KR102459151B1 - 로봇청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 발명은 로봇청소기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방향으로 이동 가능한 휠을 구비하여 다양한 방향으로 향상된 주행능력을 가지는 로봇청소기와 로봇청소기의 주행 알고리즘에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 로봇청소기는, 몸체 유닛, 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 마련되어 장애물을 감지하는 센서, 몸체 유닛의 하부에 마련되어 몸체 유닛을 다방향으로 이동시키는 다방향 이동 휠 및 감지된 장애물을 회피하도록 로봇청소기의 주행 경로를 결정하고, 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기가 결정된 주행 경로로 이동하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇청소기 및 그 제어방법{ROBOT CLEANER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

개시된 발명은 로봇청소기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방향으로 이동 가능한 휠을 구비하여 다양한 방향으로 향상된 주행능력을 가지는 로봇청소기와 로봇청소기의 주행 알고리즘에 관한 것이다.

로봇청소기는 사용자의 조작 없이 청소 공간을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 장치이다. 즉, 로봇청소기는 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소한다.

로봇청소기는 일반적으로 사용자의 의도와 관계 없이 로봇청소기 내부적으로 계획된 경로에 따라 자동으로 청소를 한다. 로봇청소기는 청소 공간을 주행 중에 장애물을 감지하면 장애물을 회피하는 경로를 생성하고, 장애물을 회피하여 청소 공간을 주행한다.

로봇청소기가 장애물을 회피하기 위해서는 미리 설정된 주행 패턴에 따라 장애물을 회피하기 위한 동작을 반복하게 되며, 이로 인해 청소 시간이 지연되거나 로봇청소기의 배터리 소모량이 증가한다. 또한, 로봇청소기가 주행하는 공간이 좁은 경우 로봇청소기의 주행에 구속이 발생할 수 있고, 좁은 영역을 빠져 나오지 못하고 고립되는 경우도 있다.

따라서, 최근에는 로봇청소기가 다양한 방향으로 자유롭게 주행할 수 있도록 제어함으로써, 주행 중인 청소 공간에 위치하는 장애물을 효과적으로 회피하고 효율적인 청소를 수행할 수 있는 로봇청소기에 대한 필요성이 증대되고 있다.

개시된 발명은 로봇청소기에 있어서, 전방향으로 이동 가능한 휠을 구비하여 로봇청소기의 몸체를 회전하지 않고서도 다양한 방향으로 이동함으로써 장애물을 효과적으로 회피하고 좁은 영역을 효과적으로 탈출할 수 있는 것을 목적으로 하는 로봇청소기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇청소기는,

몸체 유닛, 상기 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 마련되어 장애물을 감지하는 센서, 상기 몸체 유닛의 하부에 마련되어 상기 몸체 유닛을 다방향으로 이동시키는 다방향 이동 휠 및 상기 감지된 장애물을 회피하도록 로봇청소기의 주행 경로를 결정하고, 상기 주행 경로가 결정되면 상기 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 로봇청소기가 상기 결정된 주행 경로로 이동하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 결합되는 센서 회전 모듈을 더 포함하고, 상기 센서는, 상기 센서 회전 모듈에 마련될 수 있다.

또한, 상기 센서는, 상기 감지된 장애물을 회피하는 방향으로 회전하고, 상기 제어부는, 상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 감지된 장애물의 위치정보에 기초하여, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 장애물을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 센서는, 상기 로봇청소기가 주행하여 도달하기 위한 대상체를 감지하고, 상기 대상체는, 상기 로봇청소기가 청소를 수행하기 위해 추종하는 벽(wall), 상기 로봇청소기의 배터리를 충전하는 도킹스테이션을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서는, 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 주행하는 방향으로 회전하고, 상기 제어부는, 상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 주행 경로가 결정되면, 상기 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 로봇청소기가 상기 결정된 주행 경로로 이동하여 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기는, 상기 몸체 유닛에 결합되어 이물질을 흡입하는 브러시 유닛을 더 포함하고, 상기 센서는, 상기 브러시 유닛의 일 면을 기준으로, 상기 감지된 대상체의 일 면의 각도를 감지할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 감지된 대상체의 일 면의 각도에 기초하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 감지된 대상체의 일 면과 평행한 방향으로 위치하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하여 상기 몸체 유닛을 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 몸체 유닛이 회전하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 감지된 대상체의 일 면과 평행한 방향으로 위치하면, 상기 결정된 주행 경로를 따라 상기 로봇청소기가 이동하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하고, 상기 결정된 주행 경로를 따라 상기 로봇청소기가 이동하는 동안은 상기 몸체 유닛은 회전하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다방향 이동 휠은, 상기 몸체 유닛의 하부에 마련되고, 전방향 이동, 후방향 이동, 좌우 이동, 대각선 방향 이동 및 제자리에서 회전이 가능하여 상기 몸체 유닛을 다방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 다방향 이동 휠은, 상기 몸체 유닛의 하부에 복수 개 마련되고, 상기 제어부에 의해 각각의 동작이 개별적으로 제어될 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 로봇청소기 제어방법은,

장애물을 감지하고, 상기 감지된 장애물을 회피하도록 로봇청소기의 주행 경로를 결정하고, 상기 주행 경로가 결정되면 상기 로봇청소기의 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 로봇청소기가 상기 결정된 주행 경로로 이동하도록 상기 로봇청소기의 다방향 이동 휠을 제어하는 것을 포함한다.

또한, 상기 로봇청소기의 센서가 상기 감지된 장애물을 회피하는 방향으로 회전하도록 제어하는 것을 더 포함하고, 상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 것은, 상기 감지된 장애물의 위치정보에 기초하여, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 장애물을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기가 주행하여 도달하기 위한 대상체를 감지하는 것을 더 포함하고, 상기 대상체는, 상기 로봇청소기가 청소를 수행하기 위해 추종하는 벽(wall), 상기 로봇청소기의 배터리를 충전하는 도킹스테이션을 포함할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 주행하는 방향으로 상기 센서가 회전하도록 제어하는 것을 더 포함하고, 상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기의 다방향 이동 휠을 제어하는 것은, 상기 주행 경로가 결정되면, 상기 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 로봇청소기가 상기 결정된 주행 경로로 이동하여 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어할 수 있다.

또한, 상기 몸체 유닛에 결합되어 이물질을 흡입하는 브러시 유닛의 일 면을 기준으로, 상기 감지된 대상체의 일 면의 각도를 감지하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기의 다방향 이동 휠을 제어하는 것은, 상기 감지된 대상체의 일 면의 각도에 기초하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 감지된 대상체의 일 면과 평행한 방향으로 위치하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하여 상기 몸체 유닛을 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 로봇청소기의 다방향 이동 휠을 제어하는 것은, 상기 몸체 유닛이 회전하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 감지된 대상체의 일 면과 평행한 방향으로 위치하면, 상기 결정된 주행 경로를 따라 상기 로봇청소기가 이동하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하는 것을 포함하고, 상기 결정된 주행 경로를 따라 상기 로봇청소기가 이동하는 동안은 상기 몸체 유닛은 회전하지 않는 것을 특징으로 한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기는, 회전 가능한 센서를 통해 로봇청소기의 주변에 위치하는 장애물을 감지함으로써 효과적인 주행 성능을 확보할 수 있다. 또한, 전방향으로 이동 가능한 휠을 통해 로봇청소기의 몸체를 회전시키지 않은 채로 다양한 방향으로 주행함으로써 장애물 회피 능력이 향상되고 좁은 영역에서도 움직임의 자유도가 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면을 도시한 저면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 블럭도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 센서가 로봇청소기의 주행 경로에 따라 회전하는 것을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 일 실시예에 따른 로봇청소기가 몸체 유닛의 회전 없이 장애물을 회피하여 주행하는 실시예이다.
도 9는 일 실시예에 따른 로봇청소기가 벽면을 감지하여 벽면에 도달하는 방향으로 주행하는 것을 도시한 것이다.
도 10은 일 실시예에 따른 로봇청소기가 도킹스테이션을 감지하여 도킹스테이션에 도달하는 방향으로 주행하는 것을 도시한 것이다.
도 11 내지 도 13은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 알고리즘을 도시한 순서도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 로봇청소기가 도킹스테이션에 결합되어 있는 동안 주변의 장애물을 감지하는 것을 도시한 개념도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "상부", "하부", "좌측" 및 "우측"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 사용되는 전면 및 전방은 도 1에 도시된 로봇청소기(1)를 기준으로 앞으로 보이는 전면 및 전방을 향하는 방향을 지칭하고, 후방은 로봇청소기(1)의 후방을 향하는 방향을 지칭하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면을 도시한 저면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 형태를 도시한 도면이다. 도 4는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)를 설명한다.

로봇청소기(1)는 몸체 유닛(110)과, 브러시 유닛(130)을 포함할 수 있다.

몸체 유닛(110)은 구동 장치와, 집진 장치를 내부에 수용하는 본체와, 본체의 상면을 커버하는 커버(121)를 포함할 수 있다. 몸체 유닛(110)은 브러시 유닛(130)과 결합되어 같은 방향으로 회전하거나 이동할 수 있다.

본체는 집진 장치가 수용되는 공간이 내부에 형성될 수 있다. 본체는 브러시 유닛(130)으로부터 흡입된 먼지 등 이물질을 포함한 공기를 집진 장치로 안내하는 집진 유로를 포함할 수 있다. 본체는 집진 유로를 형성하는 유로 구획부를 포함할 수 있다.

구동 장치(112)는 본체가 청소 영역을 주행할 수 있도록 마련되는 다방향 이동 휠(113)을 포함할 수 있다. 구동 장치(112)는 다방향 이동 휠(113)을 회전 구동시키는 구동원(미도시)을 포함할 수 있다.

다방향 이동 휠(113)은 본체의 저면으로부터 하측으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 다방향 이동 휠(113)은 본체의 저면의 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다방향 이동 휠(113)은 본체의 저면에 복수 개가 마련될 수 있다. 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 설명의 편의상 다방향 이동 휠(113a, 113b, 113c, 113d)이 네 개 마련된 것으로 도시되어 있으나, 다방향 이동 휠(113)의 개수 및 설치 위치에는 제약이 없으며 다양한 실시예가 존재할 수 있다.

구동 장치(112)는 복수 개의 다방향 이동 휠(113)에 각각 연결되어 회전 구동력을 발생시키는 전동모터를 포함할 수 있고, 전동모터의 회전구동력을 다방향 이동 휠(113)에 전달하는 동력 전달 부재를 포함할 수 있다. 이러한 구동 장치(112)는 복수 개의 다방향 이동 휠(113)에 각각 연결되어 다방향 이동 휠(113)을 개별적으로 전, 후륜 구동시킬 수 있고, 구동 장치(112)의 구동은 제어부(100)에 의해 제어될 수 있다.

제어부(100)는 구동 장치(112)의 작동, 정지, 회전방향 등 작동상태를 개별적으로 제어할 수 있고, 다방향 이동 휠(113)은 구동 장치(112)의 작동, 정지, 회전방향에 따라 다방향으로 방향 전환이 가능하게 되어 로봇청소기(1)가 장애물을 효과적으로 회피할 수 있음은 물론, 움직임의 자유도가 상승할 수 있다.

다방향 이동 휠(113)은 몸체 유닛(110)의 하부에 마련되고, 전방향 이동, 후방향 이동, 좌우 이동, 대각선 방향 이동 및 제자리에서 회전이 가능하여 몸체 유닛(110)을 다방향으로 이동시킬 수 있다.

집진 장치는 본체의 내부에 수용될 수 있다. 집진 장치는 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입 모터와, 흡입된 먼지를 저장하는 집진통을 포함할 수 있다. 브러시 유닛(130)에서 흡입된 이물질을 포함하는 공기는 흡입 유로를 거쳐 집진 장치로 유입될 수 있다.

커버(121)는 본체의 상면을 커버할 수 있다. 구체적으로, 커버(121)는 브러시 유닛(130)과 결합된 본체의 상면을 커버할 수 있다. 즉, 커버(121)는 브러시 유닛(130)의 상부에 결합됨에 따라 본체의 상면을 커버할 수 있다.

커버(121)는 장애물을 감지하는 센서(123)를 포함할 수 있다. 센서(123)는 구동 장치(112)의 주행 방향에 따른 전방을 감지하도록 배치될 수 있다. 센서(123)는 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)에 대해 회전 가능하도록 마련되어 로봇청소기(1)의 주행 경로 상에 위치하거나 주변에 위치하는 장애물을 정면 또는 측면에서 감지할 수 있다.

센서(123)가 마련되는 위치는 일 실시예에 불과하며 센서(123)가 마련되는 위치 또는 센서(123)의 개수에는 제한이 없다.

커버(121)는 몸체 유닛(110)에 대해 회전 가능하도록 결합되는 센서 회전 모듈(124)을 포함할 수 있다. 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)의 상단에 원형으로 마련될 수 있고 제어부(100)의 제어에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

센서(123)는 센서 회전 모듈(124)에 마련될 수 있으며, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 센서(123)도 몸체 유닛(110)에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 경로 상에서 장애물을 감지할 수 있고, 장애물이 감지되면 장애물을 회피하는 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 탐색할 수 있다. 또한, 센서(123)는 로봇청소기(1)가 주행하여 도달하기 위한 목적 대상물을 감지할 수 있고, 감지된 목적 대상물을 향하는 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 탐색할 수 있다.

즉, 센서(123)는 로봇청소기(1)가 주행 경로를 결정하여 주행을 개시하기 이전에 주행하려는 방향으로 먼저 회전하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 탐색할 수 있다.

센서(123)의 종류는 모션 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 전파 센서, 3차원 감지센서 등 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 로봇청소기(1)의 주행 경로에 위치하는 장애물과의 일정한 거리를 감지하여 장애물의 존재를 인식할 수 있다. 나아가 모션 센서는 움직이는 장애물의 동작을 인식하고, 장애물의 3차원 형상을 획득할 수 있으며, 이미지 센서 또한 장애물의 형상을 획득할 수 있다. 적외선 센서 또는 전파 센서는 적외선 또는 전파를 물체에 송신하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있으며, 복수개의 센서(123)가 마련되는 경우 1차원 상의 거리뿐 아니라, 2차원 3차원의 장애물 형상 및 위치도 감지할 수 있다. 3차원 감지센서 또한 장애물과의 거리 및 장애물의 3차원 형상을 인식할 수 있다. 1차원 상의 거리 및 형상을 인식할 수 있는 센서(123)가 복수개 마련되는 경우, 2차원 및 3차원 형상도 감지할 수 있으므로 센서(123)의 종류 및 개수에 따라 2차원, 3차원의 장애물도 감지할 수 있다. 이러한 센서(123)를 통하여 로봇청소기(1)가 주행하는 경로 상에서 장애물을 감지하고 회피하여 이동할 수 있다.

커버(121)는 집진 장치의 내부에 수집된 먼지를 확인할 수 있도록 마련된 먼지 확인부(125)를 포함할 수 있다. 먼지 확인부(125)는 커버(121)를 개방하지 않은 상태에서 집진 장치의 내부를 볼 수 있도록 투명하게 형성될 수 있다.

브러시 유닛(130)은 바닥면으로부터 먼지를 흡입하는 브러시부(131)와, 몸체 유닛(110)의 하부에 결합되는 베이스부(136)를 포함할 수 있다.

브러시부(131)는 그 내부에 회전 가능하게 장착되는 롤러(132) 및 롤러(132)의 외주면에 구비되는 브러시(133)를 포함할 수 있다. 롤러(132)가 회전함에 따라 브러시(133)는 바닥면의 이물질을 흡입 유로(131a)로 쓸어줄 수 있다.

베이스부는 로봇청소기(1)의 외측면의 하부를 형성할 수 있다. 베이스부는 내부에 본체(111)가 삽입될 수 있는 공간이 형성된 대략 원형으로 형성될 수 있다. 즉 베이스부(136)는 도넛 형상을 가질 수 있다.

베이스부(136)는 제1 유로 형성부와 함께 연결 유로를 형성하는 제2 유로 형성부를 포함할 수 있다. 제2 유로 형성부는 베이스부(136)의 내주면을 따라 연장될 수 있다.

즉, 연결 유로는 브러시 유닛(130)의 내주면과 몸체 유닛(110)의 외주면 사이에 형성되어 흡입 유로와 집진 유로를 연결하며, 몸체 유닛(110)의 둘레 방향을 따라 연장될 수 있다.

이하, 도 3을 참고하여 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)의 다방향 이동 휠(113)의 구륜 동작과 그에 따라 로봇청소기(1)가 이동하는 주행 형태를 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 다방향 이동 휠(113)이 네 개 마련된 경우에는 구체적으로 전방 우측 다방향 이동 휠(113a), 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b), 후방 우측 다방향 이동 휠(113c), 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)로 구분될 수 있다.

도 3의 ①에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 전방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 다방향 이동 휠(113) 네 개를 모두 전륜 구동 한다. 구동 장치(112)의 구동에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b)은 힘의 방향이 안쪽 45 ㅀ를 향하고 후방 우측 다방향 이동 휠(113c) 및 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 힘의 방향이 바깥쪽으로 45 ㅀ를 향하게 되어 힘의 방향을 절충시킴으로써 로봇청소기의 전방향 직진 주행이 수행될 수 있다.

도 3의 ②에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 후방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 다방향 이동 휠(113) 네 개를 모두 후륜 구동 한다. 구동 장치(112)의 구동에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b)은 힘의 방향이 바깥쪽 45 ㅀ를 향하고 후방 우측 다방향 이동 휠(113c) 및 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 힘의 방향이 안쪽으로 45 ㅀ를 향하게 되어 힘의 방향을 절충시킴으로써 로봇청소기의 후방향 직진 주행이 수행될 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 후방으로 회전하여 로봇청소기(1)가 후방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 후방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 3의 ③에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 우측 측면 방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동하고, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)을 후륜 구동한다. 구동 장치(112)의 구동에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)은 힘의 방향이 안쪽 45 ㅀ를 향하고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 힘의 방향이 바깥쪽으로 45 ㅀ를 향하게 되어 힘의 방향을 절충시킴으로써 로봇청소기의 우측 측면 방향 직진 주행이 수행될 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 우측 측면 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 우측 측면 방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 우측 측면 방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 3의 ④에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 좌측 측면 방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 후륜 구동하고, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)을 전륜 구동한다. 구동 장치(112)의 구동에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)은 힘의 방향이 바깥쪽 45 ㅀ를 향하고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 힘의 방향이 안쪽으로 45 ㅀ를 향하게 되어 힘의 방향을 절충시킴으로써 로봇청소기의 좌측 측면 방향 직진 주행이 수행될 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 좌측 측면 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 좌측 측면 방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 좌측 측면 방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 3의 ⑤에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 전방 대각선 방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)은 구동시키지 않고, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)을 전륜 구동 시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 전방 좌측 대각선 방향으로 주행할 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 전방 좌측 대각선 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 전방 좌측 대각선 방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 전방 좌측 대각선 방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 3의 ⑥에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 전방 우측 대각선 방향 직진일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 구동시키지 않고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동 시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 전방 우측 대각선 방향으로 주행할 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 전방 우측 대각선 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 전방 우측 대각선 방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 전방 우측 대각선 방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 3의 ⑦ 및 ⑧에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)의 진행 방향이 후방 대각선 방향일 경우, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)은 구동시키지 않고, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)을 전륜 구동 시킬 수 있다. 또한, 구동 장치(112)는 제어부(100)의 통제에 따라 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 구동시키지 않고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동 시킬 수 있다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 후방 우측 대각선 또는 후방 좌측 대각선으로 주행할 수 있다.

이 경우에, 센서 회전 모듈(124)은 몸체 유닛(110)에 대해 후방 우측 대각선 방향 또는 후방 좌측 대각선 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 후방 우측 대각선 방향 또는 후방 좌측 대각선 방향으로 직진하는 주행 경로를 탐색하고, 로봇청소기(1)의 후방 우측 대각선 방향 주행 또는 후방 좌측 대각선 방향 주행 중 주변에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 로봇청소기(1)의 제어와 관련된 데이터를 저장하는 저장부(90), 로봇청소기(1)의 각 구성을 제어하는 제어부(100), 로봇청소기(1)와 사용자 단말기(200) 등 외부 장치와의 통신을 통해 데이터를 송수신하는 통신부(140)를 포함할 수 있다.

저장부(90)는 로봇청소기(1)를 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 로봇청소기(1)가 주행 중에 획득한 청소 공간의 맵 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(90)는 로봇청소기(1)의 주행 경로상에서 센서(123)가 감지하는 로봇청소기(1)의 이동 제한 방향 또는 장애물을 회피하여 이동하는 경로에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(90)는 로봇청소기(1)가 센서(123)가 감지한 대상체에 도달하도록 주행하는 방향으로 결정된 주행 경로에 대한 데이터를 저장할 수 있다.

저장부(90)는 로봇청소기(1)가 주행 경로상에서 장애물을 회피하여 주행할 수 있도록 센서 회전 모듈(124)을 통해 센서(123)를 회전시키는 경우, 센서 회전 모듈(124)이 회전하는 각도에 대한 데이터를 저장할 수 있다.

저장부(90)는 후술할 제어부(100)에 포함된 메모리를 보조하는 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 전원이 차단되더라도 저장된 데이터가 소멸되지 않는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다.

이와 같은 저장부(90)는 반도체 소자에 데이터를 저장하는 반도체 소자 드라이브, 자기 디스크에 데이터를 저장하는 자기 디스크 드라이브 등을 포함할 수 있다.

통신부(140)는 로봇청소기(1)의 주변에 위치하는 장애물로 인해, 로봇청소기(1)의 주행 경로가 확보될 수 없는 경우에는 이러한 내용을 사용자 단말기(200) 등 외부 디바이스로 송신할 수 있다. 즉, 로봇청소기(1)의 주행 경로가 확보될 수 없다는 내용을 사용자 단말기(200)로 전송하여 소리 또는 화면을 통해 사용자에게 인지시킬 수 있다. 통신부(140)를 통해 로봇청소기(1)로부터 데이터를 수신하는 사용자 단말기(200)는 스마트폰, PDA 등 다양한 유무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

이러한 통신부(140)는 와이파이 통신 모듈, USB 통신 모듈 및 블루투스 통신 모듈을 포함할 수 있다.

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 동작을 총괄 제어한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)의 동작을 총괄적으로 제어하는 제어부(100)의 제어 알고리즘에 대해서는, 이하 도 5 내지 도 14를 참고하여 설명한다.

도 5는 일 실시예에 따른 센서가 로봇청소기의 주행 경로에 따라 회전하는 것을 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 일 실시예에 따른 로봇청소기가 몸체 유닛의 회전 없이 장애물을 회피하여 주행하는 실시예이다. 도 9는 일 실시예에 따른 로봇청소기가 벽면을 감지하여 벽면에 도달하는 방향으로 주행하는 것을 도시한 것이고, 도 10은 일 실시예에 따른 로봇청소기가 도킹스테이션을 감지하여 도킹스테이션에 도달하는 방향으로 주행하는 것을 도시한 것이다. 도 11 내지 도 13은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 알고리즘을 도시한 순서도이다. 도 14는 일 실시예에 따른 로봇청소기가 도킹스테이션에 결합되어 있는 동안 주변의 장애물을 감지하는 것을 도시한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 로봇청소기(1)의 주행 중에 주행 경로가 변경될 수 있고, 변경되는 주행 경로를 향해 센서(123)가 회전할 수 있다. 즉, 로봇청소기(1)가 주행 하여 ②번 위치에 도달했을 때, 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 경로를 탐색할 수 있고 제어부(100)의 통제에 따라 센서 회전 모듈(124)이 주행 경로를 향해 회전할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, ②번 위치에서 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 고정된 상태이고 센서 회전 모듈(124)의 회전에 기초하여 센서(123)는 전방 우측 대각선 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 센서(123)는 시계방향으로 회전할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 주행하는 경로가 변경되는 각도 만큼 센서(123)도 회전할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 결정할 수 있다. 즉, 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 경로를 감지하여 시계방향으로 회전할 수 있고, 기존 주행 방향과 일정한 각도를 갖도록 회전 후 정지하면 제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향 및 회전 각도에 기초하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 결정할 수 있다.

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 주행 경로 변경 전인 ②번 위치에서와 주행 경로 변경 후인 ③번 위치에서 본체 유닛(110)이 향하는 방향은 동일하다. 제어부(100)는 구동 장치(112)를 제어하여 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 구동시키지 않고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동 시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 전방 우측 대각선 방향으로 주행할 수 있다.

도 6 및 도 11을 참조하면, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행(300)하는 동안 센서(123)는 장애물(ob1)을 감지할 수 있고(310), 감지한 장애물(ob1)에 대한 데이터를 제어부(100)에 전달할 수 있다.

로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob1)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob1)을 회피하는 주행을 해야 한다.

도 5에서 전술한 바와 같이, 로봇청소기(1)가 장애물을 회피하여 주행할 수 있도록 센서(123)는 감지된 장애물(ob1)을 회피하는 방향으로 회전할 수 있다(320). 즉, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달한 경우 센서(123)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)을 회피하도록 하는 주행 경로를 감지할 수 있고, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 장애물(ob1)을 회피하는 주행 경로 방향으로 센서(123)가 회전할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, ②번 위치에서 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 고정된 상태이고 센서 회전 모듈(124)의 회전에 기초하여 센서(123)는 전방 우측 대각선 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 센서(123)는 시계방향으로 회전할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 주행하는 경로가 변경되는 각도 만큼 센서(123)도 회전할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정할 수 있다(330). 즉, 센서(123)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)을 회피하도록 주행 경로를 감지하여 시계방향으로 회전할 수 있고, 기존 주행 방향과 일정한 각도 만큼 회전 후 정지하면 제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향 및 회전 각도에 기초하여 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정할 수 있다.

제어부(100)가 로봇청소기(1)의 주행 경로를 결정하면, 센서(123)는 결정된 주행 경로 상에 위치하는 다른 장애물의 여부를 감지할 수 있다(340).

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다(350).

도 5에서와 마찬가지로, 제어부(100)는 구동 장치(112)를 제어하여 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 구동시키지 않고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동 시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 장애물(ob1)을 회피하여 전방 우측 대각선 방향으로 주행할 수 있다.

이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 주행 경로 변경 전인 ②번 위치에서와 주행 경로 변경 후인 ③번 위치에서 본체 유닛(110)이 향하는 방향은 동일하며, 센서(123)의 위치는 상이하다.

로봇청소기(1)가 장애물(ob1)을 회피하여 주행하는 동안(360), 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 경로상에 위치하는 장애물을 실시간으로 감지할 수 있고(370), 감지결과 장애물이 없는 경우에는 로봇청소기(1)가 주행을 계속할 수 있다(380). 또한, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 청소 공간 청소가 종료되었는지 여부를 판단할 수 있다(390).

도 7을 참조하면, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행(300)하는 동안 센서(123)는 장애물(ob2)을 감지할 수 있고(310), 감지한 장애물(ob2)에 대한 데이터를 제어부(100)에 전달할 수 있다.

이 경우 역시, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob2)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob2)을 회피하는 주행을 해야 한다.

도 6에서 전술한 바와 같이, 로봇청소기(1)가 장애물을 회피하여 주행할 수 있도록 센서(123)는 감지된 장애물(ob2)을 회피하는 방향으로 회전할 수 있다(320). 즉, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달한 경우 센서(123)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob2)을 회피하도록 하는 주행 경로를 감지할 수 있고, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 장애물(ob2)을 회피하는 주행 경로 방향으로 센서(123)가 회전할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, ②번 위치에서 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 고정된 상태이고 센서 회전 모듈(124)의 회전에 기초하여 센서(123)는 시계 방향으로 90˚만큼 회전할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 장애물(ob2)을 회피하여 우측으로 주행하도록 하는 경로를 결정할 수 있다(330).

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다(350).

제어부(100)는 구동 장치(112)를 제어하여 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동하고, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)을 후륜 구동시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 장애물(ob2)을 회피하여 우측 측면 방향으로 주행할 수 있다.

이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 주행 경로 변경 전인 ②번 위치에서와 주행 경로 변경 후 우측 방향으로 주행하여 도달한 ③번 위치에서 본체 유닛(110)이 향하는 방향은 동일하며, 센서(123)의 위치는 상이하다.

로봇청소기(1)가 주행하여 ③번 위치에 도달하면, 장애물(ob2)을 회피하여 주행하기 위해 제어부(100)는 다양한 주행 경로를 결정할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 센서 회전 모듈(124)의 회전에 기초하여 센서(123)는 전방 우측 대각선 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 센서(123)는 반시계 방향으로 회전할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 주행하는 경로가 변경되는 각도 만큼 센서(123)도 회전할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 장애물(ob2)을 회피하도록 하는 주행 경로(P1)를 결정할 수 있다. 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로(P1)가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로(P1)로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다.

제어부(100)는 구동 장치(112)를 제어하여, 전방 우측 다방향 이동 휠(113a) 및 이와 대각선에 마련된 후방 좌측 다방향 이동 휠(113d)은 구동시키지 않고, 전방 좌측 다방향 이동 휠(113b) 및 이와 대각선에 마련된 후방 우측 다방향 이동 휠(113c)을 전륜 구동 시킨다. 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 장애물(ob2)을 회피하여 전방 우측 대각선 방향으로 주행할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 주행 경로 변경 전인 ③번 위치에서와 주행 경로 변경 후인 ④번 위치에서 본체 유닛(110)이 향하는 방향은 동일하며, 센서(123)의 위치는 상이하다.

한편, 로봇청소기(1)는 ③번 위치에서 장애물(ob2)을 회피하기 위해 P2 경로를 따라 주행할 수 있다. 로봇청소기(1)가 ⑤번 위치에 도달하면, 센서 회전 모듈(124)의 회전에 따라 센서(123)는 반시계 방향으로 회전할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 주행하는 경로가 변경되는 각도 만큼 센서(123)도 회전할 수 있다.

즉, ⑤번 위치에서 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 고정된 상태이고 센서 회전 모듈(124)의 회전에 기초하여 센서(123)는 반시계 방향으로 90˚만큼 회전할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 몸체 유닛(110)이 향하는 전방향으로 직진하여 주행하도록 하는 경로를 결정할 수 있다.

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 구동 장치(112)를 제어하여 다방향 이동 휠(113) 네 개를 모두 전륜 구동시킬 수 있고, 이러한 구동에 따라 로봇청소기(1)는 ⑤번 위치에서 전방향으로 직진 주행할 수 있다.

제어부(100)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob2)을 회피하여 주행하는 경로를 P1 또는 P2로 결정할 수 있고, 주행 경로가 결정되면 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 다방향 이동 휠(113)을 구동하여, 결정된 주행경로로 로봇청소기(1)가 주행하도록 제어할 수 있다.

도 8을 참조하면, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행 중에 복수의 장애물에 의해 주행하던 방향으로 더 이상 진행이 불가할 수 있다. 즉, 복수의 장애물에 의해 로봇청소기(1)의 주행에 대한 구속이 발생할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행하는 동안 센서(123)는 복수 개의 장애물(ob3)을 감지할 수 있고, 감지한 장애물(ob3)에 대한 데이터를 제어부(100)에 전달할 수 있다.

로봇청소기(1)가 ①번 위치에 있는 경우, 로봇청소기(1) 주변의 장애물(ob3-1, ob3-2)로 인해 주행 방향으로 계속해서 주행할 수 없다. 따라서, 로봇청소기(1)는 장애물(ob3)을 회피해야 한다. 센서(123)는 로봇청소기(1) 주변에 위치하는 복수의 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 감지할 수 있고, 제어부(100)는 감지된 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)의 위치 정보에 기초하여, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 채로 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 회피할 수 있는 주행 경로를 결정할 수 있다.

로봇청소기(1)가 ①번 위치에 있을 때, 센서(123)는 감지된 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 회피하여 주행하는 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 센서(123)는 시계 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)의 좌측 측면 방향(P4 방향)으로 향할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 복수의 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 회피하여 주행하도록 하는 경로를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 복수의 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)의 위치 정보에 기초하여 로봇청소기(1)의 이동 경로를 결정할 수 있다.

제어부(100)는 로봇청소기(1)의 주행 경로가 결정되면 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 채로 로봇청소기(1)가 결정된 주행 경로로 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다.

제어부(100)는 구동 장치(112)를 통해 다방향 이동 휠(113)을 제어하여, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 P3 방향으로 이동하여 ②번 위치에 도달한 후 ②번 위치에서 P4 방향으로 이동하여 ③번 위치에 도달하게 함으로써 복수의 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 회피하도록 할 수 있다.

이 때, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 ②번 위치를 거쳐 ③번 위치로 주행하는 동안 본체 유닛(110)이 향하는 방향은 동일하다. 즉, 제어부(100)는 센서(123)가 감지한 복수의 장애물(ob3)의 위치 정보에 기초하여, 몸체 유닛(110)의 회전 없이 다방향 이동 휠(113)의 제어를 통해 로봇청소기(1)가 복수의 장애물(ob3-1, ob3-2, ob3-3, ob3-4)을 회피하도록 제어할 수 있다.

도 9및 도 12를 참조하면, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행(400)하는 동안 센서(123)는 로봇청소기(1)가 주행하여 도달하기 위한 대상체를 감지할 수 있다. 센서(123)가 감지하는 대상체는 로봇청소기(1)가 청소를 수행하기 위해 추종(following)하는 벽(wall) 또는 로봇청소기(1)의 배터리를 충전하는 도킹스테이션을 포함할 수 있다.

도 9에서는 센서(123)가 감지하는 대상체가 벽인 경우를 예로 들어 설명한다.

로봇청소기(1)가 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행하는 동안 센서(123)는 로봇청소기(1)가 도달하여 청소를 수행하기 위한 벽(W)을 감지할 수 있다(410).

센서(123)가 벽(W)을 감지하면, 제어부(100)는 센서(123)가 감지한 벽(W)에 로봇청소기(1)가 도달하기 위한 주행 방향으로 센서(123)를 회전시킬 수 있다(420). 즉, 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 중에 ②번 위치에서 로봇청소기(1)가 도달하기 위한 벽(W)을 감지할 수 있고, 센서 회전 모듈(124)을 통해 반시계 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 벽(W)을 향해 주행하는 방향으로 향할 수 있다.

또한, 센서(123)는 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)을 기준으로, 감지된 벽(W)의 각도를 감지할 수 있다(430). 제어부(100)는 센서(123)가 감지한 벽(W)의 각도에 기초하여 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)이 벽(W)의 일 면과 평행한 방향으로 위치하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어하여 몸체 유닛(110)을 회전시킬 수 있다(440).

도 9에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)는 ②번 위치에서 몸체 유닛(110)을 회전시켜 ③번 위치에서처럼 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)이 벽(W)의 일 면과 평행한 방향으로 위치하도록 할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 벽면(W)에 도달하도록 로봇청소기(1)의 주행 경로를 결정할 수 있다(450). ③번 위치에서는 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)의 일 면이 벽면(W)의 일 면과 평행한 방향으로 위치하므로 제어부(100)는 결정된 주행 경로를 따라 로봇청소기(1)가 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다.

즉, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 채로 다방향 이동 휠(113)의 제어를 통해 결정된 주행 경로로 이동하여 벽(W)에 도달하도록 할 수 있다(460).

제어부(100)는 도 3에서 전술한 바와 같이, 다방향 이동 휠(113)을 제어하여 로봇청소기(1)가 센서(123)가 향하는 주행 경로를 따라 전방 우측 대각선 방향으로 주행하도록 할 수 있다. 로봇청소기(1)는 결정된 주행 경로를 따라 벽(W)에 도달하는 동안 다방향 이동 휠(113)에 의해 대각선 방향으로 주행할 수 있고, 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 주행할 수 있다(470).

제어부(100)는 로봇청소기(1)가 벽(W)에 도달했는지 판단할 수 있고(480), 판단 결과 벽(W)에 도달했으면 로봇청소기(1)가 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.

도 10 및 도 13을 참조하면, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행(400)하는 동안 센서(123)는 로봇청소기(1)의 배터리를 충전하는 도킹스테이션(250)을 감지할 수 있다. 로봇청소기(1)는 도킹스테이션(250)에서 발신하는 도킹 신호 또는 도킹 유도 신호를 수신할 수 있고, 수신한 도킹 신호를 따라 도킹스테이션(250)의 도킹 위치로 이동하여 도킹할 수 있다.

로봇청소기(1)가 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행하는 동안(500) 센서(123)는 로봇청소기(1)가 도달하여 도킹하기 위한 도킹스테이션(250)을 감지할 수 있다(510).

센서(123)가 도킹스테이션(250)을 감지하면, 제어부(100)는 센서(123)가 감지한 도킹스테이션(250)에 로봇청소기(1)가 도달하기 위한 주행 방향으로 센서(123)를 회전시킬 수 있다(520). 즉, 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 중에 ②번 위치에서 로봇청소기(1)가 도달하기 위한 도킹스테이션(250)을 감지할 수 있고, 센서 회전 모듈(124)을 통해 반시계 방향으로 회전하여 로봇청소기(1)가 도킹스테이션(250)을 향해 주행하는 방향으로 향할 수 있다.

또한, 센서(123)는 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)을 기준으로, 감지된 도킹스테이션(250)의 일 면(d1)의 각도를 감지할 수 있다(530). 제어부(100)는 센서(123)가 감지한 도킹스테이션(250)의 일 면(d1)의 각도에 기초하여 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)이 도킹스테이션(250)의 일 면(d1)과 평행한 방향으로 위치하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어하여 몸체 유닛(110)을 회전시킬 수 있다(540).

도 10에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)는 ②번 위치에서 몸체 유닛(110)을 회전시켜 ③번 위치에서처럼 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)이 도킹스테이션(250)의 일 면(d1)과 평행한 방향으로 위치하도록 할 수 있다.

제어부(100)는 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)가 도킹스테이션(250)에 도달하도록 로봇청소기(1)의 주행 경로를 결정할 수 있다(550). ③번 위치에서는 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)의 일 면(B1)이 도킹스테이션(250)의 일 면(d1)과 평행한 방향으로 위치하므로 제어부(100)는 결정된 주행 경로를 따라 로봇청소기(1)가 이동하도록 다방향 이동 휠(113)을 제어할 수 있다.

즉, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 채로 다방향 이동 휠(113)의 제어를 통해 결정된 주행 경로로 이동하여 도킹스테이션(250)에 도달하도록 할 수 있다(560).

제어부(100)는 도 3에서 전술한 바와 같이, 다방향 이동 휠(113)을 제어하여 로봇청소기(1)가 센서(123)가 향하는 주행 경로를 따라 전방 우측 대각선 방향으로 주행하도록 할 수 있다. 로봇청소기(1)는 결정된 주행 경로를 따라 도킹스테이션(250)에 도달하는 동안 다방향 이동 휠(113)에 의해 대각선 방향으로 주행할 수 있고, 몸체 유닛(110)은 회전하지 않은 상태로 로봇청소기(1)가 주행할 수 있다(570).

제어부(100)는 로봇청소기(1)가 도킹스테이션(250)에 도달했는지 판단할 수 있고(580), 판단 결과 도킹스테이션(250)에 도달했으면 로봇청소기(1)가 도킹하여 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다.

도 14를 참조하면, 로봇청소기(1)가 도킹스테이션(250)에 도킹하여 배터리 충전을 진행하는 경우, 로봇청소기(1)에 마련된 센서(123)는 주변의 장애물을 감지할 수 있다.

즉, 센서 회전 모듈(124)을 통해 센서(123)가 회전함으로써 로봇청소기 주변에 위치하는 장애물들을 감지하면, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물 감지 결과를 통신부(14)를 통해 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)는 도킹스테이션(250)에 도킹 되어 있는 상태에서, 센서 회전 모듈(124)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전함으로써 센서 회전 모듈(124)에 마련된 센서(123)가 주변에 위치하는 장애물들(ob4, ob5, ob6)을 감지할 수 있다.

즉, 센서(123)가 장애물(ob4, ob5)을 감지하여 장애물(ob4, ob5)의 위치 정보를 제어부(100)로 전달하면, 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 충전 완료 후 도킹스테이션(250)에서 분리되어 ①번 경로로 주행할 수 없음을 판단할 수 있다.

또한, 센서(123)가 장애물(ob5, ob6)을 감지하여 장애물(ob5, ob6)의 위치 정보를 제어부(100)로 전달하면, 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 충전 완료 후 도킹스테이션(250)에서 분리되어 ②번 경로로 주행할 수 있는지 판단할 수 있다.

즉, 제어부(100)는 센서(123)가 회전하여 감지한 장애물(ob5, ob6)의 위치 정보 및 센서(123)의 회전 방향에 기초하여 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)이 회전하지 않은 상태로 장애물(ob5, ob6)을 회피하여 ②번 경로로 주행할 수 있는 주행 경로를 결정할 수 있다.

한편, 센서(123)가 로봇청소기(1) 주변에 위치하는 장애물을 감지하여 제어부(100)에 전달한 결과, 제어부(100)가 로봇청소기(1)의 충전 완료 후 감지된 장애물을 회피하여 주행할 수 있는 경로가 확보되지 않는다고 판단한 경우에는, 제어부(100)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말기(200)로 경고 신호를 송출할 수 있다.

제어부(100)는 현재 도킹스테이션(250)에 도킹되어 충전 중인 로봇청소기(1)의 주변에 장애물이 위치하므로 로봇청소기(1)가 충전 완료된 후에 로봇청소기(1)의 주행 경로가 확보될 수 없음을 나타내는 경고 신호를 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 사용자는 사용자 단말기(200)를 통해, 로봇청소기(1)의 현재 주행 상태 또는 주행 불가 상태를 소리 또는 메시지로 확인할 수 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

1: 로봇청소기
90 : 저장부
100 : 제어부
110 : 몸체 유닛
112 : 구동 장치
113 : 다방향 이동 휠
123 : 센서
124 : 센서 회전 모듈
130 : 브러시 유닛
140 : 통신부

Claims (21)

1. 몸체 유닛;
   상기 몸체 유닛의 외주면에 결합되어 이물질을 흡입하는 브러시 유닛;
   상기 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 마련되어 장애물을 감지하고, 로봇청소기가 도달할 대상체 및 상기 대상체의 일 면을 감지하는 센서;
   상기 몸체 유닛의 하부에 마련되어 상기 몸체 유닛을 다방향으로 이동시키는 다방향 이동 휠; 및
   상기 감지된 장애물을 회피하도록 로봇청소기의 주행 경로를 결정하고, 상기 주행 경로가 결정되면 상기 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 로봇청소기가 상기 결정된 주행 경로로 이동하도록 상기 다방향 이동 휠을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 브러시 유닛의 일 면에 대한 상기 대상체의 일 면의 각도를 결정하고,
   상기 결정된 각도에 기초하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 대상체의 일 면과 평행한 방향에 위치하도록 상기 몸체 유닛을 회전시키기 위해 다방향 이동 휠을 제어하고,
   상기 몸체 유닛이 회전한 후 로봇청소기가 상기 주행 경로를 따라 상기 감지된 대상체를 향해 이동하도록 다방향 이동 휠을 제어하고,
   상기 몸체 유닛과 브러시 유닛의 일 면은 로봇청소기가 상기 주행 경로를 따라 이동하는 동안 상기 대상체의 일 면에 대해 고정된 상태로 유지되는 로봇청소기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 결합되는 센서 회전 모듈;을 더 포함하고,
   상기 센서는, 상기 센서 회전 모듈에 마련되는 로봇청소기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 센서는,
   상기 감지된 장애물을 회피하는 방향으로 회전하고,
   상기 제어부는,
   상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 로봇청소기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 감지된 장애물의 위치정보에 기초하여, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 장애물을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정하는 로봇청소기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 대상체는, 상기 로봇청소기가 청소를 수행하기 위해 추종하는 벽(wall), 상기 로봇청소기의 배터리를 충전하는 도킹스테이션을 포함하는 로봇청소기.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 센서는,
   상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 주행하는 방향으로 회전하고,
   상기 제어부는,
   상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 로봇청소기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,
    상기 다방향 이동 휠은,
    상기 몸체 유닛의 하부에 마련되고, 전방향 이동, 후방향 이동, 좌우 이동, 대각선 방향 이동 및 제자리에서 회전이 가능하여 상기 몸체 유닛을 다방향으로 이동시키는 로봇청소기.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 다방향 이동 휠은,
    상기 몸체 유닛의 하부에 복수 개 마련되고, 상기 제어부에 의해 각각의 동작이 개별적으로 제어되는 로봇청소기.
13. 몸체 유닛에 대해 회전 가능하도록 마련되는 센서를 이용하여 장애물, 로봇청소기가 도달할 대상체 및 상기 대상체의 일 면을 감지하고;
    상기 몸체 유닛의 외주면에 결합되는 브러시 유닛의 일 면에 대한 상기 대상체의 일 면의 각도를 결정하고;
    상기 감지된 장애물을 회피하도록 로봇청소기의 주행 경로를 결정하고;
    상기 결정된 각도에 기초하여 상기 브러시 유닛의 일 면이 상기 감지된 대상체의 일 면과 평행한 방향에 위치하도록 상기 몸체 유닛을 회전시키기 위해 다방향 이동 휠을 제어하고;
    상기 몸체 유닛이 회전한 후 로봇청소기가 상기 주행 경로를 따라 상기 감지된 대상체를 향해 이동하도록 다방향 이동 휠을 제어하고;
    상기 몸체 유닛과 브러시 유닛의 일 면은 로봇청소기가 상기 주행 경로를 따라 이동하는 동안 상기 대상체의 일 면에 대해 고정된 상태로 유지되는 로봇청소기 제어방법.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 센서가 상기 감지된 장애물을 회피하는 방향으로 회전하도록 제어하는 것;을 더 포함하고,
    상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 로봇청소기 제어방법.
15. 제 13항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 것은,
    상기 감지된 장애물의 위치정보에 기초하여, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛은 회전하지 않은 상태로 상기 장애물을 회피하도록 하는 주행 경로를 결정하는 로봇청소기 제어방법.
16. 제 13항에 있어서,
    상기 대상체는, 상기 로봇청소기가 청소를 수행하기 위해 추종하는 벽(wall), 상기 로봇청소기의 배터리를 충전하는 도킹스테이션을 포함하는 로봇청소기 제어방법.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 주행하는 방향으로 상기 센서가 회전하도록 제어하는 것;을 더 포함하고,
    상기 센서의 회전 방향에 기초하여 상기 로봇청소기가 상기 감지된 대상체에 도달하도록 상기 로봇청소기의 주행 경로를 결정하는 로봇청소기 제어방법.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제

Images