KR102553289B1

KR102553289B1 - 청소기

Info

Publication number: KR102553289B1
Application number: KR1020170005415A
Authority: KR
Inventors: 전형신; 신동명; 박성길; 이정현; 최혁두
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2023-07-10
Also published as: KR20180083179A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기는 청소기 본체, 바닥 면의 먼지를 흡입하는 흡입 노즐, 상기 흡입 노즐로부터 전달된 먼지를 상기 청소기 본체로 전달하는 흡입 호스를 포함하고, 상기 청소기 본체는 상기 청소기 본체를 주행시키는 주행 구동부, 상기 청소기 본체 주위의 사물에 대한 영상 정보를 획득하는 깊이 센서 및 획득된 영상 정보에 기초하여, 사용자의 다리 영역과 상기 흡입 호스의 위치 관계를 파악하고, 파악된 위치 관계에 기초하여, 제1 이동 타겟 지점을 계산하고, 상기 제1 이동 타겟 지점으로 상기 청소기 본체를 주행시키도록 상기 주행 구동부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

청소기{CLEANER}

본 발명은 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람을 디텍팅하여 자동으로위치를 변경하는 청소기에 관한 발명이다.

일반적으로 청소기는 본체 내부에 장착되는 흡입 모터에 의하여 발생되는 흡입력을 이용하여, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음, 본체 내부에서 먼지를 필터링하는 장치이다.

이러한, 청소기는 수동 청소기와 자동 청소기로 구분된다. 수동 청소기는 사용자가 직접 청소기를 이동시켜, 청소를 수행하여야 하는 청소기이고, 자동 청소기는 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 청소기이다.

수동 청소기는, 흡입 노즐이 청소기 본체와는 별도로 구비되어 연장관에 의해 연결되는 캐니스터 방식과, 흡입 노즐이 본체와 결합되는 업라이트 방식으로 구별할 수 있다.

이러한, 종래의 수동 청소기는 사용자가 힘을 주어 끌어야 하므로, 손목이나 허리에 부담이 간다.

또한, 사용자가 핸들을 통해 흡입 호스와 연결된 청소기 본체를 억지로 끌어 당기면, 흡입 호스가 청소기 본체로부터 분리되는 문제가 있었다.

이러한, 문제를 해결하기 위해 청소기가 자동으로 사람을 추종하는 기술들이 개발되었다.

종래에는 초음파 센서를 이용하여, 청소기 본체와 사용자 간의 거리 및 방향만을 인식하여, 사용자를 추종하였다.

그러나, 이 경우, 청소기 본체가 추종 지점으로 최단 경로를 따라 이동하므로, 청소기 본체가 사용자와 충돌하거나, 흡입 호스가 꼬이거나, 장애물과의 충돌 위험이 있었다.

본 발명은 사용자의 다리 영역과 흡입 호스 사이의 위치 거리를 파악하여 자동으로 이동 지점을 계산하여 이동하는 청소기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 사용자와 청소기 본체의 충돌을 방지하기 위한 청소기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 청소기 본체 전면에 위치한 사용자와 장애물을 구분하고, 사용자의 움직임 궤적을 파악할 수 있는 청소기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 사용자의 이동 경로를 따라 사용자를 추종하는 중, 장애물을 회피할 수 있는 청소기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소기는 사용자의 다리 영역과 흡입 호스 사이의 위치 관계를 파악하기 위한 깊이 센서와 계산된 이동 지점으로 구동하기 위한 주행 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소기는 이동 타겟 지점 계산시 사용자와 청소기 본체의 충돌을 방지하면서 일정한 거리를 유지하기 위한 최적의 지점을 계산하는 알고리즘을 실행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소기의 깊이 센서는 청소기 본체의 상단 전면에 장착되어, 하방을 향해 광원을 조사할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소기는 사용자의 이동 경로 상에 장애물을 검출하고, 검출된 장애물을 회피하기 위해 새로운 이동 타겟 지점을 계산할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 흡입 호스와 사용자 다리 영역 사이의 위치청소관계에 따라 적절한 이동 타겟 지점을 계산하여 이동함으로써, 흡입 호스가 꼬이는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자 후방 좌측 또는 우측으로 일정 거리사용이상 떨어진 지점으로 이동 타겟 지점을 계산하여, 사용자가 청소기 본체에 충돌되는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 전면 상단에 구비된 깊이 센서의 구비로 인해, 사람과 장애물을 명확히 구분할 수 있고, 사람의 위치를 정확히 파악할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 타겟 지점 주변 영역에 장애물이 존재할 경우, 회피를 위한 새로운 타겟 이동 지점으로 자동으로 경로를 변경하므로, 장애물의 충돌이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐니스터 타입의 청소기를 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 깊이 센서의 구조 및 영상 정보를 획득하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 청소기가 사용자를 추종하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기가 사용자와 흡입호스의 위치 관계에 따라 이동 지점을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 청소기가 장애물을 회피하여 이동 지점을 선택하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 청소기가 직선 주행 및 곡선 주행을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기가 호스 꼬임 방지를 위한 자동 위치 변경 주행하는 일 예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1에 도시된 청소기(100)는 흡입 호스를 포함하는 캐니스터 타입의 청소기, 흡입 호스를 포함하지 않는 로봇 타입의 청소기에 모두 적용될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기(100)는 영상 정보 획득부(110), 장애물 감지부(130), 메모리(150), 주행 구동부(170) 및 프로세서(190)를 포함할 수 있다.

영상 정보 획득부(110)는 청소기(100) 주위의 영상에 대한 정보인 영상 정보를 획득할 수 있다.

영상 정보 획득부(110)는 깊이 센서(111) 및 RGB 센서(113) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

깊이 센서(111)는 발광부(미도시)로부터 조사된 빛이 사물에 반사되어 돌아옴을 감지할 수 있다. 깊이 센서(111)는 돌아온 빛을 감지한 시간 차이, 돌아온 빛의 양 등에 기초하여, 사물과의 거리를 측정할 수 있다.

깊이 센서(111)는 측정된 사물 간의 거리에 기초하여, 청소기(100) 주위에 대한 2차원 영상 정보 또는 3차원 영상 정보를 획득할 수 있다.

RGB 센서(113)는 청소기(100) 주위의 사물에 대한 컬러 영상 정보를 획득할 수 있다. 컬러 영상 정보는 사물의 촬영 영상일 수 있다. RGB 센서(113)는 RGB 카메라로 명명될 수 있다.

영상 정보 획득부(110)에 대해서는 자세히 후술한다.

장애물 감지부(130)는 청소기(200)의 주위에 배치된 장애물을 감지할 수 있다.

장애물 감지부(130)는 초음파 센서, 적외선 센서, 레이져 센서 및/또는 비젼 카메라 등을 포함할 수 있다. 장애물 감지부(210)는 레이져 센서에 의해 레이져가 조사된 청소 구역을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라를 포함할 수 있다.

프로세서(190)는 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 레이져 광 패턴을 추출하고, 영상에서의 상기 패턴의 위치와, 형태, 자세 등의 변화를 바탕으로 청소 구역 내의 장애물 상황과 청소 구역의 지도를 생성할 수 있다.

도 1에서 장애물 감지부(130)와 영상 정보 획득부(110)는 별개의 구성으로 설명되었으나, 이에 한정될 필요는 없다. 즉, 장애물 감지부(130)는 영상 정보 획득부(110)의 구성에 포함될 수도 있고, 청소기(100)의 구성에 포함되지 않을 수 있다. 이 경우, 영상 정보 획득부(110)가 장애물 감지를 대체한다.

메모리(150)는 다리 형상을 포함하는 복수의 사람 모델을 저장하고 있을 수 있다. 복수의 사람 모델은 2차원 또는 3차원 사람 모델일 수 있다.

주행 구동부(170)는 청소기(100)를 특정 방향으로 또는 특정 거리만큼 이동시킬 수 있다. 주행 구동부(170)는 청소기(100)의 좌륜을 구동시키는 좌륜 구동부(171) 및 우륜을 구동시키는 우륜 구동부(173)를 포함할 수 있다.

좌륜 구동부(171)는 좌륜을 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있고, 우륜 구동부(173)는 우륜을 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다.

도 1에서는 주행 구동부(170)가 좌륜 구동부(171) 및 우륜 구동부(173)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없고, 휠이 하나인 경우, 하나의 구동부만이 구비될 수도 있다.

프로세서(190)는 청소기(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.

프로세서(190)는 영상 정보 획득부(110)가 획득한 영상 정보에 기초하여, 하나 이상의 사람 후보 영역을 추출할 수 있다.

프로세서(190)는 추출된 하나 이상의 사람 후보 영역 중 사람 영역을 추출하고, 추출된 사람 영역에 기초하여, 사람의 위치 및 자세를 판단할 수 있다.

프로세서(190)는 판단된 사람의 위치 및 자세에 기초하여, 청소기(100)가 자동으로 이동할 이동 지점을 선정할 수 있다.

프로세서(190)는 선정된 이동 지점으로 청소기(100)가 이동하도록 주행 구동부(170)를 제어할 수 있다.

이에 따라, 청소기(100)는 사람과 일정 거리만큼 떨어진 지점으로, 사람을 추종할 수 있다.

프로세서(190)는 좌륜 구동부(171)와 우륜 구동부(173)의 작동을 독립적으로 제어할 수 있다. 이에 따라 청소기(100)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어 진다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐니스터 타입의 청소기를 설명하는 도면이다.

캐니스터 타입의 청소기(100-1)는 청소기 본체(10) 및 흡입 장치(20)를 포함할 수 있다.

청소기 본체(10)는 도 1에서 설명한 청소기(100)의 구성 요소들을 모두 포함할 수 있다.

청소기 본체(10)는 흡입 장치(20)에서 흡입된 공기와 먼지를 서로 분리시키는 먼지 분리부(미도시)와, 먼지 분리부에서 분리된 먼지를 저장하는 먼지통(101)을 더 포함할 수 있다.

먼지통(101)은 청소기 본체(10)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 먼지 분리부는 먼지통(101)과 별도의 물품으로 제조되거나, 먼지통(101)과 하나의 모듈을 이룰 수 있다.

흡입 장치(20)는 청소기 본체(10)와 연결되어, 청소기 본체(10)로 먼지를 포함한 공기를 안내할 수 있다.

흡입 장치(20)는 바닥 면의 먼지와 공기를 흡입하기 위한 흡입 노즐(21) 및 흡입 노즐(21)를 청소기 본체(10)에 연결시키기 위한 연결부(22, 23, 24)를 포함할 수 있다.

연결부(22, 23, 24)는 흡입 노즐(21)에 연결되는 연장관(24), 연장관(24)에 연결되는 핸들(22) 및 핸들(22)을 청소기 본체(10)에 연결시키는 흡입 호스(23)를 포함할 수 있다.

청소기 본체(10)는 영상 정보 획득부(110)를 포함할 수 있다. 영상 정보 획득부(110)는 청소기 본체(10)의 상단 전면에 배치될 수 있다.

청소기 본체(10)는 일정한 높이를 가질 수 있다. 일정한 높이는 15cm 내지 30cm 의 범위에 속할 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.

깊이 센서(111)가 청소기 본체(10)의 상단 전면에 배치된 경우, 하방으로, 광원이 조사될 수 있어, 바닥 면의 위에 놓여진 사람의 무릎 아래의 영상에 대한 정보가 정확히 추출될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 깊이 센서의 구조 및 영상 정보를 획득하는 원리를 설명하는 도면이다.

도 3 및 도 4에서 깊이 센서는 TOF(Time Of Flight) 타입의 깊이 센서임을 가정하여 설명하나, 이는 예시에 불과하다.

TOF 타입의 깊이 센서(111)는 빛을 조사하여, 반사되어 오는 시간을 측정하여, 사물과의 거리를 측정할 수 있다.

TOF 타입의 깊이 센서(111)는 반사된 빛의 양을 이용하여, 사물과의 거리를 측정할 수 있다.

TOF 타입의 깊이 센서(111)는 TOF 방식을 이용하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 실제 사물(91)에 대해 depth 이미지(93)를 포함하는 영상 정보를 출력할 수 있다.

도 4는 TOF 타입의 깊이 센서의 예를 보여준다.

TOF 타입의 깊이 센서(111)는 도 4에서와 같이, 발광부(미도시) 및 발광부로부터 나온 빛이 반사되어 오는 빛을 감지하는 복수의 셀(95)들을 포함할 수 있다.

발광부는 일정 시간 간격으로, 빛을 외부로 조사할 수 있다. 일정 시간 은 발광부의 점멸 간격을 나타낼 수 있다.

복수의 셀들 각각(95)은 제1 수신기(95a) 및 제2 수신기(95b)를 포함할 수 있다.

제1 수신기(95a)는 발광부에서 빛을 조사하는 동안, 활성화될 수 있고, 활성화된 상태에서, 반사되어 돌아오는 빛을 수신할 수 있다.

제2 수신기(95b)는 발광부에서 빛을 조사하지 않는 동안, 활성화될 수 있고, 활성화된 상태에서, 반사되어 돌아오는 빛을 수신할 수 있다.

제1 수신기(95a) 및 제2 수신기(95b) 각각이 서로 시간 차를 두고, 활성화되면, 사물과의 거리에 따라 각 수신기에 누적되는 빛의 양에 차이가 발생한다.

이러한, 빛의 양의 차이를 비교하여, 사물과의 거리가 측정될 수 있다.

TOF 타입의 깊이 센서(111)는 실제 사물(91)을 측정된 거리에 따라 도 3에 도시된 깊이 이미지(93)로 변환하여, 출력할 수 있다.

변환된 깊이 이미지(93)를 이용하여, 사람 후보 영역을 추출하는데 사용될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 청소기가 사용자를 추종하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 청소기(500)는 본체 상부(545)에 초음파 수신부를 포함할 수 있다.

또한, 청소기(500)는 핸들(540)에 초음파 발신부를 포함할 수 있다.

따라서, 사용자가 청소기(500)를 이용하여 청소를 하는 경우, 실시간으로 초음파 발신부를 초음파를 발생시킬 수 있다.

이 경우, 청소기 본체 상부(545)에 위치하는 초음파 수신부는 실시간으로 초음파를 수신할 수 있다.

청소기(500)는 초음파 발신부와 초음파 수신부를 이용하여 핸들(540)과 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리를 계산할 수 있다.

상기 계산 결과에 기초하여, 청소기(500)는 흡입 호스(510)의 길이를 조절하여 핸들(540)과 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

또한, 청소기(500)는 청소기 본체를 핸들(540) 쪽으로 이동시켜, 핸들(540)과 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

청소기(500)가 핸들(540)과 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리가 항상 일정한 범위 내에 들어오도록 제어할 수 있다.

또한, 청소기(500)는 청소기 본체 상부(545)에 TOF 타입의 깊이 센서(미도시)를 장착할 수 있다.

청소기(500)는 TOF 타입의 깊이 센서를 이용하여 depth 이미지를 획득할 수 있다.

Depth 이미지는 사용자 다리(530) 영역을 포함할 수 있다.

청소기(500)는 depth 이미지를 통해 사용자 다리(530)와 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리를 실시간으로 계산할 수 있다.

따라서, 청소기(500)는 사용자가 일정 속도 이상 빠르게 이동하거나 기 정해진 거리 이상 떨어진 경우에는 초음파 신호와 depth 이미지 중 적어도 하나를 이용하여 사용자 다리(530)와 청소기 본체 상부(545) 사이의 거리를 계산할 수 있다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기가 사용자와 흡입호스의 위치 관계에 따라 이동 지점을 결정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기는 사용자(730)와 흡입호스(710) 사이의 위치 관계를 센싱하여 본체(700)의 이동 위치를 계산할 수 있다.

예를 들어 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자(730)는 청소기의 핸들을 왼손으로 잡고 청소를 수행할 수 있다.

이 때, 청소기의 본체(700)는 핸들과 흡입 호스(710)과 연결될 수 있다.

그리고, 청소기의 본체(700)는 사용자의 뒤편에서 사용자를 추종할 수 있다.

이 경우, 흡입 노즐(720)과 핸들과 이어진 흡입 호스(710) 부분은 사용자(730)의 머리를 기준으로 좌측에 위치할 수 있고, 청소기의 본체(700)는 사용자(730)의 머리를 기준으로 우측에 위치할 수 있다.

청소기는 본체(700)에 장착된 깊이 센서를 통해 촬영된 depth 이미지를 이용하여, 사용자(730)의 머리를 기준으로 상기 흡입 노즐(720), 흡입 호스(710) 및 본체(700)의 위치 관계를 파악할 수 있다.

상기 위치 관계에 기초하여, 청소기는 본체(700)의 이동 위치를 계산할 수 있다.

도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 청소기는 본체(700)를 사용자(730)의 머리를 기준으로 수직 방향으로 제1 거리 및 수평 방향으로 제2 거리만큼 후방 좌측으로 떨어진 거리로 이동시킬 수 있다.

또한, 청소기는 본체(700)를 이동 시키는 경우에 흡입 호스(710)의 길이도 함께 조절할 수 있다.

청소기는 본체(700)가 사용자와 가까워 지는 경우 흡입 호스(710)의 길이가 더 짧아지도록 조절하고, 본체(700)가 사용자와 멀어 지는 경우 흡입 호스(710)의 길이가 더 길어지도록 조절할 수 있다.

또한 예를 들어 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자(730)는 청소기의 핸들을 오른손으로 잡고 청소를 수행할 수 있다.

이 경우, 흡입 노즐(720)과 핸들과 이어진 흡입 호스(710) 부분은 사용자(730)의 머리를 기준으로 우측에 위치할 수 있고, 청소기의 본체(700)는 사용자(730)의 머리를 기준으로 좌측에 위치할 수 있다.

도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 청소기는 본체(700)를 사용자(730)의 머리를 기준으로 수직 방향으로 제1 거리 및 수평 방향으로 제2 거리만큼 후방 우측으로 떨어진 거리로 이동시킬 수 있다.

또한 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 기존에 본체(700)가 수직 방향으로 제1 거리만큼 떨어져 있는 경우, 청소기는 본체(700)를 수평 방향으로 제2 거리만큼 우측으로 이동시킬 수 있다.

도 9를 통해 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기가 자동으로 위치 이동을 수행하는 일 예를 설명하도록 하겠다.

우선 청소기는 본체에 구비된 TOF 타입의 깊이 센서를 이용하여 depth 이미지를 획득할 수 있다(S901).

청소기는 획득한 depth 이미지에 기초하여 하나 이상의 사용자 후보 영역을 추출할 수 있다(S902).

청소기는 추출한 사용자 후보 영역에 대하여, 사람으로 판단되는 영역이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S903).

이 때 사람으로 판단되는 영역이 존재하지 않는 경우, 청소기는 해당 영역을 장애물 영역으로 인식할 수 있다.

장애물 영역으로 인식한 경우, 청소기는 장애물 영역을 회피하도록 주행 구동부를 제어할 수 있다(S904).

반대로, 사용자 영역으로 판단되는 경우, 청소기는 사용자의 머리와 다리 손 등의 영역을 획득할 수 있다(S905).

그리고, 청소기는 흡입노즐이 사용자 머리를 기준으로 우측에 위치하는 지 판단할 수 있다(S906).

또한 청소기는 흡입 호스가 사용자 머리를 기준으로 좌측에 위치하는지를 판단할 수 있다(S907, S908).

그리고, 청소기는 흡입 노즐이 사용자 머리를 기준으로 우측에 위치하고, 흡입 호스가 사용자 머리를 기준으로 우측에 위치하는 경우, 본체를 사용자 머리를 기준으로 우측 후방으로 이동시킬 수 있다(S909).

또한, 청소기는 흡입 노즐이 사용자 머리를 기준으로 우측에 위치하고, 흡입 호스가 사용자 머리를 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 본체를 사용자 머리를 기준으로 좌측 후방으로 이동시킬 수 있다(S910).

또한, 청소기는 흡입 노즐이 사용자 머리를 기준으로 좌측에 위치하고, 흡입 호스가 사용자 머리를 기준으로 우측에 위치하는 경우, 본체를 사용자 머리를 기준으로 우측 후방으로 이동시킬 수 있다(S909).

또한, 청소기는 흡입 노즐이 사용자 머리를 기준으로 좌측에 위치하고, 흡입 호스가 사용자 머리를 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 본체를 사용자 머리를 기준으로 좌측 후방으로 이동시킬 수 있다(S910).

또한 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기는 도 9의 제어 방법을 조금 더 단순화 한 도 10의 제어 방법으로 본체를 이동시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의한 청소기는 TOF 타입의 깊이 센서를 이용하여 depth 이미지를 획득할 수 있다(S1010).

청소기는 획득한 depth 이미지에 기초하여 하나 이상의 사용자 다리 영역을 추출할 수 있다(S1020).

청소기는 흡입 호스가 사용자 다리 영역의 우측에 위치하는지 판단할 수 있다(S1030).

상기 판단 결과, 흡입 호스가 사용자 다리 영역의 우측에 위치하는 경우 청소기는 본체를 사용자 머리를 기준으로 우측 후방으로 이동시킬 수 있다(S1040).

상기 판단 결과, 흡입 호스가 사용자 다리 영역의 좌측에 위치하는 경우 청소기는 본체를 사용자 머리를 기준으로 좌측 후방으로 이동시킬 수 있다(S1050).

도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 청소기가 장애물을 회피하여 이동 지점을 선택하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

청소기는 사용자(1120)와 흡입호스(1110) 사이의 위치 관계를 센싱하여 본체(1100)의 이동 위치를 계산할 수 있다.

예를 들어 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자(1120)는 청소기의 핸들을 왼손으로 잡고 청소를 수행할 수 있다.

이 때, 청소기의 본체(1100)는 핸들과 흡입 호스(1110)과 연결될 수 있다.

그리고, 청소기의 본체(1100)는 사용자의 뒤편에서 사용자를 추종할 수 있다.

이 경우, 핸들과 이어진 흡입 호스(1110) 부분은 사용자(1120)의 머리를 기준으로 좌측에 위치할 수 있고, 청소기의 본체(1100)는 사용자(1120)의 머리를 기준으로 우측에 위치할 수 있다.

청소기는 본체(1100)에 장착된 깊이 센서를 통해 촬영된 depth 이미지를 이용하여, 사용자(1120)의 머리를 기준으로 흡입 호스(1110) 및 본체(1100)의 위치 관계를 파악할 수 있다.

상기 위치 관계에 기초하여, 청소기는 본체(1100)의 이동 위치를 계산할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 청소기는 본체(1100)에 장착된 카메라를 이용하여 주변 영역을 촬영할 수 있다.

청소기는 촬영된 이미지에 기초하여 주변 영역에 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

본체(1100)의 이동 지점에 장애물이 존재하는 경우, 청소기는 상기 장애물을 회피하기 위한 2차 이동 지점을 재 계산할 수 있다.

따라서, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 청소기는 장애물을 회피하여 2차 이동 지점으로 본체(1100)을 이동시킬 수 있다.

이 때 2차 이동 지점도 사용자(1120)의 후방 좌측 방향으로의 이동일 수 있다.

도 12를 이용하여 장애물을 회피하여 2차 이동 지점을 계산하는 일 예를 자세하게 설명하도록 하겠다.

우선 청소기는 TOF 타입의 깊이 센서를 이용하여 depth 이미지를 획득할 수 있다(S1210).

청소기는 획득한 depth 이미지에 기초하여 하나 이상의 사용자 다리 영역을 추출할 수 있다(S1220).

청소기는 사용자 다리 영역의 우측에 흡입 호스가 위치하는지 판단할 수 있다(S1230).

상기 판단 결과, 사용자 다리 영역의 우측에 흡입 호스가 위치하는 경우 청소기는 사용자 후방 우측 방향의 1차 이동 지점을 계산할 수 있다(S1240).

반대로 상기 판단 결과 사용자 다리 영역의 좌측에 흡입 호스가 위치하는 경우 청소기는 사용자 후방 좌측 방향의 1차 이동 지점을 계산할 수 있다(S1250).

이후, 청소기는 1차 이동 지점 주변 영역을 촬영할 수 있다.

상기 촬영 이미지에 기초하여, 청소기는 1차 이동 지점 주변 영역에 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S1260).

상기 판단 결과 장애물이 존재하는 경우, 청소기는 장애물 회피 가능한 2차 이동 지점을 계산하여 본체를 상기 2차 이동 지점으로 이동시킬 수 있다(S1270).

반대로, 상기 판단 결과 장애물이 존재하지 않는 경우, 청소기는 기 계산된 1차 이동 지점으로 본체를 이동시킬 수 있다(S1280).

도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 청소기가 직선 주행 및 곡선 주행을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 청소기는 호스 꼬임 방지를 위한 직선 주행을 수행할 수 있다.

도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 청소기는 본체에 장착된 카메라를 이용하여 사용자의 머리를 기준으로 수직 방향의 가상 라인을 계산할 수 있다.

청소기는 가상 라인을 기준으로 본체와 핸들이 동일한 방향에 위치하는지를 판단할 수 있다.

가상 라인을 기준으로 본체와 핸들 동일한 방향에 위치하는 경우, 청소기는 본체를 이동시키지 않을 수 있다.

반대로 도 13의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 가상 라인을 기준으로 본체와 핸들이 서로 다른 방향에 위치하는 경우, 청소기는 본체를 직선 주행하여 이동 시킬 수 있다.

상기 직선 주행을 통해, 청소기의 본체와 핸들은 상기 가상 라인을 기준으로 다시 동일한 방향에 들어올 수 있다.

도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 청소기는 본체에 장착된 카메라를 이용하여 사용자의 머리를 기준으로 2개의 가상 라인을 생성하여 회전 기준 각도(1400)를 계산할 수 있다.

상기 2개의 가상 라인에 따른 회전 기준 각도(1400) 내에 본체가 위치하는 경우, 청소기는 본체에 대해 곡선 주행을 수행하지 않을 수 있다.

반면 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 본체는 2개의 가상 라인에 따른 회전 기준 각도(1400)의 범위 내에 본체가 위치하다가 기 정해진 시간 내에 회전 기준 각도(1400)의 범위 밖으로 벗어날 수 있다.

이 경우, 청소기는 본체가 다시 회전 기준 각도(1400)의 범위 내에 들어가도록 본체를 이동시킬 수 있다. 이 때, 청소기는 급격한 회전으로 인한 충격을 감소시키기 위하여 직선 주행 방식이 아닌 곡선 주행 방식을 이용하여 본체를 이동시킬 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기가 호스 꼬임 방지를 위한 자동 위치 변경 주행하는 일 예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 청소기는 TOF 타입의 깊이 센서를 이용하여 Depth 영상을 획득할 수 있다(S1501).

상기 획득한 depth 영상에 기초하여, 청소기는 사람을 인식할 수 있다(S1502).

또한, 획득한 depth 영상에 기초하여, 청소기는 흡입 노즐이 존재하는지 유무를 판단할 수 있다(S1503).

상기 판단 결과, 흡입 노즐의 존재가 확인되면 정면을 기준으로 사람과 흡입 노즐의 방향을 비교할 수 있다(S1504).

반대로 상기 판단 결과 흡입 노즐의 존재가 확인되지 않는 경우, 청소기는 흡입 호스의 끝 부분(핸들측)의 방향을 인식할 수 있다(S1505).

또한, 청소기는 센서 정면을 기준으로 사람과 흡입 호스의 끝 부분의 방향을 비교할 수 있다(S1506).

상기 방향 비교를 통해서 청소기는 흡입노즐 또는 흡입 호스와 사람 사이의 좌측 방향과 우측 방향에 대한 정보를 판단할 수 있다(S1507).

그리고 청소기는 판단된 정보에 기초하여 제1 이동 타겟 지점을 계산할 수 있다(S1508). 상기 제1 이동 타겟 지점은 사람 위치에서 후방으로 70cm, 그리고 좌측 또는 우측 50cm 떨어진 지점일 수 있다. 좌측 또는 우측의 판단은 앞서 설명한 알고리즘과 동일하므로 중복 설명은 생략하도록 하겠다.

청소기는 제1 이동 타겟 지점 영역에 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S1509).

상기 판단 결과, 장애물이 존재하는 경우에 청소기는 장애물을 회피할 수 있는 제2 이동 타겟 지점을 계산할 수 있다. 상기 제2 이동 타겟 지점은 제1 이동 타겟 지점으로부터 좌측 또는 우측으로 10cm 떨어진 지점일 수 있다.

반대로 상기 판단 결과 장애물이 존재하지 않는 경우, 청소기는 제1 이동 타겟 지점까지의 거리를 계산하고(S1511), 주행 구동부를 제어하여 본체를 이동시킬 수 있다(S1512).

상기와 같은 방식으로, 흡입노즐 또는 흡입 호스와 사람 사이의 위치 관계를 계산하여 청소기의 본체가 자동으로 이동을 수행하는 경우, 흡입 호스의 꼬임을 간단하게 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

청소기에 있어서,
청소기 본체;
바닥 면의 먼지를 흡입하는 흡입 노즐;
상기 흡입 노즐로부터 전달된 먼지를 상기 청소기 본체로 전달하는 흡입 호스를 포함하고,
상기 청소기 본체는
상기 청소기 본체를 주행시키는 주행 구동부,
상기 청소기 본체 주위의 사물에 대한 영상 정보를 획득하는 깊이 센서 및
획득된 영상 정보에 기초하여, 사용자의 다리 영역과 상기 흡입 호스의 위치 관계를 파악하고,
파악된 위치 관계에 기초하여, 제1 이동 타겟 지점을 계산하고,
상기 제1 이동 타겟 지점으로 상기 청소기 본체를 주행시키도록 상기 주행 구동부를 제어하는 프로세서를 포함하는
청소기.
제1항에 있어서,
상기 깊이 센서는
상기 청소기 본체의 상단 전면에 배치되고, 하방을 향해 광원을 조사하여, 상기 영상 정보를 획득하는
청소기.
제1항에 있어서,
상기 흡입 호스가 상기 사용자의 다리 영역 우측에 위치하는 경우,
상기 제1 이동 타겟 지점은 상기 사용자의 다리 영역으로 우측 후방에 위치하는
청소기.
제3항에 있어서,
상기 제1 이동 타겟 지점은 상기 사용자의 다리 영역으로부터 후방으로 70cm, 우측으로 50cm 떨어진 지점인
청소기.
제1항에 있어서,
상기 흡입 호스가 상기 사용자의 다리 영역 좌측에 위치하는 경우,
상기 제1 이동 타겟 지점은 상기 사용자의 다리 영역으로 좌측 후방에 위치하는
청소기.
제5항에 있어서,
상기 제1 이동 타겟 지점은 상기 사용자의 다리 영역으로부터 후방으로 70cm, 좌측으로 50cm 떨어진 지점인
청소기.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 획득된 영상 정보에 기초하여 상기 제1 이동 타겟 지점 주변에 장애물이 검출되는 경우,
상기 장애물을 회피하기 위한 제2 이동 타겟 지점을 재 계산하는
청소기.
제7항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 청소기 본체가 상기 장애물을 회피하여 상기 재 계산된 제2 이동 타겟 지점으로 이동하도록 상기 주행 구동부를 제어하고,
상기 제2 이동 타겟 지점은 상기 제1 이동 타겟 지점으로부터 10cm 떨어진 지점인
청소기.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 획득된 영상 정보에 기초하여, 상기 사용자의 머리 영역을 추출하고,
상기 사용자의 머리를 기준으로 상기 흡입 호스와 상기 청소기 본체가 반대 방향에 위치하는 경우에, 상기 제1 이동 타겟 지점을 계산하는
청소기.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 사용자가 기 정해진 시간 이내에 일정 각도 이상 회전하는 경우, 상기 청소기 본체가 상기 제1 이동 타겟 지점으로 이동시 곡선 주행하도록 상기 주행 구동부를 제어하는
청소기.