KR20120017847A

KR20120017847A - 청소기

Info

Publication number: KR20120017847A
Application number: KR1020100080736A
Authority: KR
Inventors: 김영기; 김상윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-02-29
Also published as: RU2478334C1; EP2420171A1; EP2420171B1; KR101637359B1

Abstract

본 발명은 본체로부터 이격된 위치에 존재하는 사용자 또는 흡입노즐의 위치를 판단하여 기 설정된 기준거리로 본체가 스스로 이동하는 청소기에 관한 것이다.

Description

청소기{Cleaner}

본 발명은 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 청소기는 본체 내부에 장착되는 흡입 모터를 이용하여 공기와 함께 먼지 등의 청소대상물을 흡입하여 본체 내부에 저장하는 장치이다.

상기와 같은 기능의 청소기는 청소대상물을 흡입하는 흡입노즐이 본체와 연결관을 통해 연통되는 캐니스터 방식과, 흡입노즐이 본체와 일체로 형성되는 업라이트 방식으로 구별될 수 있다.

캐니스터 방식의 청소기는 흡입력을 발생시키는 흡입 모터 등이 내장되는 청소기 본체와, 청소기 본체에서 발생되는 흡입력에 의하여 피청소면의 청소대상물이 흡입되는 흡입노즐과, 상기 본체와 흡입노즐을 연결하는 연결관 등이 포함되어 구성된다.

즉, 청소기의 본체에 전원이 인가되어 흡입 모터가 구동되면 흡입력이 발생되고, 이러한 흡입력에 의하여 흡입노즐로 피청소면의 먼지 및 이물 등이 포함된 공기가 흡입된다. 그리고 먼지 및 이물 등이 포함된 공기는 연결관을 통하여 청소기 본체로 유입된다.

청소기 본체로 유입된 청소대상물(먼지 및 이물 등이)은 본체 내부로 유동하는 과정에서 필터 등에 의해 분리되며, 분리된 청소대상물은 청소기 본체 내부에 저장되고, 본체 내부에 저장된 먼지 및 이물 등은 사용자에 의해 본체로부터 제거된다.

한편, 상술한 종래 청소기는 사용자가 본체를 끌고다니면서 청소하는 방식이었다.

즉, 사용자는 흡입노즐을 청소대상물이 있는 위치로 이동시키면서 먼지나 이물질 등을 본체로 흡입하였고, 흡입노즐이 이동함에 따라 본체는 상기 연결관에 의해 사용자가 있는 방향으로 이동하였다.

그러나, 이와 같은 종래 청소기는 본체의 무게에 민감한 사용자에게 편의성 저하라는 문제를 유발하였다.

본 발명은 본체로부터 이격된 위치에 존재하는 사용자 또는 흡입노즐의 위치를 판단하여 기 설정된 기준거리 또는 기준거리범위 내로 본체가 스스로 이동하는 청소기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 흡입모터가 구비되는 본체, 상기 본체와 이격되어 구비되는 흡입노즐, 상기 본체에 구비되어 상기 본체의 전방면 이미지를 촬영하고, 상기 전방면 이미지를 이용하여 상기 본체와 상기 본체가 추적하는 타겟의 상대적 위치정보를 인식하는 영상처리장치, 상기 본체를 이동시키는 구동부, 상기 영상처리부가 제공하는 위치정보 중 상기 본체와 상기 타겟 사이의 이격거리가 기 설정된 기준거리범위 내에 포함되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 청소기를 제공한다.

이 경우, 상기 영상처리장치는 상기 전방면 이미지를 촬영하는 영상촬영부와, 촬영된 전방면 이미지로부터 상기 타겟의 이미지를 분리하는 영상분리부, 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 이격거리 데이터가 저장된 저장부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 이격거리 데이터와 상기 타겟 이미지의 위치를 통해 상기 이격거리를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 타겟은 상기 흡입노즐을 운전하는 사용자인 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 영상촬영부는 시차를 두고 적어도 두 개의 전방면 이미지를 촬영하고, 상기 영상분리부는 상기 두 개의 전방면 이미지를 비교하여 위치변동이 가장 큰 이미지를 타겟이미지로 설정하고, 상기 두 개의 전방면 이미지 중 늦게 촬영된 전방면 이미지로부터 타겟이미지를 분리하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 타겟이미지의 최하단에 대응하는 이격거리 데이터를 상기 이격거리로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 영상처리장치가 상기 전방면 이미지로부터 인식하는 위치정보는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도를 포함하고, 상기 제어부는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도가 기 설정된 기준각도범위 내에 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체를 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

이 경우, 상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고, 상기 제어부는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 타겟이 흡입노즐인 것을 특징으로 할 수 있다.

이 경우, 상기 흡입노즐에 구비되되 소정거리 이격된 적어도 두 개의 발광부를 더 포함하고, 상기 영상처리장치는 상기 발광부에서 방출된 빛을 촬영하여 상기 본체와 상기 타겟의 상대적 위치정보를 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 영상처리장치는 상기 발광부에서 방출되는 빛이 포함된 전방면 이미지를 촬영하는 영상촬영부와, 상기 전방면 이미지 내부에 촬영된 상기 발광부의 빛과 빛 사이의 거리에 대응하는 이격거리 데이터가 저장된 저장부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 빛과 빛 사이의 거리를 상기 이격거리 데이터와 비교하여 상기 이격거리를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 각 점의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고, 상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 상기 발광부의 빛 중 어느 하나에 대응하는 상기 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치하는 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 각 점의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고, 상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 상기 발광부의 빛과 빛 사이의 중심점에 대응하는 상기 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치하는 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 본체로부터 이격된 위치에 존재하는 사용자 또는 흡입노즐의 위치를 판단하여 기 설정된 기준거리 또는 기준거리범위 내로 본체가 스스로 이동하는 청소기를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 청소기의 개념도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 제어부의 개념도이다.
도 3은 전방면 이미지 및 타겟이미지의 개념도이다.
도 4는 저장부에 저장되는 참조거리 및 참조각도 데이터의 예시이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기의 개념도이다.
도 6은 도 5에 개시된 실시예의 제어부 개념도이다.
도 7은 전방면 이미지의 개념도이다.
도 8은 저장부에 저장되는 참조거리 및 참조각도 데이터의 예시이다.
도 9는 청소기의 제어과정을 보여주는 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 의류 처리장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 청소기의 개념도로, 본 실시예에 따른 청소기(100)는 흡입력을 발생시키는 본체(1)와, 상기 본체에서 발생된 흡입력을 흡입노즐(2)로 전달하는 연결관(3)을 포함하여 구성된다.

상기 흡입노즐(2)은 연결관(3)을 통해 제공되는 흡입력을 이용하여 먼지나 이물질과 같은 청소대상물을 흡입하고, 흡입된 청소대상물은 연결관(3)을 통해 본체(1)에 구비된 저장부(미도시)에 저장된다.

상기 본체(1)에는 구동부가 구비되며, 상기 구동부는 후술할 제어부에 의해 구동되는 모터(43)와, 상기 모터에 연결된 휠(41)을 포함하여 구비될 수 있다.

한편, 종래 청소기는 사용자가 본체를 끌고다니면서 청소하는 방식이었다. 즉, 사용자는 흡입노즐을 청소대상물이 있는 위치로 이동시키면서 먼지나 이물질 등을 본체로 흡입하였고, 흡입노즐이 이동함에 따라 본체는 상기 연결관에 의해 사용자가 있는 방향으로 이동하였다. 따라서, 종래 청소기는 본체의 무게에 민감한 사용자가 청소기를 사용할 경우 편의성 저하라는 문제를 유발하였고, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 본체가 사용자 또는 흡입노즐의 위치를 스스로 추적할 수 있는 청소기를 제공하고자 한다.

상술한 종래 청소기의 문제를 해결하기 위해 본 실시예에 따른 청소기(100)는 본체의 전방면 이미지를 촬영하고, 촬영된 전방면 이미지로부터 상기 본체와 상기 본체가 추적하도록 설정된 타겟의 상대적 위치정보를 인식하는 영상처리장치(5)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제어부(8, 도 2)는 상기 영상처리장치(5)에서 제공되는 본체와 타겟 사이의 위치정보에 근거하여 상기 본체를 기 설정된 기준거리(또는 기준거리범위)로 이동시키게 된다.

도 2는 본 실시예에 따른 제어부의 개념도로, 이하에서는 상기 영상처리장치(5) 및 제어부(8)에 대해 보다 상세히 설명한다.

상기 영상처리장치(5)는 본체의 일측에 위치하는 추적대상인 타겟(사용자 또는 흡입노즐)을 촬영하여 본체와 타겟 사이의 거리 및 본체로부터 타겟이 위치한 방향을 판단하는 정보를 제공하는 구성으로, 본체의 전방면에 구비되는 영상촬영부(51, 도 1 참고)와, 상기 영상촬영부에서 제공되는 이미지로부터 추적대상의 이미지(이하, 타겟이미지)를 분리하는 영상분리부(53)와, 전방면 이미지 내부에 존재하는 임의의 점에 대한 이격거리 데이터와 각도데이터가 저장된 저장부(55)를 포함할 수 있다.

와, 상기 타겟이미지의 위치를 상기 저장부에서 제공되는 데이터와 비교함으로써 추적대상이 본체로부터 이격된 거리 및 이격방향(이격각도)를 판단하는 감지부(57)를 포함할 수 있다.

상기 영상촬영부(51)는 본체(1)의 전방면에 구비되어 추적대상인 타겟(사용자 또는 흡입노즐)이 포함된 이미지(전방면 이미지)를 촬영하기 위한 수단으로, 상기 본체의 전방면에 구비되되 상하좌우 각도변경이 가능하도록 구비됨이 바람직하다. 상기 영상촬영부가 상하좌우 촬영각도 변경이 가능하도록 구비되는 것은 제어부 또는 사용자에 의해 영상촬영부의 위치를 변경함으로써 전방면 이미지의 촬영범위를 변경할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기 영상분리부(53)는 촬영된 전방면 이미지로부터 추적대상인 사용자 또는 흡입노즐의 이미지인 타겟이미지를 분리하기 위해 구비된다. 어떤 이미지 내에 포함되어 있는 특정된 이미지를 분리할 수 있는 장치 또는 알고리즘이면 상기 영상분리부(53)로 채용될 수 있으며, 이하에서는 도 3을 참고하여 상기 영상분리부의 일례를 설명한다.

도 3은 영상촬영부가 취득하는 전방면 이미지 및 영상분리부를 통해 분리된 타겟이미지의 개념도이다.

본 실시예에 따른 상기 영상촬영부(51)는 시간 차를 두고 전방면 이미지를 적어도 2회 이상 촬영함이 바람직하다. 도 3(a)는 전방면 이미지의 일례로 추적대상인 사용자 또는 흡입노즐이 포함되어 있다. 이 경우, 상기 영상분리부(53)는 2회 이상 촬영된 두 개의 전방면 이미지를 비교하여 타겟이미지를 설정 및 분리한다.

타겟이미지는 본체가 추적할 추적대상의 이미지로 상기 영상분리부(53)는 영상촬영부에서 촬영된 두 개의 전방면 이미지를 비교하여 위치의 변화가 큰 대상물을 타겟이미지로 설정한다.

즉, 사용자는 흡입노즐을 청소대상물이 있는 위치로 이동하면서 청소하기 때문에 전방면 이미지 내부에 존재하는 배경(J)에 비해 사용자(U)나 흡입노즐(2)의 위치변동이 더 클 것이고, 상기 영상분리부(53)는 적어도 2 개 이상의 전방면 이미지들을 비교함으로써 위치변동이 가장 큰 대상(사용자 또는 흡입노즐)을 타겟이미지로 판단할 수 있을 것이다.

타겟이미지가 설정되면 상기 영상분리부(53)는 시차를 두고 촬영된 두 개 이상의 전방면 이미지 중 가장 나중에 촬영된 전방면 이미지에서 타겟이미지를 분리하며, 도 3(b)는 사용자를 타겟이미지(T)로 설정하여 분리한 영상이다.

타겟이미지가 전방면 이미지로부터 분리되면 제어부는 저장부(55)에 저장된 이격거리 데이터에 근거하여 상기 본체(1)가 타겟과 이격된 거리(이격거리), 상기 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도를 판단하게 된다.

상기 저장부(55)는 영상촬영부가 촬영하는 전방면 이미지 내부의 임의의 위치에 대한 타겟과 상기 본체 사이의 거리(이격거리 데이터) 및 상기 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도(각도데이터)의 실험적 데이터를 저장하는 구성으로, 도 4는 상기 저장부에 저장되는 이격거리 데이터 및 각도데이터에 대한 예시이다.

도 4의 저장부에 저장된 이격거리 데이터 및 각도데이터는 타겟이미지가 전방면 이미지(I) 내부의 A점에 위치하면 타겟이 본체로부터 RL1의 거리, RA1의 각도만큼 이격된 것이고, 타겟이미지가 B점에 위치하면 타겟은 본체로부터 RL2의 거리, RA2 각도만큼 이격되어 있다는 정보를 제공하게 된다.

따라서, 상기 제어부(8)는 상기 영상분리부(53)에서 제공되는 타겟이미지의 위치와 상기 저장부에서 제공되는 데이터를 비교함으로써 추적대상인 사용자나 흡입노즐이 상기 본체(1)와 실제로 얼마나 떨어진 거리(이격거리)에 있는지, 본체로부터 타겟이 어느 방향에 위치하는지 판단할 수 있게 된다.

물론, 도 2에 도시된 바와 달리 상기 영상처리장치(5)가 거리감지부(미도시)와 방향감지부(미도시)를 더 구비하여 제어부(8)는 단순히 영상처리장치의 거리감지부나 방향감지부가 제공하는 이격거리나 각도 정보를 수신하도록 구성되어도 무방하다. 이 경우 상기 거리감지부는 타겟이미지와 저장부의 이격거리 데이터를 비교하여 이격거리를 판단하고, 상기 방향감지부는 타겟이미지를 저장부의 각도데이터와 비교하여 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도를 감지하게 될 것이다.

한편, 상기 타겟이미지는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 하나의 점의 형태가 아니라 다수의 점이 집합되어 전방면 이미지 내부의 일정한 영역을 차지하는 형태로 분리될 수 있다.

이 경우, 상기 제어부는 상기 타겟이미지의 최하단에 대응하는 이격거리 데이터, 각도데이터를 본체와 타겟의 이격거리 및 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도로 판단할 수 있다.

상기 타겟이미지의 최하단 위치를 이격거리, 본체와 타겟 사이의 각도 판단의 기준으로 삼는 것은 사용자가 타겟인 경우는 사용자의 발을 기준으로 하고, 흡입노즐이 타겟인 경우 바닥면에 접하는 부분을 추적의 기준으로 삼기 위함이다.

상술한 과정을 통해 추적대상인 사용자 또는 흡입노즐이 본체로부터 이격된 거리 및 방향이 판단되면, 상기 제어부(8)는 기 설정된 기준거리와 상기 이격거리를 비교하여 상기 본체(1)가 기준거리 내에 있도록 상기 본체를 이동시키게 된다.

즉, 이격거리가 기준거리보다 크거나 작으면 상기 제어부(8)는 구동부(4)의 모터(43)를 통해 휠(41, 도 1)을 제어함으로써 상기 본체(1)가 기준거리에 위치하도록 본체를 이동시키는 것이다.

한편, 상기 기준거리는 상한과 하한을 가지는 구간(기준거리범위)으로 설정될 수 있고, 이 경우 상기 제어부는 상기 기준거리범위 내에 상기 이격거리가 포함되는 위치로 상기 본체를 이동시키게 된다.

나아가, 상기 기준거리범위는 제조자에 의해 미리 설정되어 저장될 수도 있으나 청소기에 설정부(미도시)를 더 구비시켜 사용자가 필요에 따라 원하는 기준거리 또는 기준거리범위를 입력할 수 있도록 할 수도 있다.

한편, 상기 제어부(8)는 본체를 이동시켜 기준거리(또는 기준거리범위) 내에 본체를 위치시킬 경우 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기 설정된 기준각도(또는 기준각도범위) 내에 있도록 본체를 회전(본체의 자세변경)시킴이 바람직하다.

이를 위해 상기 모터(43)는 본체의 양단에 구비되는 휠(41) 각각에 구비됨이 바람직하며 본체의 자세변경은 본체의 이동 전, 이동 중, 이동 후 진행될 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기 및 제어부의 개념도로, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기에 대해 설명한다.

본 실시예가 앞서 설명한 실시예와 구별되는 점은 청소기에 발광부(6)가 더 구비된다는 점이고, 이하에서는 상기 발광부에 의해 도 1에 개시된 실시예와 구별되는 점을 기준으로 본 실시예를 설명한다.

상기 발광부(6)는 영상촬영부(51) 방향으로 빛을 방출할 수 있도록 구비되는 구성으로, 도 5에 개시된 바와 같이 흡입노즐의 후방면에 구비되되 소정 간격 이격된 제1발광부(61)와 제2발광부(63)로 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 영상처리장치(5)는 상기 발광부에서 방출되는 빛들이 전방면 이미지 내에서 형성하는 거리를 근거로 타겟인 흡입노즐과 본체(1) 사이의 이격거리를 판단하고, 전방면 이미지 내부에 빛이 촬영된 위치를 근거로 본체로부터 흡입노즐이 위치한 방향을 인식하도록 구비된다.

도 7은 전방면 이미지의 개념도로, 이하에서는 발광부를 구비한 청소기에서 영상촬영부가 제공하는 전방면 이미지의 일례를 설명한다.

상기 영상촬영부(51)가 촬영하는 전방면 이미에는 상기 제1발광부(61)와 제2발광부(63)에서 방출된 빛이 촬영되며, 상기 흡입노즐(2)이 본체와 가까운 위치에 있으면 도 7(a)와 같이 빛과 빛 사이의 거리가 비교적 길게 촬영(L1)될 것이고, 상기 흡입노즐과 본체가 먼 거리에 있으면 도 7(b)와 같이 빛과 빛 사이의 거리가 비교적 짧게 촬영(L2)될 것이다.

물론, 도 7에 도시된 전방면 이미지에는 발광부에서 방출된 빛 이외에 배경의 이미지가 포함되어 있을 수 있다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 달리 영상처리장치(5)가 영상분리부(53)를 더 포함하도록 하여 상기 발광부에서 방출된 빛을 배경으로부터 분리할 수 있다. 이 경우, 영상분리부(53)는 전방면 이미지 내에 가장 밝은 대상을 타겟이미지로 설정할 수 있다.

다만, 상기 방출부는 적외선과 같은 특정한 파장의 빛만을 방출하도록 구비되고, 상기 영상촬영부(51)는 발광부가 방출하는 빛만을 통과시키는 필터(미도시)를 포함하도록 구비된다면 영상처리장치(5)가 영상분리부(53)를 거치지 않고도 발광부에서 방출되는 빛 만을 전방면 이미지에 촬영할 수 있을 것이다.

영상촬영부(51)를 통해 발광부에서 방출된 빛을 촬영한 전방면 이미지가 구비되면, 제어부(8)는 저장부에 저장된 이격거리 데이터와 상기 전방면 이미지에 촬영된 빛과 빛 사이의 거리를 비교하여 이격거리를 판단하고, 저장부(55)에 저장된 각도데이터와 상기 전방면 이미지에 촬영된 빛의 위치를 비교하여 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도를 판단하게 된다.

상기 이격거리 데이터는 전방면 이미지 내부에 존재하는 임의의 두 점이 형성하는 거리에 대응하는 본체(1)와 타겟(흡입노즐) 사이의 거리 데이터이고, 상기 각도데이터는 전방면 이미지 내부에 존재하는 임의의 점에 대응하는 상기 본체(1)로부터 타겟이 위치한 방향의 각도에 관한 데이터이다.

도 8(a)는 상기 발광부(6)가 흡입노즐(2)에 수직한 방향으로 소정거리 이격되어 구비되는 경우 저장부에 저장된 데이터의 예시이고, 도 8(b)는 상기 발광부가 흡입노즐에 수평한 방향으로 소정거리 이격된 경우 저장부에 저장된 데이터 예시이다.

이하에서는 도 8(a)를 참조하여 상기 제어부(8)가 본체와 타겟 사이의 이격거리 및 방향(또는 각도)를 판단하는 과정을 보다 상세히 설명한다. 상기 발광부에서 방출된 빛이 전방면 이미지(I') 내부 임의의 위치인 E 지점에 촬영되었다고 가정하자. 그러면, 제어부는 저장부에 저장된 이격거리 데이터 RL5를 본체와 타겟 사이의 이격거리로 판단하고, 저장부에 저장된 각도데이터 RA5를 본체로부터 타겟이 위치한 방향(각도)로 판단하게 된다는 것이다.

도 8(a)는 각도데이터의 기준점을 전방면 이미지의 중심으로 설정한 경우이나 전방면 이미지의 일측단부를 각도데이터의 기준점으로 설정하여도 무방하다.

다만, 도 8(b)와 같이 발광부가 흡입노즐에 수평한 방향으로 구비되는 경우 상기 제어부는 촬영된 두 개의 빛 중 어느 하나에 대응하는 참조각도를 이격각도로 결정(H)할 수도 있고, 발광부에서 방출된 빛과 빛 사이의 중심점에 대응하는 참조각도를 이격각도로 결정(G)할 수도 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 달리 거리감지부(미도시)와 방향감지부(미도시)를 별도로 구비시켜 제어부(8)는 상기 거리감지부나 방향감지부가 제공하는 이격거리나 각도 정보를 수신하도록 구성되어도 무방하다. 이 경우 상기 거리감지부는 전방면 이미지에 촬영된 발광부 사이의 거리와 저장부에 저장된 이격거리 데이터를 이용하여 이격거리를 판단하고, 상기 방향감지부는 전방면 이미지에 촬영된 발광부 이미지의 위치와 저장부에 저장된 각도데이터를 비교하여 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도를 감지하게 될 것이다.

상술한 과정을 통해 추적대상인 흡입노즐이 본체로부터 이격된 거리 및 방향이 판단되면, 상기 제어부(8)는 기 설정된 기준거리와 상기 이격거리를 비교하여 상기 본체(1)가 기준거리 내에 있도록 상기 본체를 이동시키게 된다.

즉, 이격거리가 기준거리보다 크거나 작으면 상기 제어부(8)는 구동부(4)의 모터(43)를 통해 휠(41, 도 1)을 제어함으로써 상기 본체(1)가 기준거리에 위치하도록 본체를 이동시키는 것이다. 이 경우, 상기 기준거리는 상한과 하한을 가지는 기준거리범위로 설정될 수 있다.

한편, 상기 제어부(8)는 본체를 이동시켜 기준거리 내에 본체를 위치 시킬 경우 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기 설정된 기준각도(또는 기준각도 범위) 내에 있도록 본체를 회전(본체의 자세변경)시킴이 바람직하다.

이는 상기 본체가 이동해야하는 거리는 본체의 현재위치에서 추적대상을 중심으로 기준거리(또는 기준거리범위)를 반지름으로 하는 원주까지의 거리이므로 본체(1)가 기준거리에 속하는 위치로 이동할 때 원주의 중심인 추적대상을 향하여 이동하면 이동경로를 최소화할 수 있기 때문이다.

이 경우, 상기 모터(43)는 본체의 자세변경이 신속하고 정확할 수 있도록 본체(1)의 양단에 구비되는 휠(41) 각각에 구비됨이 바람직하고, 상기 본체의 자세변경은 본체의 이동 전, 이동 중, 이동 후 진행될 수 있다.

도 9는 청소기의 제어과정을 보여주는 순서도로, 이하에서는 본 발명 청소기의 제어과정에 대해 설명한다.

청소기의 구동명령이 입력되면 영상촬영부(51)는 타겟인 사용자 또는 흡입노즐이 포함된 전방면 이미지를 촬영(S100)하게 되며, 영상분리부(53)는 시차를 두고 촬영된 적어도 2 이상의 전방면 이미지로부터 타겟이미지를 설정, 최후에 촬영된 전방면 이미지에서 타겟이미지를 분리(S200)한다.

이후, 제어부(8)는 타겟이미지를 저장부(55)에 저장된 이격거리 데이터, 각도데이터와 비교하여 본체와 타겟 사이의 이격거리 및 각도(방향)를 판단(S300)하게 된다.

본체와 추적대상인 사용자 또는 흡입노즐 사이의 상대적 위치가 판단되면, 제어부(8)는 기 설정된 기준거리범위(또는 기준거리) 내에 상기 이격거리가 포함되는지 여부를 판단(S400)한다.

이격거리가 기준거리범위 내에 있으면 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기준각도범위 내에 있는지 판단(S410)하는 단계가 진행된다.

만약, 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기준각도범위 외에 있으면 제어부(8)는 본체의 위치를 변경하지 않으나, 제어부(8)는 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기준각도범위 내에 있도록 상기 본체(1)를 회전(자세변경, S430)시킨다.

한편, 이격거리가 기준거리범위 내에 있지 않다고 판단되면 상기 제어부(8)는 이격거리가 기준거리범위 내에 속하는 위치로 본체를 이동시키기 위해 구동부(4)를 제어하게 된다.

다만, 상기 본체의 이동 경로를 최소화할 수 있도록 이동방향을 결정하는 단계(S500)가 본체의 이동 전 진행됨이 바람직하다.

즉, 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기준각도범위 내에 있으면 기준거리까지 곧바로 본체를 이동시키고(S530), 본체로부터 타겟이 위치한 방향의 각도가 기준각도범위 외에 있으면 본체가 타겟을 향하도록 회전시킨 뒤 기준거리까지 이동시킨다(S510).

물론, 상기 본체의 자세변경은 본체를 기준거리까지 이동시키는 과정에서 진행되어도 무방하다.

본체의 이동이 완료되면 제어부(8)는 청소종료신호의 발생여부를 판단(S600)하고, 청소종료신호가 없으면 영상촬영부(51)가 전방면 이미지를 재촬영(S610)한 뒤 상술한 단계를 반복하게 된다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

청소기: 100 흡입노즐: 2 연결관: 3
구동부: 4 휠: 41 모터: 43
영상처리장치: 5 영상촬영부: 51 영상분리부: 53
저장부: 55 발광부: 6 제어부: 8

Claims

흡입모터가 구비되는 본체;
상기 본체와 이격되어 구비되는 흡입노즐;
상기 본체에 구비되어 상기 본체의 전방면 이미지를 촬영하고, 상기 전방면 이미지를 이용하여 상기 본체와 상기 본체가 추적하도록 설정된 타겟의 상대적 위치정보를 인식하는 영상처리장치;
상기 본체를 이동시키는 구동부;
상기 영상처리부가 제공하는 위치정보 중 상기 본체와 상기 타겟 사이의 이격거리가 기 설정된 기준거리범위 내에 포함되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 영상처리장치는 상기 전방면 이미지를 촬영하는 영상촬영부와, 촬영된 전방면 이미지로부터 상기 타겟의 이미지를 분리하는 영상분리부, 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 이격거리 데이터가 저장된 저장부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 이격거리 데이터와 상기 타겟 이미지의 위치를 통해 상기 이격거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 타겟은 상기 흡입노즐을 운전하는 사용자인 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 영상촬영부는 시차를 두고 적어도 두 개의 전방면 이미지를 촬영하고,
상기 영상분리부는 상기 두 개의 전방면 이미지를 비교하여 위치변동이 가장 큰 이미지를 타겟이미지로 설정하고, 상기 두 개의 전방면 이미지 중 늦게 촬영된 전방면 이미지로부터 타겟이미지를 분리하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 타겟이미지의 최하단에 대응하는 이격거리 데이터를 상기 이격거리로 설정하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 영상처리장치가 상기 전방면 이미지로부터 인식하는 위치정보는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도를 포함하고,
상기 제어부는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도가 기 설정된 기준각도범위 내에 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 청소기.
제6항에 있어서,
상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고,
상기 제어부는 상기 타겟 이미지의 위치에 대응하는 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 타겟은 상기 흡입노즐인 것을 특징으로 하는 청소기.
제8항에 있어서,
상기 흡입노즐에 구비되되 소정거리 이격된 적어도 두 개의 발광부를 더 포함하고,
상기 영상처리장치는 상기 발광부에서 방출된 빛을 촬영하여 상기 본체와 상기 타겟의 상대적 위치정보를 인식하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제9항에 있어서,
상기 영상처리장치는 상기 발광부에서 방출되는 빛이 포함된 전방면 이미지를 촬영하는 영상촬영부와, 상기 전방면 이미지 내부에 촬영된 상기 발광부의 빛과 빛 사이의 거리에 대응하는 이격거리 데이터가 저장된 저장부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 빛과 빛 사이의 거리를 상기 이격거리 데이터와 비교하여 상기 이격거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제10항에 있어서,
상기 영상처리장치가 상기 전방면 이미지로부터 인식하는 위치정보는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도를 포함하고,
상기 제어부는 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치한 방향의 각도가 기 설정된 기준각도범위 내에 있도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 청소기.
제11항에 있어서,
상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 각 점의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고,
상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 상기 발광부의 빛 중 어느 하나에 대응하는 상기 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치하는 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제11항에 있어서,
상기 저장부는 상기 전방면 이미지 내부에 존재하는 각 점의 위치에 대응하는 각도데이터를 저장하고,
상기 제어부는 상기 전방면 이미지에 촬영된 상기 발광부의 빛과 빛 사이의 중심점에 대응하는 상기 각도데이터를 상기 본체로부터 상기 타겟이 위치하는 방향의 각도로 인식하는 것을 특징으로 하는 청소기.