KR20110085499A - 로봇 청소기 및 이의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
로봇 청소기 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 발명은, 인위적으로 지시자를 부착하지 아니하고, 로봇 청소기 내부에 구비된 방 감지 유닛을 이용하여 문턱 등의 구조물을 감지하고, 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 방들을 구분하여 방 단위로 청소를 수행함으로써 청소 효율을 증대하고, 청소 시간을 감소시키며, 사용자 등의 편의성을 제고한다.
Description
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 방을 구분하여 방 단위로 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.
상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.
초기의 로봇 청소기는 스스로 주행하면서 무작위로 청소를 수행하였는데, 장애물 등에 의해 청소를 수행하지 못하는 영역이 발생하는 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위해 최근에는 상기 로봇 청소기가 스스로 주행하면서 영역을 모두 청소하기 위해서, 전체 청소 영역을 복수의 소영역(이하, 셀)으로 구분하여 청소를 수행하거나, 청소 영역에 대한 청소지도를 작성하여 작성된 청소지도 내에서 청소가 된 영역과 청소를 하여야 할 영역 등 청소 영역을 판단하여 청소를 수행하는 기술이 개발, 향상되고 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 로봇 청소기는, 실제 청소 영역을 그대로 반영하지 못하고, 가상의 영역으로 상기 셀을 설정함으로써 청소 효율이 저하되고, 청소 시간이 지연되는 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 따른 로봇 청소기는, 복수의 방을 가진 가정집, 사무실 등을 청소함에 있어서 방들을 고려하지 아니함으로써 상기 셀이 복수의 방에 걸쳐져 설정되거나, 복수의 방에 대하여 한번에 청소를 수행하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방을 구분하여 방 단위로 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.
본 발명은 방의 문턱 등의 방을 구분하는 구조물을 감지하여 방의 위치를 인식하고, 방 단위로 청소를 수행하는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명은 복수의 방을 가진 영역을 청소함에 있어서 상기 방들을 구분하여 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기는, 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛을 포함하고, 방 단위로 청소를 수행하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 방 감지유닛은, 상기 방의 문턱을 감지하는 문턱 감지 센서를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기는, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛과, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 로봇 청소기는, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛을 더 포함하여 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기는, 충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛과, 바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛과, 하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛과, 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛과, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛과, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛과, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛과, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 디스플레이유닛을 포함하여 구성된다.
본 발명에 실시예들에 따른 로봇 청소기는, 하나 이상의 센서를 구비하여 로봇 청소기의 위치를 인식하여 위치 정보를 출력하는 위치 인식유닛을 더 포함하여 구성된다. 상기 위치 인식유닛은 상기 로봇 청소기의 상부에 구비되어 상방을 촬영하여 상방 이미지를 출력하는 상방 카메라를 포함하고, 이때, 상기 방 감지유닛은 상기 상방 이미지를 근거로 상기 방을 감지하는 이미지 센서를 포함한다.
본 발명에 실시예들에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 방 감지유닛은, 상기 방의 문턱을 감지하는 문턱 감지 센서를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하여 상기 방을 감지하고, 방 단위로 청소를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소 영역을 탐색하는 단계와, 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계와, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계와, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계와, 상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계는, 상기 방의 문턱을 감지하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는, 문턱 회피 모드를 설정하는 과정과, 방 단위로 청소를 수행하는 과정과, 상기 방 단위의 청소 종료 여부를 판단하는 과정과, 상기 방 단위의 청소가 종료되면, 상기 청소 영역의 청소 종료 여부를 판단하는 과정을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 청소를 수행하는 단계는, 문턱 통과 모드를 설정하는 과정과, 다른 방으로 이동하는 과정을 더 포함하여 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하는 단계와, 상기 방의 문턱을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계와, 문턱 회피 모드를 설정하는 단계와, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계와, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계와, 상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는, 상기 방 단위로 청소를 수행하는 과정과, 상기 방 단위의 청소 종료 여부를 판단하는 과정과, 상기 방 단위의 청소가 종료되면, 상기 청소 영역의 청소 종료 여부를 판단하는 과정을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 청소를 수행하는 단계는, 문턱 통과 모드를 설정하는 과정과, 다른 방으로 이동하는 과정을 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 단계를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 하나 이상의 센서를 통해 로봇 청소기의 위치를 인식하는 단계를 더 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 복수의 방을 가진 영역을 청소함에 있어서 방들을 구분하여 방 단위로 청소를 수행함으로써 청소 효율을 증대하고, 청소 시간을 감소시킨다.
본 발명은 인위적인 지시자를 설치하지 아니하고, 방의 문턱 등의 구조물을 이용하여 방을 구분함으로써 용이하게 방을 구분할 수 있고, 설치 비용 및 제조 비용을 줄이며, 사용자 편의성을 제고한다.
본 발명은 복수의 방을 가진 영역을 청소함에 있어서 방들을 구분하여 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행함으로써 제품의 확장성을 향상시키고, 사용자 등이 청소가 수행된 방과 청소가 수행되지 아니한 방을 손쉽게 구별할 수 있도록 하거나, 선별적으로 청소를 수행하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 보인 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 보인 저면도;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 5는 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 설명하기 위한 청소 영역을 도시한 도;
도 6은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소 패턴을 설명하기 위한 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 8은 도 7의 제어 방법을 세부적으로 도시한 흐름도;
도 9는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 방 감지 동작을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 10은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 청소 수행 동작을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 보인 저면도;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 5는 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 설명하기 위한 청소 영역을 도시한 도;
도 6은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소 패턴을 설명하기 위한 도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 8은 도 7의 제어 방법을 세부적으로 도시한 흐름도;
도 9는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 방 감지 동작을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 10은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 청소 수행 동작을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기(1)는, 도 5에 도시한 바와 같은 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛(110)을 포함하고, 방 단위로 청소를 수행하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 방 감지유닛(110)은, 상기 방의 문턱을 감지하는 문턱 감지 센서(111)를 포함한다. 상기 문턱 감지 센서(111)는 광을 바닥면에 조사하는 발광부(미도시), 상기 바닥면으로부터 반사된 광을 수신하는 수광부(미도시), 및 상기 로봇 청소기의 저면과 상기 바닥면과의 거리를 산출하는 거리 산출부(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 거리를 근거로 문턱 또는 낭떠러지를 감지한다. 이때, 상기 발광부 및 상기 수광부는 필요에 따라 복수로 형성될 수 있고, 상기 바닥면과 일정한 각도를 두고 형성될 수 있다. 상기 문턱 감지 센서(111)로는 일반적으로 적외선 센서(Infra-RED Sensor), 초음파 센서(Supersonic Wave Sensor), 레이저 센서(Laser Sensor), 클리프 센서(Cliff Sensor) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 문턱 감지 센서(111)로 단순히 물체의 유무만을 감지하는 것이 아니라 적외선 삼각 측량 방식을 이용하여 거리를 정확히 산출할 수 있는 PSD (Position Sensitive Device) 센서를 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는, 복수의 방을 가진 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛(120)과, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛(200)을 포함하여 구성된다.
상기 장애물 검출유닛(120)은, 상기 청소 영역 내에서 이동 중이거나, 청소 중에 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하고, 상기 장애물의 유무, 또는 위치, 크기 등의 장애물 정보를 상기 제어유닛(200)에 출력한다. 상기 장애물 검출유닛(120)으로는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서(Radio Frequency Sensor)나 범퍼(Bumper) 등을 사용할 수 있다.
상기 제어유닛(200)은, 상기 장애물 검출유닛(120)으로부터 출력된 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 방 감지유닛(110)으로부터 출력된 상기 방 정보를 이용하여 방이 구분된 청소지도를 작성한다. 또한, 상기 제어유닛(200)은 상기 청소지도를 근거로 상기 청소 영역에 대한 청소를 수행하는데, 방 단위로 구분하여 하나의 방을 먼저 청소한 다음, 다음 방으로 이동하여 청소를 수행한다. 상기 제어유닛(200)은 도 6에 도시한 방식으로 청소를 수행할 수 있고, 이외의 다른 방식으로 청소를 수행할 수 있다. 도 6(a)는 청소 영역을 복수의 셀로 구분하여 청소를 수행하는 지그재그 방식, 도 6(b)는 청소 영역 전체에 대하여 청소를 수행하는 지그재그 방식이다. 상기 지그재그(Zigzag) 방식은 긴 경로와 짧은 경로에 따라 직진으로 반복 주행하는 방식이다. 이러한 지그재그 방식은 사각형의 형태를 갖는 방이나 거실 등 집안을 청소하기가 용이하고, 높은 청소 커버리지율을 갖는 등의 장점이 있는 반면, 장애물 등 주변 환경에 따라 청소 성능이 떨어지는 단점이 있다. 도 6(c)는 스파이럴(Spiral) 방식으로서, 상기 스파이럴 방식은 시작점으로부터 일정방향으로 회전하면서 회전 반경을 증가시키면서 주행하는 방식이다. 이러한 스파이럴 방식은 후술하는 랜덤 방식에 비해 청소 커버리지율이 향상되고, 특정 오염 지역을 청소하는데 유리한 장점이 있는 반면, 사각형의 형태를 갖는 방이나 거실 등 집안을 청소하기가 힘들고, 주변 환경에 따라 청소 성능이 달라지며, 주행 속도가 느린 단점이 있다. 도 6(d)는 랜덤 방식으로서, 상기 랜덤 방식은 임의의 방향 및 거리를 이동하는 방식이다. 이러한 랜덤 방식은, 장애물을 회피하기에 용이하고 일정 거리 이상을 이동하는 장점이 있는 반면, 청소가 되지 아니하는 구역이 상대적으로 넓은 단점, 즉 청소 커버리지율이 낮아지는 단점이 있다. 본 발명에 따른 로봇 청소기는 상기 청소 방식, 또는 청소 패턴에 구애받지 아니하고, 복수의 방을 가지는 전체 청소 영역을 방 단위로 구분하여 청소를 수행함으로써 청소 커버리지율을 제고함과 동시에 높은 청소 성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛(300)을 더 포함하여 구성된다.
상기 저장유닛(300)은 상기 청소 영역을 탐색하여 감지한 방 정보, 현재 이동 시나 이전 이동 시, 또는 청소 시에 상기 장애물 검출유닛(120)을 통해 검출된 장애물의 위치 등의 장애물 정보, 상기 제어유닛(200)을 통해 작성된 청소지도 중 하나 이상의 정보를 기억한다. 상기 저장유닛(300)은 비휘발성 메모리인 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 저장 장치로서, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브 등을 포함하며, 천공 카드, 페이퍼 테이프 뿐만 아니라, 마그네틱 RAM, PRAM 등을 포함한다. 또한, 상기 저장유닛(300)은 상기 청소 영역 내에서의 로봇 청소기의 주행 기록을 더 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장유닛(300)은 상기 청소 영역과, 후술할 복수의 셀들을 저장한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는, 충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛(400)과, 바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛(500)과, 하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛(600)과, 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛(110)과, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛(120)과, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛(200)과, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛(300)과, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 디스플레이유닛(700)을 포함하여 구성된다.
상기 전원유닛(400)은 로봇 청소기가 이동하고, 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 내에 구비된 상기 전원 공급 수단, 즉 배터리 잔량이 부족하면 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 충전한다.
상기 구동유닛(500)은 복수의 주바퀴와 하나 이상의 보조바퀴를 포함하는 상기 다수의 바퀴를 회전시키는 소정의 휠모터(Wheel Motor)를 구동하여 로봇 청소기가 이동하도록 한다.
사용자 등은 상기 입력유닛(600)을 통해 상기 로봇 청소기에 직접 제어 명령을 입력하거나, 또는 상기 저장유닛(300)에 저장된 방 정보, 장애물 위치 등의 장애물 정보나, 청소지도, 청소 영역에 관한 정보, 상기 장애물 검출유닛(110)이나, 후술하는 위치 인식유닛(800)을 통해 검출되거나 인식된 정보들을 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 상기 입력유닛(600)은 방의 위치, 장애물의 위치, 로봇 청소기의 위치 등의 위치 정보나, 청소 영역, 복수의 셀들이나 청소지도를 확인하는 명령을 입력하는 확인버튼, 설정하는 명령을 입력하는 설정버튼, 재설정하는 명령을 입력하는 재설정버튼, 삭제버튼, 청소시작버튼, 정지버튼 중 하나 이상의 입력 버튼을 구비할 수 있다.
본 발명에 실시예들에 따른 로봇 청소기는, 하나 이상의 센서를 구비하여 로봇 청소기의 위치를 인식하여 위치 정보를 출력하는 위치 인식유닛(800)을 더 포함하여 구성된다.
상기 위치 인식유닛(800)은, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식한다. 여기서, 상기 위치 인식유닛(800)으로는 속도 및 위치를 인식하는 가속도 센서(미도시), 로봇 청소기의 바퀴를 구동하는 휠모터와 연결되어 속도를 검출하는 인코더(미도시), 로봇 청소기의 회전 속도를 검출하는 자이로 센서(미도시) 중 하나 이상의 센서를 사용할 수 있다.
또한, 상기 위치 인식유닛(800)은 상기 로봇 청소기의 상부에 구비되어 상방을 촬영하여 상방 이미지를 출력하는 상방 카메라(810)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 방 감지유닛(110)은 상기 상방 이미지를 근거로 상기 방을 감지하는 이미지 센서(미도시)를 포함한다. 즉, 문턱이나 낭떠러지를 용이하게 감지할 수 없는 경우이거나, 문턱이 존재하지 아니하는 경우, 또는 문턱 감지를 보완하고자 하는 경우에, 상기 방 감지유닛(110)은 상기 상방 카메라를 통해 촬영되어 출력된 상기 상방 이미지로부터 문틀이나, 방을 구분할 수 있는 구조물을 인식하여 방을 감지할 수 있다. 물론 상방 카메라 대신 전방 카메라를 이용하는 것도 가능하다.
상기 디스플레이유닛(700)은 상기 저장유닛(300)에 저장된 방 정보, 장애물 정보나 청소 영역에 관한 정보, 상기 방 감지유닛(110), 상기 장애물 검출유닛(120)이나, 상기 위치 인식유닛(800)을 통해 검출되거나 인식된 정보들과, 상기 제어유닛(200)을 통해 작성된 청소지도, 위치 정보 등을 출력한다. 상기 디스플레이유닛(700)은 로봇 청소기를 구성하는 각 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태 등의 상태 정보들을 더 표시할 수 있다. 상기 디스플레이유닛(700)은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마표시패널(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다. 이때, 상기 입력유닛(600)과 디스플레이유닛(700)은 입력 또는 출력이 모두 가능한 터치스크린의 형태를 가질 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 로봇 청소기는, 청소유닛(10)을 더 포함할 수 있는데, 상기 청소유닛(10)은 공기를 흡입하는 소정의 흡입 모터와, 먼지를 응집하는 수단을 구비하고, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입한다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하여 상기 방을 감지하고, 방 단위로 청소를 수행하는 것을 특징으로 한다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소 영역을 탐색하는 단계(S110)와, 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계(S120)와, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계(S130)와, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계(S140)와, 상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계(S170)를 포함하여 구성된다.
상기 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계(S100)는, 상기 방의 문턱을 감지하는 단계(미도시)인 것을 특징으로 한다. 도 9를 참조하면, 상기 방의 문턱을 감지하는 단계는, 상기 방 감지유닛(110)의 발광부가 바닥면에 광을 조사하고(S121), 수광부가 바닥면으로부터 반사된 광을 수신한 다음(S122), 조사된 광과 수신한 광을 이용하여 로봇 청소기와 상기 바닥면과의 거리를 산출하여(S123) 상기 문턱을 감지한다.
다른 예로, 상기 로봇 청소기는 상방 카메라(810)를 구비할 수 있고, 상기 상방 카메라를 통해 상방 영상을 촬영하여 상기 상방 영상으로부터 문틀과 같은 구조물을 인식하여 방을 감지할 수 있다. 즉, 문턱이나 낭떠러지를 용이하게 감지할 수 없는 경우이거나, 또는 문턱이 존재하지 아니하는 경우, 또는 문턱 감지를 보완하고자 하는 경우에, 상기 로봇 청소기는 상기 상방 카메라를 통해 촬영되어 출력된 상기 상방 이미지로부터 문틀이나, 방을 구분할 수 있는 구조물을 인식하여 방을 감지할 수 있다. 물론 상방 카메라 대신 전방 카메라를 사용하는 것도 가능하다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 로봇 청소기는 미리 설정된 주행 패턴, 예를 들어 도 6의 청소 패턴을 그래도 적용할 수 있다,을 이용하여 복수의 방을 가진 전체 청소 영역을 탐색하여(S110) 상기 방 감지유닛(110)을 통해 상기 방들을 구분하는 구조물을 감지하고(S120), 상기 장애물 검출유닛(120)을 통해 상기 청소 영역 내에 존재하는 장애물을 검출한다(S130). 상기 로봇 청소기는 상기 청소 영역에 대하여 방들을 구분하고, 검출된 장애물 정보를 이용하여 청소지도를 작성하고(S140), 작성된 청소지도를 근거로 청소를 수행한다(S170). 이때, 상기 로봇 청소기는, 상기 방 정보를 이용하여 방 단위로 청소를 수행할 수 있고, 전체 청소 영역에 대하여 청소를 수행할 수도 있다. 도 8을 참조하면, 상기 방 정보가 방의 문턱에 관한 정보인 경우, 상기 로봇 청소기는, 상기 청소지도를 작성한 후, 청소 모드로 전환되고(S171), 문턱 회피 모드로 설정된다(S172). 그런 다음, 상기 로봇 청소기는 상기 문턱을 넘어가지 아니하고, 방 단위로 청소를 수행한다(S173). 상기 로봇 청소기는 상기 문턱 내의 방에 대한 청소를 종료하면(S174), 전체 청소 영역에 대한 청소가 종료되었는지 판단한다(S175). 상기 로봇 청소기는 상기 판단 결과, 청소가 필요한 방들이 존재하면, 문턱 통과 모드로 설정되고(S176), 다른 방으로 이동하여 다시 청소를 수행한다(S177).
도 10을 참조하면, 상기 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계(S170)는, 청소 모드로 전환되어(S171), 상기 감지된 방을 복수의 셀로 구분하여 설정한 다음(S1731), 상기 셀들에 대하여 청소 패턴을 설정하여(S1732) 셀 단위로 청소를 수행한다(S1733). 물론 방 전체를 하나의 셀로 설정하여 청소를 수행할 수 있다. 상기 셀 단위 청소의 종료 여부를 판단하고(S1734), 셀 단위의 청소 수행을 반복한 다음, 전체 방 단위 청소의 종료 여부를 판단한다(S174). 상기 청소를 수행하는 단계(S170)는, 상기 방 전체에 대한 청소가 종료되면, 전체 청소 영역에 대한 청소 종료 여부를 판단한다(S175). 상기 판단 결과, 해당 방에 대한 청소는 수행하였으나, 전체 청소 영역에 대한 청소를 수행하지 아니하였다면, 상기 로봇 청소기는 다른 방으로 이동하여 상기 동작을 반복하여 수행한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하는 단계(S210)와, 상기 방의 문턱을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계(S220)와, 문턱 회피 모드를 설정하는 단계(S222)와, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계(S230)와, 상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계(S240)와, 상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계(S270)를 포함하여 구성된다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계(S270)는, 상기 방 단위로 청소를 수행하는 과정(S271)과, 상기 방 단위의 청소 종료 여부를 판단하는 과정(S272)과, 상기 방 단위의 청소가 종료되면, 상기 청소 영역의 청소 종료 여부를 판단하는 과정(S273)을 포함하여 구성된다. 상기 로봇 청소기는 청소 모드로 전환되어, 상기 감지된 방을 복수의 셀로 구분하여 설정한 다음, 상기 셀들에 대하여 청소 패턴을 설정하여 셀 단위로 청소를 수행한다. 물론 방 전체를 하나의 셀로 설정하여 청소를 수행할 수 있다. 상기 로봇 청소기는 상기 셀 단위 청소의 종료 여부를 판단하고, 셀 단위의 청소 수행을 반복한 다음, 전체 방 단위 청소의 종료 여부를 판단한다. 상기 로봇 청소기는 방 단위 청소를 종료하면, 문턱 통과 모드를 설정되어(S274) 다른 방으로 이동한 다음(S275), 방 단위 청소를 반복 수행한다.
도 7 내지 도 11을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 단계(S150, S250)를 더 포함하여 구성된다. 상기 로봇 청소기는, 상기 청소 영역을 탐색하여 감지한 방 정보, 현재 이동 시. 이전 이동 시, 또는 청소 시에 검출된 장애물의 위치 등의 장애물 정보, 작성된 청소지도 중 하나 이상의 정보를 기억한다. 또한, 상기 로봇 청소기는 상기 청소 영역 내에서의 주행 기록을 더 저장할 수 있고, 상기 청소 영역과, 후술할 복수의 셀들을 저장할 수 있다.
도 7 내지 도 11을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 단계(S160, S260)를 더 포함하여 구성된다. 상기 로봇 청소기는, 상기 저장유닛(300)에 저장된 방 정보, 장애물 정보나 청소 영역에 관한 정보, 상기 방 감지유닛(110), 상기 장애물 검출유닛(120)이나, 상기 위치 인식유닛(800)을 통해 검출되거나 인식된 정보들과, 상기 제어유닛(200)을 통해 작성된 청소지도, 보정된 위치 정보 등을 출력한다. 상기 로봇 청소기는 각 구성 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태 등의 상태 정보들을 더 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 하나 이상의 센서를 통해 로봇 청소기의 위치를 인식하는 단계(S131, S231)를 더 포함하여 구성된다. 상기 위치를 인식하는 센서로는, 속도 및 위치를 인식하는 가속도 센서, 로봇 청소기의 바퀴를 구동하는 휠모터와 연결되어 속도를 검출하는 인코더, 로봇 청소기의 회전 속도를 검출하는 자이로 센서, 로봇 청소기의 상부에 구비되어 상방을 촬영하여 상방 이미지를 출력하는 상방 카메라 등이 사용될 수 있다. 상기 로봇 청소기는 상기 인식된 위치 정보를 이용하여 청소지도를 수정하거나, 더욱 정밀하게 청소를 수행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 인위적으로 지시자를 부착하지 아니하고, 로봇 청소기 내의 문턱 감지 센서 등의 방 감지 유닛을 이용하여 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 방들을 구분하고, 방 단위로 청소를 수행함으로써 청소 효율을 증대하고, 청소 시간을 감소시키며, 사용자 등의 편의성을 제고한다. 또한, 본 발명에 따라 제품의 확장성을 향상시키고, 사용자 등이 청소가 수행된 방과 청소가 수행되지 아니한 방을 손쉽게 구별할 수 있도록 하거나, 선별적으로 청소를 수행하도록 할 수 있다.
1: 로봇 청소기 110: 방 감지유닛
111: 문턱 감지 센서 120: 장애물 검출유닛
200: 제어유닛 300: 저장유닛
400: 전원유닛 500: 구동유닛
600: 입력유닛 700: 디스플레이유닛
800: 위치 인식유닛 810: 카메라
111: 문턱 감지 센서 120: 장애물 검출유닛
200: 제어유닛 300: 저장유닛
400: 전원유닛 500: 구동유닛
600: 입력유닛 700: 디스플레이유닛
800: 위치 인식유닛 810: 카메라
Claims (22)
- 복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛;을 포함하고, 방 단위로 청소를 수행하는 로봇 청소기.
- 제1 항에 있어서, 상기 방 감지유닛은,
상기 방의 문턱을 감지하는 문턱 감지 센서;를 포함하는 로봇 청소기. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛; 및
상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛;을 포함하는 로봇 청소기. - 제3 항에 있어서,
상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛;을 더 포함하는 로봇 청소기. - 충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛;
바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛;
하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛;
복수의 방을 가진 청소 영역으로부터 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 방 감지유닛;
상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출유닛;
상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하고, 상기 청소지도를 근거로 방 단위로 청소를 수행하는 제어유닛;
상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛; 및
상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 디스플레이유닛;을 포함하는 로봇 청소기. - 제5 항에 있어서,
하나 이상의 센서를 구비하고, 로봇 청소기의 위치를 인식하여 위치 정보를 출력하는 위치 인식유닛;을 더 포함하는 로봇 청소기. - 제6 항에 있어서, 상기 위치 인식유닛은,
상기 로봇 청소기의 상부에 구비되어 상방을 촬영하여 상방 이미지를 출력하는 상방 카메라;를 포함하는 로봇 청소기. - 제7 항에 있어서, 상기 방 감지유닛은,
상기 상방 이미지를 근거로 상기 방을 감지하는 이미지 센서;를 포함하는 로봇 청소기. - 제5 항에 있어서, 상기 방 감지유닛은,
상기 방의 문턱을 감지하는 문턱 감지 센서;를 포함하는 로봇 청소기. - 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하여 상기 방을 감지하고, 방 단위로 청소를 수행하는 로봇 청소기의 제어 방법.
- 제10 항에 있어서,
상기 청소 영역을 탐색하는 단계;
상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계;
상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계;
상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계; 및
상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계;를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제11 항에 있어서, 상기 방을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계는,
상기 방의 문턱을 감지하는 단계;인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제12 항에 있어서, 상기 방의 문턱을 감지하는 단계는,
바닥면에 광을 조사하는 과정;
상기 바닥면으로부터 반사된 광을 수신하는 과정; 및
상기 로봇 청소기와 상기 바닥면과의 거리를 산출하는 과정;을 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제12 항에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는,
문턱 회피 모드를 설정하는 과정;
방 단위로 청소를 수행하는 과정;
상기 방 단위의 청소 종료 여부를 판단하는 과정; 및
상기 방 단위의 청소가 종료되면, 상기 청소 영역의 청소 종료 여부를 판단하는 과정;을 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제14 항에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는,
문턱 통과 모드를 설정하는 과정; 및
다른 방으로 이동하는 과정;을 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제14 항 또는 제15 항에 있어서, 상기 방 단위로 청소를 수행하는 과정은,
상기 장애물 정보를 근거로 하나 이상의 셀을 설정하는 과정;
청소 패턴을 설정하는 과정; 및
상기 셀을 청소하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 저장하는 단계;를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 청소지도, 상기 방 정보, 및 상기 장애물 정보 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제11 항에 있어서,
하나 이상의 센서를 통해 로봇 청소기의 위치를 인식하는 단계;를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 복수의 방을 가진 청소 영역을 탐색하는 단계;
상기 방의 문턱을 감지하여 방 정보를 출력하는 단계;
문턱 회피 모드를 설정하는 단계;
상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 단계;
상기 방 정보와 상기 장애물 정보를 근거로 청소지도를 작성하는 단계; 및
상기 청소지도를 근거로 청소를 수행하는 단계;를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제20 항에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는,
상기 방 단위로 청소를 수행하는 과정;
상기 방 단위의 청소 종료 여부를 판단하는 과정; 및
상기 방 단위의 청소가 종료되면, 상기 청소 영역의 청소 종료 여부를 판단하는 과정;을 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 제21 항에 있어서, 상기 청소를 수행하는 단계는,
문턱 통과 모드를 설정하는 과정; 및
다른 방으로 이동하는 과정;을 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
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