KR20090099324A - 로봇 청소기 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 진행 방향을 랜덤하게 제어하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은, 로봇 청소기가 장애물과 충돌한 경우, 1차로 일정 각도로 회전시킨 상태에서 후퇴시킨 후 2차로 또 다른 각도로 회전시킬 수 있는, 로봇 청소기 제어 방법을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명은, 모터에 의해 전후진 또는 회전되는 로봇 청소기에 적용되는 로봇 청소기 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 청소기의 제어부가 청소 시작 요청 정보에 따라 청소 기능을 수행하는 단계; 상기 로봇 청소기의 범퍼센서로부터 충돌 감지신호가 수신된 경우, 상기 제어부가 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계; 상기 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 모터를 구동하여 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계; 상기 로봇 청소기가 후진된 상태에서, 상기 제어부가 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계; 및 상기 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 로봇 청소기의 청소 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
로봇 청소기, 후진, 회전

Description

로봇 청소기 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING A ROBOT CLEANER}
본 발명은 로봇 청소기를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 로봇 청소기의 진행 방향을 랜덤하게 제어하는 방법에 관한 것이다.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇은 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 응용 예로는 로봇 청소기를 들 수 있다.
일반적으로 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이 일정 범위의 작업영역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지, 이물질을 흡입하는 청소작업을 수행하는 장치를 말한다. 로봇 청소기는 센서 및 카메라를 통해, 집안이나 사무실과 같은 작업영역 내에 설치된 가구, 사무용품, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판 별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면서 지시된 작업을 수행한다.
한편, 로봇 청소기의 다양한 기능들 중 청소 영역 효율을 증대시키는 방법이 중요한 문제로서 대두되고 있다.
이러한 청소 영역 효율을 증대시키는 방법의 하나로서, 종래의 일반적인 로봇 청소기들은 기초적인 충돌감지 센서만을 사용하여, 랜덤(Random)하게 이동하는 방법을 이용하고 있다.
그러나, 종래의 랜덤 방법은 단순히 로봇 청소기의 회전 각도만을 변경시키고 있기 때문에 랜덤화를 통한 청소 영역의 효율이 높지 않다는 문제점이 있다. 예를 들어, 장애물에 부딪혀 밀려나온 로봇 청소기가 단순히 그 각도만이 변경된 상태로 이동된다면 장애물과 다시 부딪힐 확률이 많게 된다는 문제점이 있다. 또한, 장애물과 다시 부딪히지 않는다고 하더라도, 최초의 방향으로부터 각도가 크게 변경되지 않은 상태로 로봇 청소기가 이동한다면 일정한 방향을 향해 지속적으로 로봇 청소기가 이동됨으로써, 청소 영역의 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 문제점을 해결하기 위해 로봇 청소기의 회전 각도가 크게 변경된다면, 청소가 되지 않는 영역이 많아지게 됨으로써, 청소 영역의 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로봇 청소기가 장애물과 충돌한 경우, 1차로 일정 각도로 회전시킨 상태에서 후퇴시킨 후 2차로 또 다른 각도로 회전시킬 수 있는, 로봇 청소기 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터에 의해 전후진 또는 회전되는 로봇 청소기에 적용되는 로봇 청소기 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 청소기의 제어부가 청소 시작 요청 정보에 따라 청소 기능을 수행하는 단계; 상기 로봇 청소기의 범퍼센서로부터 충돌 감지신호가 수신된 경우, 상기 제어부가 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계; 상기 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 모터를 구동하여 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계; 상기 로봇 청소기가 후진된 상태에서, 상기 제어부가 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계; 및 상기 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 로봇 청소기의 청소 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명은 2차례에 걸친 회전과 후진을 통해 로봇 청소기의 위치를 보다 랜덤하게 변경시킴으로써, 로봇 청소기의 청소 영역 효울을 증대시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 로봇 청소기의 외관을 나타낸 사시도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 분해 사시도이다.
본 발명이 적용되는 로봇 청소기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 본체 하우징(110), 본체 하우징의 전면과 측면에 구비되어 외부 장애물과의 충격을 완충하기 위한 범퍼(120), 본체 하우징을 전후좌우로 주행시키기 위한 구동부(140), 범퍼와 접촉되는 본체 하우징의 일면에 부착되어 범퍼의 충돌여부를 감지하기 위한 범퍼센서(130), 피청소면의 오물을 본체 하우징 내부로 포집하기 위한 흡진부(180) 및 범퍼센서로부터 전송된 감지정보에 따라 구동부와 흡진부를 구동하여 로봇 청소기의 기능을 제어하기 위한 제어부(170)를 포함하여 구성되어 있다. 한편, 본체 하우징의 전후좌우에는, 장애물 등을 감지하기 위해, 미도시된 적외선 센서 등이 더 구비될 수도 있으며, 이러한 센서들은 로봇 청소기가 장애물에 부딪히지 않고 이동하면서 청소를 할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
본체 하우징(110)은 로봇 청소기의 각 구성요소들을 실장하기 위한 것으로서, 본체 하우징의 상부면에는 사용자가 청소의 설정을 조작할 수 있도록 조작부(111)가 형성되어 있다. 즉, 사용자는 조작부를 통해 청소시간, 청소방법 등을 조작할 수 있다. 또한, 조작부에는 로봇 청소기의 조작상태와 운영정보를 사용자에게 알려주기 위한 디스플레이창이 구비될 수도 있다. 한편, 본체 하우징에는 안테 나가 구비되어 있어서, 사용자는 원격에서도 리모컨을 이용하여 로봇 청소기를 제어할 수 있다.
범퍼(120)는 본체 하우징의 전방과 측면에 형성되어, 본체 하우징이 외부의 장애물과 충돌한 경우에, 충격을 흡수함으로써, 본체 하우징 내부의 구성요소들을 외부의 충격으로부터 보호해주는 기능을 수행한다. 또한, 외부 장애물과 범퍼가 충돌되는 정보는 범퍼 안쪽에 구비된 범퍼센서를 통해 제어부로 전송된다.
범퍼센서(130)는 본체 하우징 중 범퍼와 인접하는 면에 구비된 것으로서, 외부 장애물과 충돌하여 수축되는 범퍼와 접촉된 경우에 감지신호를 제어부로 전송함으로써, 범퍼가 외부 장애물에 충돌되었음을 제어부에게 알려주는 기능을 수행한다. 이러한 범퍼센서의 구조는 공지기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
구동부(140)는 로봇 청소기가 직선 및 회전 이동하도록 로봇청소기의 양측에 설치된 구동바퀴 및 상기 구동바퀴를 구동하기 위한 모터를 포함하여 구성된다. 한편, 모터는 제어부의 제어에 따라 구동된다. 즉, 본체 하우징의 좌우측 하단에는 모터에 의해 회전되는 구동바퀴가 각각 형성되어 있으며, 모터의 회전 속도 및 방향에 따라 로봇 청소기가 전후좌우로 이동할 수 있다.
흡진부(180)는 피청소면의 오물을 포집하기 위해 본체 하우징에 설치되는 것으로서, 오물을 쓸어모으는 브러쉬(미도시)를 회전시키기 위한 브러쉬 모터(미도시)와, 브러쉬에 의해 모아진 오물을 본체 하우징 내부로 흡입하기 위한 흡입모터가 형성되어 있는 흡입구 및 본체 하우징 내부로 흡입된 오물을 집진하기 위한 집진부를 포함하여 구성된다.
제어부(170)는 구동부와 흡진부를 구동하여 로봇 청소기가 청소를 수행할 수 있도록 하는 한편, 범퍼센서로부터 전송된 감지신호를 종합하여 구동부를 구동함으로써, 로봇 청소기가 최적의 주행패턴으로 이동하면서 청소를 할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 일실시예 내부 구성도이다.
본 발명이 적용되는 로봇 청소기의 내부 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 각종 정보를 입력받는 입력부(111a), 로봇 청소기의 구동에 필요한 각종 정보를 저장하고 있는 저장부(190), 로봇 청소기가 직선이동 또는 회전할 수 있도록 하기 위한 구동부(140), 피청소면의 오물을 포집하기 위한 흡진부(180), 상기 구성요소들의 기능을 제어하기 위한 제어부(170), 범퍼가 외부 장애물과 충돌된 정보를 제어부로 전송하기 위한 범퍼센서(130) 및 제어부의 제어에 따라 로봇 청소기의 상태 정보를 출력하기 위한 출력부(111b)를 포함하고 있다. 한편, 본 발명이 적용되는 로봇 청소기는, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하고 있으며, 범퍼센서 외에도 상기한 바와 같이 로봇 청소기의 진행 중에 있는 각종 장애물들에 대한 정보를 수집하여 제어부로 전송하기 위한 각종 센서들을 더 포함할 수 있다.
입력부(111a)는 로봇 청소기의 동작에 필요한 각종 정보를 입력받기 위한 것으로서, 로봇 청소기 자체에 구비되어 있는 각종 버튼이 될 수도 있으며, 로봇 청소기와 무선을 통해 통신을 주고 받는 리모콘(미도시)이 될 수도 있다. 즉, 사용자는 로봇 청소기의 본체 하우징에 구비되어 있는 버튼 또는 리모콘과 같은 입력부를 이용하여 로봇 청소기를 제어할 수 있다. 이러한 입력부는 상기한 바와 같은 본체 하우징의 상부면에 구성되어 있는 조작부(111)의 구성요소가 될 수 있다.
출력부(111b)는 제어부의 제어에 따라 로봇 청소기의 각종 상태 정보를 출력하는 것으로서, 입력부와 마찬가지로 조작부(111)의 구성요소가 될 수 있다.
저장부(190)는 로봇 청소기의 기능에 필요한 각종 프로그램 등을 저장하는 기능을 수행한다.
상기 구성요소들 외에, 제어부, 구동부 및 흡진부의 기능은 도 2 및 도1에 대한 설명에서 언급된 바와 같으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
상기한 바와 같은 구성요소들을 포함하는 청소 로봇의 구동은 사용자에 의해 직접 제어될 수도 있으나, 일반적으로는 기설정되어 있는 프로세스에 의해 동작된다. 즉, 사용자는 리모콘을 통해 로봇 청소기의 동작을 일일이 제어할 수 있으나, 일반적으로는, 리모콘 또는 조작부를 통해 셋팅된 프로세스에 의해 로봇 청소기가 자체적으로 움직이면서 청소를 수행하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 로봇 청소기 제어 방법은, 로봇 청소기가 장애물에 부딪힌 경우에 로봇 청소기의 회전 각도를 2차례에 걸쳐 랜덤하게 변경함으로써, 청소 영역 효율을 극대화시키기 위한 것으로서, 이하에서는 본 발명에 따른 로봇 청소기 제어 방법이 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇 청소기 제어 방법의 일실시예 흐름도이다.
먼저, 사용자는 입력부를 통해 로봇 청소기로 청소 시작 정보를 전송한다. 즉, 사용자는 로봇 청소기의 입력부 자체에 구비되어 있는 버튼 또는 리모컨에 구 비된 버튼을 이용하여 청소 시작 메뉴를 선택하게 되며, 제어부는 상기 청소 시작 정보의 수신을 확인한다(402).
상기 청소 시작 정보를 수신한 제어부가 구동부, 흡진부 등의 모터를 구동시킴으로써, 로봇 청소기의 청소 기능이 수행된다(404). 즉, 구동부 및 흡진부는 각종 모터로 구성되어 있어서, 로봇 청소기의 이동 및 먼지 흡입 기능을 수행하게 된다. 한편, 범퍼센서 외에 적외선 센서 등이 별도로 구비되어 있는 경우, 적외선 센서 등은 로봇 청소기의 이동 경로 상에 있는 장애물 등에 대한 감지신호를 제어부로 전송하며, 제어부는 상기 감지신호에 따라 상기 구동부를 제어함으로써, 로봇 청소기가 장애물에 부딪히지 않고 이동하면서 청소 기능을 수행하도록 한다.
한편, 제어부는 청소 기능 수행시, 범퍼센서로부터 충돌 감지신호를 전송받게 된다(406). 즉, 상기한 바와 같은 적외선 센서 등이 구비되어 있지 않은 경우뿐만 아니라, 구비되어 있는 경우에도, 로봇 청소기는 이동 중에 장애물과 충돌할 수 있으며, 이 경우에 범퍼센서로부터 충돌 감지신호가 제어부로 전송된다.
제어부는 상기 과정에 따라 충돌 감지신호가 수신된 경우, 구동부를 구동하여 로봇 청소기를 1차 랜덤(Random) 각도로 회전시키게 된다(408). 1차 랜덤 각도는 30°~ 50°의 범위에서 랜덤하게 산출될 수 있다. 한편, 상기와 같이 1차 랜덤 각도로 로봇 청소기를 회전시키기에 앞서, 제어부는 기 설정된 거리만큼 로봇 청소기를 후진 시킬 수도 있다. 즉, 로봇 청소기가 장애물과 충돌한 경우, 제어부는 그 자리에서 1차 랜덤 각도로 로봇 청소기를 회전시킬 수도 있으며, 우선 일정 거리만큼 로봇 청소기를 후진 시킨 상태에서 1차 랜덤 각도로 로봇 청소기를 회전시킬 수 도 있다. 이때, 제어부는 상기한 바와 같이 기 설정된 거리만큼 로봇 청소기를 후진 시킬 수도 있으나, 랜덤하게 산출된 거리만큼 로봇 청소기를 후진시킬 수도 있다. 한편, 후진 거리가 기 설정되어져 있는 경우, 상기 후진 거리는 청소기가 놓여진 청소 영역의 크기에 따라 사용자에 의해 설정될 수 있다. 또한, 랜덤하게 후진 거리가 산출되는 경우, 상기 후진 거리는 제어부에 의해 무작위로 산출될 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 기 설정해 놓은 청소 영역을 고려한 제어부에 의해 랜덤하게 산출될 수도 있다.
제어부는 상기 과정에 따라 1차 랜덤 각도로 회전시킨 상태에서, 구동부를 구동하여 로봇 청소기를 기 설정된 거리만큼 후진 시키게 된다(410). 즉, 종래에는 로봇 청소기가 장애물과 충돌된 경우에, 랜덤한 각도로 로봇 청소기를 회전시킨 상태에서 바로 청소기능을 실행하였으나, 본 발명은 1차 랜덤 각도로 로봇 청소기를 회전시킨 상태에서 다시 기 설정된 거리만큼 후진 시킨 후(410) 아래에서 설명될 2차 랜덤 각도로 회전하는 과정을 수행하게 된다. 이때, 제어부는 상기한 바와 같이 기 설정된 거리만큼 로봇 청소기를 후진 시킬 수도 있으나, 랜덤하게 산출된 거리만큼 로봇 청소기를 후진시킬 수도 있다. 한편, 후진 거리가 기 설정되어져 있는 경우, 상기 후진 거리는 청소기가 놓여진 청소 영역의 크기에 따라 사용자에 의해 설정될 수 있다. 또한, 랜덤하게 후진 거리가 산출되는 경우, 상기 후진 거리는 제어부에 의해 무작위로 산출될 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 기 설정해 놓은 청소 영역을 고려한 제어부에 의해 랜덤하게 산출될 수도 있다.
즉, 제어부는 상기 과정(410)에 따라 1차 랜덤 각도로 회전된 상태에서 로봇 청소기를 후진 시킨 후 다시 2차 랜덤 각도로 로봇 청소기를 회전시키게 된다(412). 2차 랜덤 각도는 20°~ 40°의 범위에서 랜덤하게 산출될 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명은 2차례에 걸친 회전과 후진을 통해 로봇 청소기의 위치를 보다 랜덤하게 변경시킴으로써, 로봇 청소기의 청소 영역 효울을 증대시키고 있다.
한편, 2차 랜덤 각도로 로봇 청소기가 회전된 상태에서 제어부가 구동부, 흡진부 등의 모터를 구동시킴으로써, 로봇 청소기의 청소 기능이 재 수행된다(414).
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 로봇 청소기의 외관을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 일실시예 내부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 로봇 청소기 제어 방법의 일실시예 흐름도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110 : 본체 하우징 120 : 범퍼
130 : 범퍼센서 140 : 구동부
170 :제어부 180 : 흡진부
190 : 저장부

Claims (5)

  1. 모터에 의해 전후진 또는 회전되는 로봇 청소기에 적용되는 로봇 청소기 제어 방법에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 제어부가 청소 시작 요청 정보에 따라 청소 기능을 수행하는 단계;
    상기 로봇 청소기의 범퍼센서로부터 충돌 감지신호가 수신된 경우, 상기 제어부가 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계;
    상기 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 모터를 구동하여 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계;
    상기 로봇 청소기가 후진된 상태에서, 상기 제어부가 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전될 수 있도록, 상기 모터를 구동하는 단계; 및
    상기 2차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기가 회전된 상태에서, 상기 제어부가 상기 로봇 청소기의 청소 기능을 수행하는 단계를 포함하는 로봇 청소기 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 1차 랜덤 각도로 상기 로봇 청소기를 회전시키기 전에, 상기 모터를 구동하여 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계를 더 포함하는 로봇 청 소기 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 후진되는 거리는, 기 설정되어 있는 청소 영역의 크기를 고려하여 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기 제어 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 후진되는 거리는, 상기 제어부에 의해 랜덤하게 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 후진되는 거리는, 기 설정되어 있는 청소 영역의 크기를 고려한 제어부에 의해 랜덤하게 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기 제어 방법.
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