, 이러한 좌표계 상에서 기준 궤적을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 좌표계는 청소 영역을 주행하면서 청소하기 위해 로봇 청소기(100)가 추종하는 기준이 되는 기준 궤적을 표현하게 되는 도메인(domain)일 수 있다. 일 실시예에 따라 좌표계는 로봇 청소기(100)에 미리 설정된 기준 좌표와 인식된 청소 영역 상에 2차원 또는 3차원 공간으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 센싱부(120)에 의해 획득되는 정보(예를 들면, 카메라를 통해 획득되는 영상 데이터, 자이로스코프에 의해 획득되는 정보, 이동량 센싱부에 의해 획득되는 로봇 청소기(100)의 이동량에 대한 정보 등)에 기초하여 임의로 좌표계를 설정할 수 있다.
S220 단계에서 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100)의 주행 상태에 대한 정보 및 로봇 청소기(100)의 주변 정보 중 적어도 하나에 따라 로봇 청소기(100)의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 센싱부(120)를 통해 획득된 정보에 기초하여 로봇 청소기(100)의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(120)를 통해 획득된 정보는 제어부(130)로 전달될 수 있으며, 제어부(130)는 센싱부(120)로부터 수신한 정보를 이용하여 설정된 좌표계 상에서의 로봇 청소기(100)의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 좌표계 상에서의 로봇 청소기(100)의 위치 및 방향 중 적어도 하나가 결정되면 제어부(130)는 좌표계 상에서 결정된 기준 궤적을 따라 로봇 청소기(100)가 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 기준 궤적은 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 기준이 되는 궤적으로 정의될 수 있다. 일 실시예애 따라 로봇 청소기(100)는 기준 궤적을 추종하면서 주행을 수행할 수 있다. 예를 들면 기준 궤적이 복수의 직선으로 설정된 경우 로봇 청소기(100)는 복수의 직선을 따라 직선 주행하면서 청소를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 기준 궤적을 기준으로 삼아 직선 주행뿐만 아니라 다양한 방식으로 주행이 가능하다. 이에 대해서는 다양할 실시예를 통해 후술하도록 한다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 청소 영역에 대한 좌표계 상에서 복수의 직선 궤적으로 구성된 기준 궤적을 따라 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 직선 궤적으로 청소를 수행하는 것으로 설정된 경우 복수의 직선 궤적을 따라 지그재그(zigzag)패턴으로 청소 영역을 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 지그재그 패턴으로 청소 영역을 주행하는 경우에는 복수의 직선 궤적 사이의 이동이 수반될 수 있다. 로봇 청소기(100)는 다양한 패턴으로 기준 궤적 사이의 이동을 수행함으로써 기준 궤적 사이의 공간도 청소하면서 주행할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)가 기준 궤적에 따라 주행한다는 것은 로봇 청소기(100)가 수행할 수 있는 다양한 방식의 동작의 기준이 되는 위치가 기준 궤적 상에 설정되는 것으로 이해될 수 있다.
S230단계에서 로봇 청소기(100)는 S220단계에서 결정된 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 기준 궤적으로부터 로봇 청소기(100)가 이격된 정도를 보상할 수 있다.
일 실시예에 따라 기준 궤적을 따라 주행하도록 설정된 로봇 청소기(100)는 기준 궤적으로부터 이격된 정도를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 기준 궤적에 일치하는 주행 궤적을 목표로 청소 및 주행을 수행할 수 있으나, 로봇 청소기(100) 주변 환경(예를 들면, 로봇 청소기(100)에 가해지는 외력의 존재, 로봇 청소기(100)가 주행 중인 지면의 미끄러운 정도 등)에 따라 로봇 청소기(100)는 기준 궤적에서 벗어난 궤도로 주행하게 될 수 있다. 일 실시예에 로봇 청소기(100)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 좌표계 상에서 의 로봇 청소기(100)의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있으므로 주행 중인 로봇 청소기(100)가 기준 궤적 상에서 얼마나 떨어진 위치에서 주행 중인지 또는 기준 궤적의 방향에 비해 얼마나 기울어진 방향을 향해 주행하고 있는 것인지 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 위치 및 방향의 관점에서 로봇 청소기(100)가 기준 궤적으로부터 어느정도 이격되었는지 결정하여 이격된 정도를 보상하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따라 설정된 기준 궤적을 기준으로 로봇 청소기(300)가 주행할 수 있는 패턴을 도시한다. 도 3a 내지 3c의 로봇 청소기(300)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 기준 궤적(RL)을 따라서 주행하도록 설정될 수 있으며 기준 궤적(RL)은 직선 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따라, 기준 궤적(RL)이 직선 형태를 가짐에도 로봇 청소기(300) 주변의 주행 환경에 따라 실제 주행 경로(310)는 직선의 형태를 가지지 않을 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 로봇 청소기(300)의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있으며, 이에 따라 기준 궤적(RL)으로부터 어느정도 이격되었는지를 결정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 소정의 시점에 결정되는 로봇 청소기(300)의 좌표계 상에서의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 기준으로 기준 궤적(RL)과의 이격된 정도를 결정할 수 있다. 도 3a를 참조하면, 제어부(130)는 기준 궤적(RL)과 주행 경로(310) 사이의 이격 거리(Dd) 및 기준 궤적(RL)의 방향과 주행 경로(310)의 방향 사이의 이격 각도(Da)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 이격된 정도를 결정하고, 이격된 정도를 보상함으로써 주행 경로(310)가 기준 궤적(RL)에 일치하게 되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면 제어부(130)는 이격 거리(Dd)를 줄이기 위해 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 이격 각도(Da)를 조절함으로써 주행 경로(310)가 기준 궤적(RL)에 일치하게 되었을 때의 이격 각도(Da)가 0에 가깝게 되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 기준 궤적(RL1)을 기준으로 하여, 소정의 반경(R)을 가지는 호 궤적(RL2)을 따라 반경 회전 방식으로 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 호 궤적(RL2)은 직선 형태로 설정된 기준 궤적(RL1)을 기준으로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 인접하는 다른 기준 궤적(RL1)을 향해 이동하기 위하여 호의 중심이 인접하는 다른 기준 궤적(RL1) 상에 있는 호 궤적(RL2)의 형태를 따라 주행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 로봇 청소기(300) 주변의 주행 환경에 따라 실제 주행 경로(320)는 설정된 호 궤적(RL2)의 형태를 가지지 않을 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 소정의 시점에 결정되는 로봇 청소기(300)의 좌표계 상에서의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 기준으로 기준 궤적(RL2)과의 이격된 정도를 결정하여 이를 보상할 수 있다. 일 실시예에 따라 보상 과정은 도 3a에서의 보상 과정과 동일하거나 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 인접하는 다른 기준 궤적(RL1)을 향해 이동하였을 때 기존 주행 방향과 반대 방향으로 주행하도록 하기 위해, 호가 인접하는 다른 기준 궤적(RL1) 상에 접하는 형태의 호 궤적(RL2)의 형태를 따라 주행할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)가 주행하기 위한 호 궤적은 인접하는 다른 기준 궤적(RL1)뿐만 아니라 그 사이에 설정될 수 있는 적어도 하나의 중간 가상 궤적(RML1)과 같은 추가적인 기준에 따라 결정될 수도 있다.
위와 같이, 로봇 청소기(300)는 직선 형태를 가지는 기준 궤적(RL1)에 기초하여 다양한 반경을 가지는 호 궤적(RL2, RL3)으로 주행할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 로봇 청소기(300)는 제자리에서 회전하는 방향 전환 방식으로 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 로봇 청소기(100)가 제자리에서 제1 방향(340)을 기준으로 소정의 각도만큼 회전하여 제2 방향(344)으로 회전하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)가 목표한 회전 정도(350)만큼 회전하여 로봇 청소기(300)의 방향이 제2 방향(344)을 바라보도록 구동부(110)를 제어하였음에도 로봇 청소기(300) 주변의 주행 환경에 따라 실제 회전한 정도(352)는 목표한 회전 정도(350)에 미치지 않을 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(300)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 로봇 청소기(300)의 방향을 결정할 수 있으며, 이에 따라 실제 회전한 방향(342)과 목표한 제2 방향(344)과 이격된 정도를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 이격된 정도에 따라 로봇 청소기(300)가 추가 회전(354)하여 종국적으로 목표한 회전 정도(350)만큼 회전하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
다만, 도 3a 내지 3c를 통해 설명한 보상 과정은 제어부(130)가 목표한 구동과 실제 구동의 차이를 보상하기 위한 과정을 설명하기 위한 예시에 불과하므로 위의 내용에 한정하여 실시예의 특징이 해석될 필요는 없다. 따라서, 로봇 청소기(300)가 수행하는 보상 방식에는 해당 기술 분야의 통상의 기술자가 이격된 정도를 보상하기 위해 구동부(110)의 동작을 제어할 수 있는 다양한 방식이 활용될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 로봇 청소기(400)가 설정된 기준 궤적 사이를 이동하는 과정을 도시한다. 도 4의 로봇 청소기(400)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(400)는 소정의 조건을 만족하는지 결정(410)할 수 있다. 일 실시예에 따라 소정의 조건은 로봇 청소기(400)의 주행 상태, 주변 환경 등에 대한 다양한 정보에 기초하여 미리 설정된 것일 수 있다. 일 실시예에 따라 소정의 조건에는 로봇 청소기(400)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물이 존재하는 경우, 주행 중인 기준 궤적(RL1)의 끝에 도달한 경우, 외부 신호가 입력되어 다른 목표를 달성하기 위해 주행해야 하는 경우 등 다양한 조건이 포함될 수 있다. 다만 이러한 소정의 조건에 대한 설명은 기준 궤적 사이의 이동의 트리거가 될 수 있는 다양한 조건을 설명하기 위한 예시적인 설명에 불과하므로, 본 실시예에 관련된 특징이 이에 한정하여 해석될 필요는 없다.
복수의 직선 형태의 기준 궤적 중 로봇 청소기(400)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1)에서 제1 기준 궤적(RL1)에 인접한 제2 기준 궤적(RL2 또는 RL3)으로 이동(422)하여 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(400)가 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2 또는 RL3)으로 이동하기 위한 주행 방식 또는 주행 패턴은 다양할 수 있다. 이에 대해서는 다양한 실시예를 통해 후술하도록 한다.
도 5a 및 5b는 일 실시예에 따라 소정의 조건에 기초하여 로봇 청소기(500)가 기준 궤적 사이를 이동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 5b의 로봇 청소기(500)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)는 소정의 조건이 만족하는지 결정할 수 있으며, 소정의 조건은 로봇 청소기(500)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(510)이 존재하는 경우에 대한 조건일 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 센싱부(120)로부터 획득되는 정보에 기초하여 로봇 청소기(500)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(510)이 존재하는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(510)이 존재하는 것으로 결정되는 경우, 제어부(130)는 현재 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 다른 기준 궤적(RL2)으로 이동(522)하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)는 주행 중이었던 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 다른 기준 궤적(RL2)으로 이동(522)하여 계속 주행(530)할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 로봇 청소기(500)는 도 5a에서의 설명과 같이, 센싱부(120)로부터 획득되는 정보에 기초하여 로봇 청소기(500)가 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(550)이 존재하는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)는 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(550)이 존재하는 것으로 결정된 경우, 현재 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 다른 기준 궤적(RL2 또는 RL3)로 이동하여 주행(564, 580)할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 센싱부(120)를 통해 획득되는 정보에 기초하여 장애물(550)이 제2 기준 궤적(RL2) 상에도 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)가 제1 기준 궤적(RL1)으로부터 이동하려는 제2 기준 궤적(RL2) 상에도 장애물(550)이 존재하는 것으로 결정된 경우, 제어부(130)는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동함과 동시에 주행 방향을 전환하여 주행(564)하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 즉, 로봇 청소기(500)가 주행 중이었던 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(550)이 존재하여 인접한 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하였음에도 여전히 장애물(550)이 존재하는 경우, 로봇 청소기(500)는 기존에 주행 중이던 방향에 반대되는 방향으로 주행하여 장애물(550)부터 멀어지는 방향으로 주행할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)는 제1 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(550)이 존재하는 것으로 결정된 경우, 현재 주행 중인 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 다른 기준 궤적(RL2, RL3) 중 장애물(550)이 존재하지 않는 것으로 판단되는 제2 기준 궤적(RL3)로 이동하여 주행(580)할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 주행 중이었던 기준 궤적(RL1) 상에 장애물(550)이 존재하는 경우 주행 방향을 그대로 유지할 수 있도록 장애물(550)이 존재하지 않는 인접한 제2 기준 궤적(RL3)으로 이동하여 주행(580)하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(500)가 제1 기준 궤적에서 상기 제2 기준 궤적으로 이동하는 패턴은 직선 및 호 중 적어도 하나의 패턴을 포함할 수 있다. 로봇 청소기(500)가 기준 궤적 간 이동하기 위해 주행하는 패턴에 대해서는 다양한 실시예를 통해 후술하도록 한다.
도 6a 내지 6d는 일 실시예에 따라 기준 궤적 및 중간 기준 궤적에 기초하여 로봇 청소기(600)가 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 내지 6d의 로봇 청소기(600)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 직선 주행(610) 중이던 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 인접하는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 것으로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 주행(610) 중이던 로봇 청소기(600)는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위하여 제자리에서 방향 전환(611)하는 방식으로 제2 기준 궤적(RL2)의 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 회전된 방향에 기초하여 제2 기준 궤적(RL2)을 향해 이동할 수 있다. 일 실시예에 따라 제2 기준 궤적(RL2)을 향해 이동하는 과정은 직선 주행, 반경 회전, 및 방향 전환 방식 중 적어도 하나의 방식을 조합하여 수행될 수 있다. 일 실시예에 따라 직선 주행으로 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이를 주행하게 되는 경우 짧은 시간 안에 기준 궤적 간 신속한 이동이 가능하며, 반경 회전 방식으로 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이를 주행하게 되는 경우 상대적으로 넓은 영역을 청소하면서 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이를 이동할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)가 직선 주행 방식(612)으로 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 경우, 제2 기준 궤적(RL2)에 도달한 로봇 청소기(600)는 제2 기준 궤적(RL2) 상에서 방향 전환 방식(613)을 통해 제2 기준 궤적(RL2)의 방향과 일치되는 방향으로 정렬된 후 주행(614)할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 로봇 청소기(600)는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2)사이에 적어도 하나의 중간 기준 궤적(RML1)을 추가적으로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이의 이동 과정에서 적어도 하나의 중간 기준 궤적(RM1)을 기준으로 로봇 청소기(600)가 주행하게되는 패턴을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위해 반경 회전 방식으로 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위해 로봇 청소기(600)가 주행하게 되는 반경 회전 방식의 주행 패턴은 복수개의 종류를 가질 수 있으며, 주행 패턴은 중간 기준 궤적(RML1)을 지나는 시점을 기준으로 변경될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 주행(620)이던 로봇 청소기(600)는 제1 반경 회전 방식(621)으로 주행하다가, 중간 기준 궤적(RML1)을 지나는 시점에서 제2 반경 회전 방식(622)으로 주행 패턴을 변경하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 반경 회전 방식(621) 및 제2 반경 회전 방식(622)은 반경의 크기, 반경 중심의 위치, 곡률 등과 같은 다양한 관점에서 다른 주행 패턴인 것으로 이해될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 일 실시예에 따라 주행(630) 중이던 로봇 청소기(600)는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위하여 제자리에서 방향 전환(631)하는 방식으로 제2 기준 궤적(RL2)의 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 회전된 방향에 기초하여 제2 기준 궤적(RL2)을 향해 이동할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)가 반경 회전 방식(633)으로 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동할 수 있다. 일 실시예에 따라 반경 회전 방식(633)으로 제2 기준 궤적(RL2) 에 도달하는 경우 도달 시점에 이미 제2 기준 궤적(RL2)의 방향과 로봇 청소기(600)의 주행 방향이 일치된 것일 수 있으므로 방향 전환 방식(613)의 구동은 필요하지 않을 수 있다. 즉, 반경 회전 방식(633)으로 주행하여 제2 기준 궤적(RL2)에 도달한 로봇 청소기(600)는 연속적으로 직선 주행 방식(634)으로 주행 패턴을 변경하여 제2 기준 궤적(RL2) 상에서 주행을 계속할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위해 직선 주행 방식 및 반경 회전 방식으로 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위해 로봇 청소기(600)가 주행하게 되는 반경 회전 방식의 주행 패턴은 복수개의 종류를 가질 수 있으며, 주행 패턴은 복수 개의 중간 기준 궤적(RML1, RML2)을 지나는 시점을 기준으로 변경될 수 있다. 도 6d를 참조하면, 로봇 청소기(600)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 직선 주행 방식(640)으로 주행하다가 제1 반경 회전 방식(641)으로 주행함으로써 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 벗어날 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 제1 반경 회전 방식(641)으로 주행하다가 제1 중간 기준 궤적(RML1)을 지나는 시점에 직선 주행 방식(642)으로 주행 패턴을 변경할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 직선 주행 방식(642)으로 주행하다가 제2 중간 기준 궤적(RML2)를 지나는 시점에 제2 반경 회전 방식(643)으로 주행 패턴을 변경할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(600)는 제2 반경 회전 방식(643)으로 제2 기준 궤적(RL2) 상으로 진입하여 직선 주행 방식(644)으로 제2 기준 궤적(RL2)을 따라 계속 주행할 수 있다.
일 실시예에 따라 도 6b 및 도 6d를 참조하면 중간 기준 궤적이 적어도 하나 이용될 수 있으며, 중간 기준 궤적의 개수를 많이 설정하여 주행 패턴을 다양하게 변경할 수 있다. 제어부(130)는 각 주행 패턴마다의 특징을 고려하여 효율적으로 기준 궤적(RL1, RL2) 사이의 이동을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면 직선 주행 방식(642)은 기준 궤적 간 이동을 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에 따라 도 6d에서는 도 6b에 비해 직선 주행 방식(642)을 더 이용함으로써, 상대적으로 더 전진한 위치에서 제2 기준 궤적(RL2)에 도달할 수 있다. 일 실시예에 따라 직선 주행 방식의 경우 주행하면서 청소하는 영역이 반경 회전 방식에 비해 좁을 수는 있으나 짧은 시간에 이동이 가능하다. 반대로, 반경 회전 방식은 목표 지점으로 이동하는 과정에서 더 넓은 영역을 청소하면서 주행할 수 있는 반면 도달하는 데 걸리는 시간이 직선 주행 방식에 비해 길 수 있다. 제어부(130)는 청소해야 하는 영역의 환경에 대한 정보를 통해, 직선 주행 방식, 반경 회전 방식 및 방향 전환 방식을 포함하는 다양한 주행 패턴을 혼합하여 최적의 주행 패턴을 결정할 수 있고 이에 따라 로봇 청소기(600)가 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
도 7a 내지 7f는 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)가 왕복 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a 내지 7f의 로봇 청소기(700)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
도 7a를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하기 위해 다양한 주행 패턴(예를 들면, 직선 주행 방식(704a, 704b) 및 반경 회전 방식(702a, 702b, 706a, 706b))에 기초하여 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)의 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동한 후 다시 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 왕복 주행을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이를 왕복 주행을 수행하는 패턴은 다양할 수 있다.
일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 중 적어도 하나에서의 로봇 청소기(700)의 위치 및 방향이 왕복 주행 전후로 동일할 수 있다. 도 7a를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)가 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴은 동일할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 전진 이동 시 추종했던 주행 패턴과 동일한 패턴으로 후진하여 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 즉, 왕복 주행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)의 위치 및 방향이 동일할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 왕복 주행 후 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)의 위치 및 방향이 동일하지 않은지 결정할 수 있고, 만일 왕복 주행 전후로 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 위치 및 방향의 이격이 발생한 경우 그 이격된 정도를 결정하여 보상하는 과정을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 왕복 주행의 수행 과정에서 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 상에서 소정의 거리만큼 주행을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)는 왕복 주행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)의 위치가 동일하게 되므로 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 전진하기 위해 왕복 주행 후 직선 주행 방식(705)으로 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 이동할 수 있다. 일 실시예에 따라 왕복 주행 후 직선 주행 방식(705)으로 소정의 거리만큼 전진한 로봇 청소기(700)는 다시 왕복 주행을 수행할 수 있다. 이에 따라 로봇 청소기(700)는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 상에서 모두 전진하면서 청소를 수행할 수 있다.
도 7b를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)가 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴은 상이할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동할 때는 직선 주행 방식(712a) 및 반경 회전 방식(710a, 714a)을 혼합한 패턴으로 이동하고, 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아올 때는 반경 회전 방식(710b, 712b)만을 이용한 패턴으로 이동하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 복수개의 중간 기준 궤적(예를 들면 RM1, RML2, RML3)에 기초하여 주행 패턴을 변경함으로써 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴을 상이하게 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 왕복 주행 시 상이한 패턴을 이용하여 왕복 주행함에 기초하여, 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)의 위치 및 방향 중 적어도 하나가 상이하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
도 7b를 참조하면 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴이 서로 상이하게 설정함으로써, 왕복 주행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)가 소정의 거리 (715)만큼 전진한 결과에 대응되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 왕복 주행 시 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치와 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 복귀하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치를 상이하게 설정할 수 있다. 도 7b를 참조하면, 왕복 주행 시 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 과정에서 고려되는 중간 기준 궤적(RML1, RML3)은 왕복 주행 시 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 과정에서 고려되는 중간 기준 궤적(RML2)과 그 위치 및 개수 중 적어도 하나의 관점에서 상이할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴이 서로 상이하게 설정함으로써, 왕복 주행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)가 소정의 거리 (725)만큼 전진한 결과에 대응되고, 왕복 주행 전의 로봇 청소기(700)의 방향과 왕복 주행 후의 로봇 청소기(700)의 방향이 상이하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동할 때는 직선 주행 방식(722a) 및 반경 회전 방식(720a, 724a)을 혼합한 패턴으로 이동하고, 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아올 때는 반경 회전 방식(720b) 및 직선 주행 방식(722b)을 이용한 패턴으로 이동하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 상에 되돌아온 시점에 로봇 청소기(700)는 직선 주행 방식(722b)으로 주행 중이었을 수 있으며 이에 따라 로봇 청소기(700)의 방향은 제1 기준 궤적(RL1)의 방향과 상이할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)는 제1 기준 궤적(RL1)의 방향과 로봇 청소기(700)의 방향을 일치시키기 위해 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 방향 전환 방식으로 주행할 수 있다.
도 7d를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)가 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴은 상이할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 전진 이동 시 추종했던 패턴(732a, 734a)과 상이한 패턴(732b, 734b)으로 후진하여 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 상이한 패턴으로 전진 주행 및 후진 주행한 후에도 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 로봇 청소기(700)의 위치 및 방향이 동일하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(700)는 왕복 주행을 통해 제1 기준 궤적(RL1) 상의 동일한 위치로 되돌아온 후 직선 주행 방식(735)으로 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행할 수 있다. 도 7a에서 설명한 바와 같이, 제어부(130)는 왕복 주행 전후로 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 위치 및 방향의 이격이 발생한 경우 그 이격된 정도를 결정하여 보상하는 과정을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 패턴은 동일한 경우와 상이한 경우를 혼합하여 로봇 청소기(700)가 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 도 7e를 참조하면, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 전진 이동 시 추종했던 주행 패턴과 동일한 패턴으로 후진하여 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 왕복 주행 패턴(742a, 744a, 746a)으로 로봇 청소기(700)가 구동되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 직선 주행 방식(745a)으로 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 직선 주행 방식(745a)으로 주행 후 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 주행 패턴과 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오는 주행 패턴이 상이하게 로봇 청소기(700)가 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동하는 주행 패턴에는 반경 회전 패턴(742b, 746b) 및 직선 주행 패턴(744b)이 포함되는 반면 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 이동하는 주행 패턴에는 반경 회전 패턴(742, 744c)만 포함될 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이의 왕복 주행의 수행 과정에서 제2 기준 궤적(RL2)을 따라 주행하는 과정이 포함되도록 결정할 수 있다. 도 7e를 참조하면 일 실시예에 따라 제어부(130)는 로봇 청소기(700)가 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동한 후 제2 기준 궤적(RL2) 상에서 직선 주행 방식(745b)으로 소정의 거리만큼 주행 후 다시 제2 기준 궤적(RL2)으로부터 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아오도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 직선 주행 방식(745b)으로 소정의 거리만큼 주행 후 다시 제2 기준 궤적(RL2)으로부터 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아온 로봇 청소기(700)의 제1 기준 궤적(RL1)의 위치는 왕복 주행 전의 위치와 동일할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 동일한 위치로 되돌아온 로봇 청소기(700)는 직선 주행 방식으로 전진할 수 있다.
일 실시예에 따라 직선 주행 방식(745b)으로 소정의 거리만큼 주행 후 다시 제2 기준 궤적(RL2)으로부터 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아온 로봇 청소기(700)의 제1 기준 궤적(RL1)의 위치는 왕복 주행 전의 위치와 상이할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 상이한 위치로 되돌아온 로봇 청소기(700)는 직선 주행 방식으로 후진하여 왕복 주행 전의 위치로 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1) 상에서 상이한 위치로 되돌아온 로봇 청소기(700)는 직선 주행 방식으로 전진할 수도 있다.
도 8a 및 8b는 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적, 제2 기준 궤적 및 제3 기준 궤적에 기초하여 로봇 청소기(800)가 왕복 주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a 및 8b의 로봇 청소기(800)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)을 중심으로 제2 기준 궤적(RL2)이 위치한 곳의 반대 방향에 위치하는 제3 기준 궤적(RL3)을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 제2 기준 궤적(RL2) 및 제3 기준 궤적(RL3)은 제1 기준 궤적(RL1)으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따라 제2 기준 궤적(RL2) 및 제3 기준 궤적(RL3)은 제1 기준 궤적(RL1)으로부터 이격된 거리가 서로 상이할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 청소 영역의 특성, 로봇 청소기(800)의 주행 성능 등 다양한 정보에 기초하여 기준 궤적 간의 거리를 다양하게 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(800)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 주행 중일 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 소정의 조건을 만족하는지 여부에 기초하여 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 제2 기준 궤적(RL2) 및 제3 기준 궤적(RL3)으로 이동하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이의 제1 왕복 주행 후 제1 기준 궤적(RL1) 및 제3 기준 궤적(RL3) 사이의 제2 왕복 주행을 수행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 각각의 과정은 본 개시에 포함된 다양한 실시예에서 설명된 특징을 이용하여 구현될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 따라서 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행에 대한 예시로서 도 8a 및 도 8b에 도시된 내용으로 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행에 대한 특징이 한정하여 해석될 필요는 없다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행이 서로 교번하는 방식으로 수행되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행의 수행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상의 위치 및 방향이 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 수행 전과 동일하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 도 8a를 참조하면, 로봇 청소기(800)는 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행의 전후로 동일한 제1 기준 궤적(RL1) 상의 위치에 있을 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행을 통해 제1 기준 궤적(RL1)으로 되돌아온 후 직선 주행 방식(810)으로 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 후 직선 주행 방식(810)으로 소정의 거리만큼 전진한 로봇 청소기(800)는 다시 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행을 반복하여 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 중 적어도 하나의 수행 후 제1 기준 궤적(RL1) 상의 위치 및 방향이 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 전과 상이하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 도 8b를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(800)는 제1 왕복 주행을 수행한 후 직선 주행 방식(850a)으로 소정의 거리만큼 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 직선 주행 방식(850a)으로 소정의 거리만큼 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행한 로봇 청소기(800)는 제2 왕복 주행을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(800)는 제2 왕복 주행을 수행한 후 직선 주행 방식(850b)으로 소정의 거리만큼 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행할 수 있다. 일 실시예에 따라 직선 주행 방식(850b)으로 소정의 거리만큼 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 주행한 로봇 청소기(800)는 다시 제1 왕복 주행(또는 제2 왕복 주행)을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행 각각에서 로봇 청소기(800)가 수행하는 전진 주행 및 후진 주행의 패턴은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따라 제1 왕복 주행 및 제2 왕복 주행의 패턴은 서로 상이할 수 있다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따라 기준 궤적 사이의 왕복 주행과 기준 궤적에 따라 전진 주행 또는 후진 주행하는 과정에 기초하여 로봇 청소기(900)가 청소를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 9a 및 9b의 로봇 청소기(900)는 도 1의 로봇 청소기(100)에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따라 제어부(130)는 복수의 기준 궤적(RL1, RL2) 중 적어도 하나에 따라 직선 주행 방식으로 주행하는 과정 및 복수의 기준 궤적(RL1, RL2) 사이의 이동하는 과정을 조합하여 하나의 주행 사이클을 설정할 수 있다. 일 실시예에 따라 주행 사이클은 로봇 청소기(900)가 제1 기준 궤적(RL1)에 따라 전진하기 위해 반복 수행하는 동작의 주기인 것으로 정의될 수 있다. 따라서 주행 사이클이 개시 및 종료되는 시점에서의 로봇 청소기(900)의 제1 기준 궤적(RL1) 상에서의 위치 및 방향이 서로 동일해야하는 것은 아니다.
도 9a를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(900)는 제1 기준 궤적(RL1) 상에 위치한 상태에서 주행 사이클을 개시할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(900)는 제1 기준 궤적(RL1)에 인접하는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동(902)할 수 있다.
일 실시예에 따라 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동한 로봇 청소기(900)는 제2 기준 궤적(RL2)에 따라 직선 주행 방식(920)으로 이동할 수 있다. 도 9a를 참조하면 일 실시예에 따라 로봇 청소기(900)는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동한 후 직선 주행 방식(920)으로 후진하여 소정의 거리(910)만큼 이동할 수 있다.
도 9b를 참조하면 일 실시예에 따라 소정의 거리(910)만큼 후진한 로봇 청소기(900)는 제2 기준 궤적(RL2)에서 제1 기준 궤적(RL1)으로 이동(922)할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 기준 궤적(RL1)으로 이동(922)한 로봇 청소기(900)의 위치는 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동(902)하기 전의 위치(905)와 상이할 수 있다. 일 실시예에 따라 이러한 위치의 상이함은 제2 기준 궤적(RL2) 상에서의 로봇 청소기(900)의 주행 또는 제1 기준 궤적(RL1) 및 제2 기준 궤적(RL2) 사이의 주행 패턴 등 다양한 요인에 기초한 것일 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(900)는 직선 주행 방식으로 제1 기준 궤적(RL1)을 따라 소정의 거리(930)만큼 이동(940)할 수 있다.
일 실시예에 따라 주행 사이클의 개시 시점이 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로 이동(902)하는 시점이라면, 제어부(130)는 로봇 청소기(900)의 주행 사이클은 제1 기준 궤적(RL1)에 따라 소정의 거리(930)만큼 이동(940)함으로써 종료한 것으로 결정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 기준 궤적(RL1)에서 제2 기준 궤적(RL2)으로의 이동(902)으로부터 시작된 동작이 소정의 거리(930)만큼 이동(940)하여 종료되는 주행 사이클을 반복적으로 수행함으로써 소정의 방향으로 전진하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라 주행 사이클의 종료 시 제1 기준 궤적(RL1) 상 로봇 청소기(900)의 위치는 주행 사이클의 개시 당시의 위치(905)에 비해 소정의 거리(970)만큼 이동한 위치일 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는 주행 사이클을 반복 수행하도록 구동부(110)를 제어하여 로봇 청소기(900)가 소정의 방향으로 전진하면서 청소를 수행하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 사용자에 의한 외력을 통해 이동하는 것이 아닌 스스로 주행하는 자율 주행 기능을 위한 다양한 기능을 이용하여 청소를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(130)는, 센싱부(120)를 통해 획득되는 다양한 정보에 기초하여 추측 항법(Dead Reckoning), SLAM(Simultaneous Localization And Map-building) 등과 같은 종래의 다양한 알고리즘을 통해 맵을 생성하여 주행하는 데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 이와 같은 알고리즘 등을 수행하기 위한 별도의 센서나 프로세서를 추가적으로 구비할 수도 있다.
일 실시예에 따라 로봇 청소기(100)는 상술한 다양한 방법을 수행하기 위한 프로그램을 수록하기 위한 컴퓨터 판독 가능 기록매체 또는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기에서 설명한 본 개시에 대한 로봇 청소기(100)의 전력선 통신 방법은, 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공될 수 있다.
본 개시의 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 개시의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시는, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 또한 본 개시에서 설명된 실시예들은 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
전술한 개시 내용들은, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행을 위해 구동력을 부여하는 구동부;
    상기 로봇 청소기의 주행 상태에 대한 정보 및 상기 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나를 획득하는 센싱부; 및
    청소 영역에 대한 좌표계 상에서 복수의 기준 궤적을 결정하고, 상기 센싱부를 통해 획득된 정보에 따라 결정되는 상기 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 기준 궤적 중 상기 로봇 청소기가 주행 중인 제1 기준 궤적으로부터 상기 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 센싱부로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 제1 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지 결정하고,
    상기 제1 기준 궤적 상에 상기 장애물이 존재하면, 상기 제1 기준 궤적에 인접하는 제2 기준 궤적 상에서 주행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부는,
    상기 로봇 청소기의 가속도 정보를 획득하는 자이로스코프(gyroscope);
    상기 로봇 청소기의 이동량에 대한 정보를 획득하는 이동량 센싱부; 및
    상기 청소 영역의 장애물을 탐지하는 장애물 센싱부를 포함하는, 로봇 청소기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 청소 영역 상의 복수의 직선 궤적으로 구성되는 상기 복수의 기준 궤적을 결정하는, 로봇 청소기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 기준 궤적에 기초하여 직진, 반경 회전 및 방향 전환 중 적어도 하나의 방식으로 상기 로봇 청소기가 주행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 기준 궤적으로 상기 로봇 청소기가 진입한 것으로 결정되면 상기 제2 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지 결정하고,
    상기 제2 기준 궤적 상에 상기 장애물이 존재하지 않는 경우에는 상기 제1 기준 궤적에서 주행 중이었던 방향으로 주행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 기준 궤적 상에 상기 장애물이 존재하는 경우에는 상기 제1 기준 궤적에서 주행 중이었던 방향의 반대 방향으로 주행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 상기 제1 기준 궤적에서 상기 제2 기준 궤적으로 이동하는 패턴은 직선 및 호 중 적어도 하나의 패턴을 포함하는, 로봇 청소기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 사이에 적어도 하나의 중간 기준 궤적을 설정하고,
    상기 로봇 청소기가 상기 적어도 하나의 중간 기준 궤적을 지날 때 상기 제1 기준 궤적에서 상기 제2 기준 궤적으로 이동하는 패턴을 변경하는, 로봇 청소기.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센싱부로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 제1 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지에 따라 상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 사이를 왕복 주행을 수행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 왕복 주행 시 상기 제1 기준 궤적에서 상기 제2 기준 궤적으로 이동하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치와 상기 제2 기준 궤적에서 상기 제1 기준 궤적으로 복귀하는 과정에서의 중간 기준 궤적의 위치를 상이하게 설정하는, 로봇 청소기.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 중 적어도 하나에서의 상기 로봇 청소기의 위치 및 방향이 상기 왕복 주행 전후로 동일하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적에서의 상기 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나가 상기 왕복 주행 전후로 상이하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 왕복 주행의 수행 과정에서 상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 상에서 소정의 거리만큼 주행을 수행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 기준 궤적을 중심으로 상기 제2 기준 궤적이 위치한 곳의 반대 방향에 위치하는 제3 기준 궤적을 설정하고,
    상기 제1 기준 궤적 및 상기 제2 기준 궤적 사이의 제1 왕복 주행 후 상기 제1 기준 궤적 및 상기 제3 기준 궤적 사이의 제2 왕복 주행을 수행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 왕복 주행 후 상기 제1 기준 궤적에 따라 주행 후 상기 제2 왕복 주행을 수행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 왕복 주행 후의 상기 제1 기준 궤적 상의 상기 로봇 청소기의 위치와 상기 제2 왕복 주행 후의 상기 제2 기준 궤적 상의 상기 로봇 청소기의 위치는 동일하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 왕복 주행 및 상기 제2 왕복 주행이 완료된 후 상기 제1 기준 궤적을 따라 주행 후 상기 제1 왕복 주행 및 상기 제2 왕복 주행을 수행하도록 상기 구동부를 제어하는, 로봇 청소기.
  20. 로봇 청소기의 주행을 제어하는 방법에 있어서,
    청소 영역에 대한 좌표계 상에서 복수의 기준 궤적을 결정하는 단계;
    상기 로봇 청소기의 주행 상태에 대한 정보 및 상기 로봇 청소기의 주변 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 로봇 청소기의 위치 및 방향 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
    상기 위치 및 상기 방향 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 기준 궤적 중 상기 로봇 청소기가 주행 중인 제1 기준 궤적으로부터 상기 로봇 청소기가 이격된 정도를 보상하여 주행하는 단계를 포함하고,
    상기 주행하는 단계는:
    센싱부로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 제1 기준 궤적 상에 장애물이 존재하는지 결정하는 단계; 및
    상기 제1 기준 궤적 상에 상기 장애물이 존재하면, 상기 제1 기준 궤적에 인접하는 제2 기준 궤적 상에서 주행하는 단계를 더 포함하는, 로봇 청소기 주행 제어 방법.
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