KR20090081236A - 로봇청소기 시스템의 복귀 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇청소기 시스템의 복귀방법에 관한 것으로, 충전장치로부터 발신된 복수단계의 복귀신호를 수신하고, 상기 수신된 복수단계의 복귀신호를 우선순위에 따라 정렬하고, 상기 우선순위에 따라 정렬된 복수단계의 복귀신호를 상기 우선순위가 높은 순으로 반사파 유무를 확인하여 상기 반사파가 없다면 로봇청소기를 상기 복귀신호의 수신 위치에 따라 이동한다.

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Description

로봇청소기 시스템의 복귀 방법{Returning Method of Robot Cleaner System}

본 발명은 로봇청소기 시스템의 복귀 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇청소기와 충전장치를 구비한 로봇청소기 시스템에서 로봇청소기가 충전장치로 올바르게 복귀할 수 있도록 하는 로봇청소기 시스템의 복귀방법에 관한 것이다.

로봇청소기는 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 사용자의 조작 없이도 스스로 주행하면서, 바닥 면에 떨어지거나 혹은 쌓여 있는 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. 이와 같은 로봇청소기는 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공청소기의 구성 이외에 해당 로봇청소기를 주행시키는 주행 장치와, 청소 구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 장애물을 감지하는 복수의 감지 센서와, 전원을 공급하는 배터리 및 장치 전반을 제어하는 제어부 등으로 구성되어 있다.

이러한 구성에 따라 로봇청소기는 복수의 감지 센서를 통해 청소구역 내에 설치된 각종 장애물, 예를 들면 가구, 벽 등과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면서 청소구역을 청소한다. 이와 같이, 로봇청소기가 스스로 청소구역을 돌아다니면서 청소를 하는 도중에 제어부는 배터리 용량을 검사하여 전원의 부족 여부를 확인하는데, 전원이 부족하여 배터리를 충전해야 한다고 판단되면, 소정 위치에 마련된 충전장치와의 교신을 통하여 충전장치의 위치를 찾아서 이동한다.

그러나, 종래의 로봇청소기 시스템은 충전장치에서 발신하는 복귀신호가 장애물(벽)에 닿으면, 이 복귀신호가 반사되어 반사파를 생성시키며, 이 반사파에 의하여 로봇청소기가 충전장치로 정확히 복귀하지 못하고 다른 위치로 이동하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 로봇청소기가 충전장치로 복귀시 반사파 및 복귀신호를 분별하여 충전장치로 올바르게 복귀 되도록 하는 로봇청소기의 복귀방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 충전장치로부터 발신된 복수단계의 복귀신호를 수신하고, 상기 수신된 복수단계의 복귀신호를 우선순위에 따라 정렬하고, 상기 우선순위에 따라 정렬된 복수단계의 복귀신호를 상기 우선순위가 높은 순으로 반사파 유무를 확인하여 상기 반사파가 없다면 로봇청소기를 상기 복귀신호의 수신 위치에 따라 이동한다.

또한, 상기 반사파는 상기 로봇청소기의 중심을 기준으로 서로 대각선 방향에 위치한 수신부에서 수신한 복귀신호이다.

또한, 상기 복귀신호는 LED의 밝기 레벨이고, 상기 LED의 밝기 레벨은 제 1 시간동안 복수의 단계로 변화되며, 상기 로봇청소기는 상기 LED의 밝기 레벨에 따라 우선순위를 결정한다.

또한, 상기 LED의 밝기 레벨은 제 1 시간동안 강, 중, 약의 3단계로 변화되며, 상기 로봇청소기는 상기 강, 중, 약의 3단계 중 수신된 복귀신호 중 밝기 레벨이 약한순으로 우선순위를 높게 결정한다.

또한, 상기 로봇청소기가 수신한 복귀신호에 모두 반사파가 있다면, 로봇청소기를 이전 이동방향으로 이동한다.

그리고 본 발명은 충전장치로부터 소정 시간 간격으로 발신거리가 서로 다르게 발신된 복수의 복귀신호를 수신하고, 상기 수신된 복귀신호를 발신거리에 따라 우선순위를 정렬하고, 상기 우선순위가 높은 순서로 반사파 유무를 확인하여 반사파가 없다면 로봇청소기를 복귀신호의 수신위치에 따라 이동한다.

또한, 상기 복귀신호의 우선순위는 상기 충전장치로부터 발신거리가 짧을수록 높은 우선순위를 가진다.

또한, 상기 발신거리에 따라 우선순위가 정렬된 복귀신호에 모두 반사파가 있다면 로봇청소기를 이전 이동방향으로 이동시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 복귀신호의 우선순위에 따라 반사파 및 정상적인 복귀신호를 분별하여 로봇청소기가 충전장치로 빠른시간 내에 정확히 복귀할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 제어 블록도이고, 도 2 는 도 1 에 도시된 충전장치로부터 발신된 복귀신호의 강도에 따른 복귀신호의 도달영역을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1 에 도시된 로봇청소기의 수신부에 도달하는 복귀신호의 겹침을 나타낸 도면이며, 도 4 은 도 1 에 도시된 로봇청소기에 복귀신호가 입력시 로봇청소기의 이동방향을 정리한 도표이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇청소기 시스템은 충전장치(100) 및 로봇청소기(200)를 포함한다.

충전장치(100)의 전면에는 LED로 구성된 발신부(110)가 설치된다. 이러한 발신부(110)는 로봇청소기(200)가 복귀할 수 있도록 복귀신호를 충전장치(100) 전방의 전체 영역에 벡터 방식으로 발신한다. 발신부(110)는 이 복귀신호를 제 1 시간동안 강, 중, 약 3단계의 밝기가 다른 빛으로 시간차를 두어 발신하고, 이 복귀신호는 빛의 밝기에 따라 도 2 에 도시한 바와 같이 도달하는 영역이 틀리게 된다. 즉, 빛의 밝기가 강이면 가장 먼거리로 발신되며, 빛의 밝기가 약이면 충전장치(100)의 근방까지만 발신된다. 또한, 복귀신호는 강, 중, 약 3 단계의 빛의 밝기마다 서로 다른 코드로 발신되며, 후술할 로봇청소기는(200)의 제어부(230)는 이 코드를 분석하여 복귀신호의 강,중,약 신호를 구분한다.

이러한 벡터 방식으로 발신되는 복귀신호는 중간에 장애물(ex : 벽)이 있으면, 상기 장애물에 의하여 반사되어 반사파가 된다. 반사파가 로봇청소기(200)에 수신되면, 로봇청소기(200)는 반사파를 따라 주행을 하게 됨에 따라 충전장치(100)로 복귀하는 시간이 지연되므로 로봇청소기(200)는 반사파를 제거하는 제어를 수행 한다.

로봇청소기(200)는 수신부(210), 메모리(220), 제어부(230), 구동부(240), 흡진부(250)를 포함한다.

수신부(210)는 로봇청소기 본체에 위치하여 복귀신호를 감지하고, 로봇청소기(200)의 중심을 기준으로 90도 간격으로 설치된 제 1 내지 제 4 수신부(210a~210d)를 구비한다. 각 수신부(210a~210d)는 광센서로 이루어져 있으며, 각 수신부(210a~210d)는 복귀신호를 수신할 수 있는 각도가 대략 145도로써, 각 수신부(210a~210d)가 서로 복귀신호를 수신하는 영역의 겹침이 도 3에 도시한 바와 같이 발생한다. 이러한, 복귀신호가 서로 이웃한 두 개의 수신부(210a~210d)에 입력되어 겹침이 발생시 후술할 제어부(230)는 도 4 를 참조하여 복귀신호의 수신방향을 결정하고, 결정된 수신 방향으로 로봇청소기(200)를 이동시킨다. 이러한, 복귀신호는 벡터방식의 직진으로 발신되기 때문에 대각선으로 마주보는 수신부(210a~210d)에 복귀 신호가 모두 입력되지 않고 어느 하나의 수신부에만 복귀 신호가 입력된다. 만약, 서로 대각선으로 마주보는 수신부가 모두 복귀신호를 입력받는다면, 이 복귀 신호 중 어느 하나의 신호는 장애물에 의하여 굴절된 반사파에 해당한다.

그리고, 제 1 시간동안 상기 발신부(110)에서는 강, 중, 약 3 단계로 발신되는 발신신호는 로봇청소기(200)가 위치하는 영역에 따라 수신부(210)에서 입력받을 수 있는 신호가 변경된다. 즉, 로봇청소기(200)가 상기 강신호만이 도달하는 위치영역에 있다면 수신부(210)에 입력되는 신호는 강신호 뿐이지만, 로봇청소기(200) 가 약 신호가 도달할 수 있는 위치에 있다면 수신부(210)에 입력되는 신호는 강, 중, 약의 3 단계 신호가 모두 입력된다

메모리(220)에는 제어부(230)가 로봇청소기(200)를 제어하는데 필요한 청소공간, 주행경로, 장애물 정보 및 수신부(210)에서 입력받은 복귀신호 및 그 세기에 따른 영역 정보, 그리고 복귀신호의 세기에 따른 시그널 정보 등 여러가지 제어에 필요한 데이터들이 저장된다. 또한, 메모리(220)에는 청소를 수행하는 도중에 생성 및 취득되는 소정 데이터가 추가로 저장된다.

제어부(230)는 로봇청소기(200)를 동작시키다가 복귀조건이 감지되면 복귀모드로 전환 후, 수신부(210)로부터 입력된 복귀신호에 따라 구동부(240)를 제어하여 로봇청소기(200)를 이동시켜 충전장치(100)로 복귀하는 복귀제어를 수행한다. 로봇청소기(200)가 충전장치(100)로 복귀시 반사파에 의하여 복귀오류가 일어나기 때문에 제어부(230)는 반사파를 제거하도록 설정된다. 제어부(230)에는 복귀신호의 밝기에 따른 강, 중, 약 3 단계 신호의 우선순위가 설정되어 있으며, 약신호가 가장 우선순위가 높고 다음으로 중신호, 마지막으로 강신호 순이다. 제어부(230)는 입력받은 복귀신호의 우선순위가 높을수록 로봇청소기(100)가 충전장치(100)장치 근처에 있다고 판단되기 때문에, 제어부는 우선순위가 높은 복귀신호를 따라 로봇청소기(200)를 이동시킨다. 하지만, 수신부(210)에서 입력받은 복귀신호 중에는 반사파가 있을 수 있으므로 이 반사파를 확인하고 제거하는 작업 또한 함께 수행한다. 제어부(230)는 도 4 처럼 각 수신부(210a~210d) 중 대각선으로 마주보는 수신부에 복귀신호가 모두 입력되면 그 신호는 무시하고, 다음 우선순위에 따른 복귀신호를 분 석하여 로봇청소기(200)의 이동방향을 결정한다. 만약, 우선순위에 따른 복귀신호가 모두 반사파가 있는 경우 제어부(230)는 이전 이동방향으로 로봇청소기(200)를 이동시킨다.

구동부(240)는 제어부(220)의 제어에 따라 로봇청소기(200)가 스스로 주행하면서 회전 등의 방향 전환을 할 수 있도록 로봇청소기(200) 본체 하부에 마련된 좌우측 바퀴를 구동하는데, 이때 각 모터의 회전수를 다르게 구동하여 로봇청소기(200)를 회전시킬 수 있다.

흡입부(250)는 제어부(220)의 제어에 따라 로봇청소기(200)가 주행하는 바닥면으로부터 먼지 및 이물질 등을 흡입하는 청소작업을 수행한다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 복귀 방법을 설명하도록 한다.

로봇청소기 시스템이 작동되면, 제어부(230)는 로봇청소기(200)를 입력된 청소경로를 따라 청소작업을 수행하면서, 로봇청소기(200)의 베터리가 일정 수준까지 소모되거나 청소가 완료되어 충전장치로 복귀하는 조건에 해당하는지 판단한다(400).

400 단계에서 로봇청소기(200)가 복귀조건일 경우, 제어부(230)는 충전장치(100)의 발신부(110)에서 발신되는 강, 중, 약의 복귀신호를 제 1 시간동안 수신부(210)를 통하여 입력받는다(410).

410 단계에서 복귀신호가 입력되면, 제어부(230)는 이 복귀신호를 우선순위에 따라 정렬을 한다. 이 우선순위는 발신부(110)의 3 단계 발신신호중 약신호가 가장 높고, 그 다음은 중신호, 마지막으로 강신호 순으로 우선순위가 높다(420).

420 단계에서 복귀신호의 우선순위가 정렬되면, 제어부(230)는 우선순위가 가장 높은 복귀신호인 약신호가 정상적으로 입력되었는지 판단하기 위하여 4개의 수신부(210a~210d) 중 대각선으로 마주보는 수신부에 모두 약신호가 입력되었는지 확인한다(430).

430 단계에서 대각선으로 마주보는 수신부에 모두 약신호가 입력되면, 제어부(230)는 반사파가 입력되었다고 판단한다. 따라서, 제어부(230)는 반사파로 판정된 약신호는 제거하고 우선순위가 다음으로 높은 중신호를 따라 이동하기 위하여 중신호가 정상적으로 입력되었는지 판단하기 위하여 4개의 수신부(210a~210d) 중 대각선으로 마주보는 수신부에 모두 중신호가 입력되었는지 확인한다(440).

440 단계에서 대각선으로 마주보는 각 수신부에 모두 중신호가 입력되면, 제어부(230)는 반사파가 입력되었다고 판단한다. 따라서, 제어부(230)는 반사파로 판정된 중신호는 제거하고 우선순위가 다음으로 높은 강신호를 따라 이동하기 위하여 강신호가 정상적으로 입력되었는지 판단하기 위하여 4개의 수신부(210a~210d) 중 대각선으로 마주보는 수신부에 모두 복귀신호가 입력되었는지 확인한다(450).

450 단계에서 대각선으로 마주보는 수신부에 강신호가 모두 입력되면, 제어부(230)는 반사파가 입력되었다고 판단한다. 그리고 제어부(230)는 더 이상 입력받은 신호가 없으므로 이전 로봇청소기(200)의 이동방향으로 로봇청소기(200)를 이동시킨다(460).

한편, 430,440, 및 450 단계에서 반사파가 없다고 판단되면 제어부(230)는 도 3 을 참조하여 로봇청소기(200)를 이동시켜 충전장치(100)로 복귀시키는 작업을 수행한다(470).

460 단계 또는 470 단계에 따라 로봇청소기(200)가 이동하면서 충전장치로 복귀가 완료되면 제어부(230)는 작업을 종료하고 복귀가 완료되지 않았으면 410 단계로 리턴하여 로봇청소기(200)의 복귀작업을 계속 수행한다(480).

이상 본 발명의 일실시예어서는 발신부에서 발신되는 신호를 LED 빛의 강도에 따른 강,중, 약의 3 단계 신호로 구분하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 더 많은 빛의 강도 단계에 따라 반사파의 제거도 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 충전장치에 하나의 발신부가 장착되고, 이 발신부에 위치하는 LED에서 발신되는 빛의 도달 영역에 따라 로봇청소기가 위치하는 영역을 3영역으로 분리하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 복수의 발신부가 충전장치에 장착 가능하고, 각각의 발신부에 위치하는 LED에서 발신되는 빛의 도달 영역이 전술한 3영역 이상으로써, 로봇청소기가 위치하는 영역이 추가될 수 있음도 가능하다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 제어 블록도이다.

도 2 는 도 1 에 도시된 충전장치로부터 발신된 복귀신호의 강도에 따른 복귀신호의 도달영역을 나타낸 도면이다.

도 3 은 도 1 에 도시된 로봇청소기의 수신부에 도달하는 복귀신호의 겹침을 나타낸 도면이다.

도 4 는 도 1 에 도시된 로봇청소기에 복귀신호가 입력시 로봇청소기의 이동방향을 정리한 도표이다.

도 5 는 본 발명의 일시시예에 따른 로봇청소기 시스템에서 로봇청소기가 약신호영역에 위치시 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 충전장치 110 : 발신부

200 : 로봇청소기 210 : 수신부

220 : 메모리 230 : 제어부

Claims (8)

1. 충전장치로부터 발신된 복수단계의 복귀신호를 수신하고,

   상기 수신된 복수단계의 복귀신호를 우선순위에 따라 정렬하고,

   상기 우선순위에 따라 정렬된 복수단계의 복귀신호를 상기 우선순위가 높은 순으로 반사파 유무를 확인하여 상기 반사파가 없다면 로봇청소기를 상기 복귀신호의 수신 위치에 따라 이동시키는 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사파는 상기 로봇청소기의 중심을 기준으로 서로 대각선 방향에 위치한 수신부에서 수신한 복귀신호인 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복귀신호는 LED의 밝기 레벨이고,

   상기 LED의 밝기 레벨은 제 1 시간동안 복수의 단계로 변화되며, 상기 로봇청소기는 상기 LED의 밝기 레벨에 따라 우선순위를 결정하는 로봇청소기 시스템의 복귀방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 LED의 밝기 레벨은 제 1 시간동안 강, 중, 약의 3단계로 변화되며,

   상기 로봇청소기는 상기 강, 중, 약의 3단계 중 수신된 복귀신호 중 밝기 레벨이 약한 순으로 우선순위를 높게 결정하는 로봇청소기 시스템의 복귀방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 로봇청소기가 수신한 복귀신호에 모두 반사파가 있다면,

   로봇청소기를 이전 이동방향으로 이동시키는 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.
6. 충전장치로부터 소정 시간 간격으로 발신거리가 서로 다르게 발신된 복수의 복귀신호를 수신하고,

   상기 수신된 복귀신호를 발신거리에 따라 우선순위를 정렬하고, 상기 우선순위가 높은 순서로 반사파 유무를 확인하여 반사파가 없다면 로봇청소기를 복귀신호의 수신위치에 따라 이동시키는 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 복귀신호의 우선순위는 상기 충전장치로부터 발신거리가 짧을수록 높은 우선순위를 가지는 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 발신거리에 따라 우선순위가 정렬된 복귀신호에 모두 반사파가 있다면 로봇청소기를 이전 이동방향으로 이동시키는 로봇청소기 시스템의 복귀 방법.

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