KR20130029852A - 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇 및 이의 제어 시스템 - Google Patents

청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇 및 이의 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자가 제공하는 청소구역 정보, 장애물 위치 정보, 청소구역 이동 경로 정보 및 청소패턴 정보를 입력받아 청소를 수행하고, 청소 로봇이 설정된 청소구역을 따라 이동한 경로와 청소구역의 청소 여부가 표시되도록 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇과 이의 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 청소구역의 이미지 정보를 생성하고, 상기 생성된 청소구역의 이미지 정보가 표시되도록 하는 입력/출력부; 상기 입력/출력부를 통해 생성된 청소구역의 이미지 정보에 기초하여 청소구역 정보를 설정하고, 상기 설정된 청소구역 정보가 상기 입력/출력부를 통해 표시되도록 하며, 상기 설정된 청소구역 정보를 설정된 청소패턴에 따라 자율 이동하며 청소 동작이 수행되도록 동작 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 청소구역을 이동하면서 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하여 청소하는 청소/구동부를 포함한다. 따라서 사용자가 제공하는 청소구역 정보에 근거하여 자율적인 청소작업의 수행과 함께 청소구역의 정확한 위치 정보를 통해 효과적인 청소 작업을 수행할 수 있고, 청소 후 상기 청소구역을 따라 이동하며 청소한 실제 청소구역 정보를 확인할 수 있는 장점이 있다.

Description

청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇 및 이의 제어 시스템 {CLEANING ROBOT FOR ENABLING SET UP DATA OF CLEANING AREA AND VERIFICATION OF AFTER CLEANING REAL CLEANING AREA AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇과 이의 제어 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 제공하는 청소구역 정보, 장애물 위치 정보, 청소구역 이동 경로 정보 및 청소패턴 정보를 입력받아 청소를 수행하고, 청소 로봇이 설정된 청소구역을 따라 이동한 경로와 청소구역의 청소 여부가 표시되도록 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇과 이의 제어 시스템에 관한 것이다.
최근 기술의 발달로 인하여 가사를 보조하는 다양한 가정용 로봇이 출시되고 있으며, 특히 청소 로봇은 대중화되어 가고 있는 추세이다.
이와 같은 청소 로봇은 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기이다.
이러한 청소 로봇은 몸체의 전면부에 설치된 다수개의 적외선 센서 또는 초음파 센서에 의해 장애물의 존재 유무를 판별하여 가구, 사무용품, 벽 등의 장애물이 감지되면 주행방향을 전환하여 장애물을 회피하도록 구성되어 있다.
또한, 종래의 청소 로봇은 청소구역에 대한 정확한 지도 정보가 없거나 또는 청소 로봇이 이동하면서 스스로 작성한 지도 정보를 이용하여 항상 동일한 청소구역을 동일한 방법으로 청소하므로 원하는 청소구역과 방법을 정확하게 지정하기 어렵고, 해당 청소구역에 대한 청소가 실제로 정확하게 이루어졌는지 여부를 사용자가 확인할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자가 제공하는 청소구역 정보, 장애물 위치 정보, 청소구역 이동 경로 정보 및 청소패턴 정보를 입력받아 청소를 수행하고, 청소 로봇이 설정된 청소구역을 따라 이동한 경로와 청소구역의 청소 여부가 표시되도록 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇과 이의 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 청소 로봇으로서,
청소구역의 이미지 정보를 생성하고, 상기 생성된 청소구역의 이미지 정보가 표시되도록 하는 입력/출력부; 상기 입력/출력부를 통해 생성된 청소구역의 이미지 정보에 기초하여 청소구역 정보를 설정하고, 상기 설정된 청소구역 정보가 상기 입력/출력부를 통해 표시되도록 하며, 상기 설정된 청소구역 정보를 설정된 청소패턴에 따라 자율 이동하며 청소 동작이 수행되도록 동작 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 청소구역을 이동하면서 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하여 청소하는 청소/구동부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소 로봇은 외부 단말기와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하여 상기 청소구역의 이미지 정보 및 사용자가 입력하는 청소 설정 정보와 상기 설정된 청소구역 정보를 따라 자율 이동하며 청소 동작을 수행한 결과 정보가 송수신되도록 하는 데이터 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 청소 로봇의 주변에 위치한 장애물을 검출하여 상기 제어부로 제공하는 장애물 검출수단을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 장애물 검출수단으로부터 제공되는 장애물 검출 여부에 따라 상기 청소/구동부의 동작 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 청소 대상 실내의 윤곽을 나타내는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 장애물의 위치 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 청소구역의 면적 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소 구역의 이미지 정보는 청소 로봇이 청소를 수행하게 될 공간을 실제 주행하며 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소 로봇이 실제 주행으로 획득한 청소 구역의 이미지 정보는 사용자로부터 상기 이미지 정보의 변경 정보가 입력되면, 상기 입력된 변경 정보를 반영하여 새로운 이미지 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 미리 제작된 청소구역의 평면도를 다운로드 받아 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 상기 입력/출력부를 통해 사용자가 입력하는 청소구역의 드로잉(Drawing) 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 청소가 종료되면 상기 입력/출력부를 통해 청소 정보와 자율 이동하며 청소한 경로와 청소구역에서의 이동 경로 및 청소 패턴 정보를 상기 청소구역의 이미지 정보 상에 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 사용자가 임의의 청소패턴을 입력하면 상기 입력된 청소패턴에 따라 설정된 청소구역을 자율 이동하며 청소 동작이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 청소 로봇의 제어 시스템으로서,
청소구역의 이미지 정보를 생성하여 청소구역 정보를 설정하고, 임의의 이동 경로 정보와 상기 설정된 청소구역 정보에 따라 청소구역을 자율 이동하면서 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하여 청소하며, 상기 설정된 청소구역 정보, 청소 결과 및 청소 후 실제 청소구역 정보를 단말기로 제공하는 청소 로봇; 및 상기 청소 로봇과 접속하여 사용자로부터 입력되는 상기 청소구역의 이미지 정보와 사용자가 설정하는 이동 경로 정보를 상기 청소 로봇으로 전송하고, 상기 청소 로봇으로부터 전송되는 청소구역 정보와 청소 결과 정보와 청소 후 상기 청소구역을 따라 이동하며 청소한 실제 청소구역 정보를 수신하여 디스플레이되도록 하는 단말기를 포함하고, 상기 단말기는 컴퓨터 및 이동통신 단말기 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 실내의 윤곽선 정보 및 실내의 평면도 정보 중 적어도 하나이고, 상기 청소구역의 이미지 정보는 장애물의 위치 정보 및 상기 청소구역의 면적 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 장애물의 위치 정보 또는 상기 청소구역의 면적 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 청소구역의 이미지 정보는 실내의 윤곽선 정보 또는 실내의 평면도 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자가 제공하는 청소구역 정보에 근거하여 자율적인 청소작업의 수행과 함께 청소구역의 정확한 위치 정보를 통해 효과적인 청소 작업의 수행과 청소 후 상기 청소구역을 따라 이동하며 청소한 실제 청소구역 정보를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 청소구역에 위치한 장애물 정보를 미리 확인할 수 있어 효과적인 청소 패턴의 설정으로 청소 효율을 개선할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 청소구역에 대한 청소 로봇의 이동 경로를 확인할 수 있어서 정해진 청소구역에 대하여 실제로 청소가 이루어졌는지 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 설정한 청소구역 내에서 청소 로봇의 이동 경로 또는 패턴을 설정함으로써 청소 결과에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇을 나타낸 사시도.
도 2 는 도 1에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 구성을 나타낸 블록도.
도 3 은 도 1에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템을 나타낸 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 동작 과정을 나타낸 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 청소구역 이미지 정보 및 장애물 위치 정보의 설정을 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇이 청소구역 이미지 정보 및 장애물 위치 정보의 따라 설정한 청소구역 정보를 나타낸 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇이 도 6에서 설정된 청소구역을 이동한 경로 표시 화면을 나타낸 예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 청소 결과 표시 화면을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇 및 이의 제어 시스템에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇 및 이의 제어 시스템을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명에 따른 청소 로봇 및 이의 제어 시스템은 도 3과 같이, 청소 로봇(100), 컴퓨터(200) 및 이동통신 단말기(300)를 포함하여 구성된다.
상기 청소 로봇(100)은 도 1 및 도 2와 같이, 원반 형상의 본체부(110)와 키입력부(120)와 센서부(130)와 카메라(140)와 제어부(150)와 청소/구동부(160)와 입력/출력부(170)와 데이터 통신부(180)를 포함하여 구성된다.
상기 키입력부(120)는 본체부(110)의 상부면 일측에 설치되어 사용자로부터 청소 로봇(100)의 청소구역 설정과, 상기 설정된 구역들을 근거로 청소 동작을 수행하는 청소 시작과, 청소 동작을 정지하는 청소 정지와, 청소 후 설정된 청소구역을 실제로 청소하였는지 여부의 확인과, 사용자 설정 정보의 입력 확인 및 재설정과 삭제 등의 명령을 입력받는다.
상기 센서부(130)는 청소 로봇(100)의 본체부(110) 일측에 다수 설치되어 청소구역을 청소하는 중에 청소 로봇(100) 주변의 전방 또는 좌/우측에 위치한 장애물을 검출하여 충돌 회피 정보로 제공되도록 하고, 상기 검출된 장애물의 위치 정보는 상기 설정된 청소구역 정보에 반영시켜 다음 주행시에 상기 검출된 장애물에 대한 회피 기동이 가능하도록 한다.
또한, 상기 센서부(130)는 초음파 센서(Supersonic Sensor), 적외선 센서(Infra Red Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor),레이저 레이더(Lidar) 등을 통해 신호를 송신하고, 상기 송신된 신호가 물체에 반사되어 수신된 신호를 분석하여 장애물의 위치 및 장애물과의 거리를 검출하는 거리 센서나, 장애물과의 충돌에 의해 장애물을 감지하는 충돌 센서 등을 이용할 수 있다.
상기 카메라(140)는 청소 로봇(100)의 본체부(110) 일측에 적어도 하나 이상 설치되어 청소 로봇(100) 주변의 화면을 촬영한다.
또한, 상기 카메라(140)는 CCD 타입의 촬상소자, CMOS 타입의 촬상 소자 또는 영상 촬영이 가능한 모든 타입의 촬상 소자를 사용해도 무방하다.
상기 제어부(150)는 청소 로봇(100)의 전반적인 동작을 제어하는 구성으로서 청소구역 정보가 설정되도록 제어하고 상기 설정된 청소구역을 미리 설정된 청소 패턴에 따라 자율 이동하며 청소가 이루어지도록 제어하며, 청소의 종료 후 상기 청소 로봇(100)이 상기 청소구역을 이동한 경로 정보가 표시되도록 한다.
상기 청소구역 정보는 사용자가 드로잉(Drawing) 등을 통해 직접 작성한 청소구역 정보가 설정되도록 하거나, 또는 미리 제작된 평면도 등의 이미지 정보를 다운로드 받아서 청소구역 정보로 설정되도록 하거나, 또는 상기 청소 로봇(100)이 청소구역을 직접 주행하며 획득한 정보를 청소구역 정보로 설정할 수 있으며, 상기 청소구역의 설정 방법 중 두 개 이상을 조합하여 청소구역 정보로 설정할 수도 있다.
상기 청소구역 정보를 사용자가 드로잉으로 작성한 정보로 설정하는 경우 상기 제어부(150)는 키입력부(120)와 입력/출력부(170)를 통해 사용자가 설정 정보와 청소구역의 윤곽 이미지를 드로잉하여 입력한 청소구역의 이미지 정보에 기초하여 청소의 대상이 되는 청소구역 정보를 설정하고, 상기 설정된 청소구역 정보는 저장부(151)에 저장한다.
또한, 상기 청소구역 정보를 미리 제작된 외부의 평면도로 설정하는 경우, 상기 제어부(150)는 데이터 통신부(180)를 통해 드로잉이 가능한 프로그램이 설치된 컴퓨터(200) 또는 평면도를 그리거나 장애물의 위치 설정이 가능한 응용 프로그램(앱)이 설치된 스마트 폰 등의 이동통신 단말기(300)와 유선 통신 또는 무선 통신중 적어도 어느 하나를 통해 접속한 후 상기 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)에서 작성한 청소구역의 이미지 정보를 다운로드 받아 청소구역 정보로 설정하고, 상기 설정된 청소구역 정보는 저장부(151)에 저장한다.
상기 다운로드 받는 청소구역의 이미지 정보는 미리 제작된 평면도 정보로서, 예를 들면, 사용자가 드로잉 프로그램을 통해 작성한 평면도이거나, 구청, 부동산 거래 사이트, 건설사 등에서 제공되는 건물의 내부 구조를 나타낸 정보이다.
또한, 상기 청소구역 정보를 청소 로봇이 주행하며 획득한 정보로 설정하는 경우, 상기 제어부(150)는 청소 대상이 되는 실내를 주행하며 센서부(130)와 카메라(140)에서 획득한 이미지 정보를 주행 거리와 이동 방향에 따라 X-Y 좌표값으로 변환한 청소구역 정보로 생성하여 저장부(151)에 저장한다.
또한, 상기 제어부(150)는 청소 로봇(100)이 직접 주행하며 획득한 청소구역 정보에 사용자가 추가 정보의 입력을 요청하면, 저장부(151)에 저장된 청소구역 정보를 로딩하여 디스플레이시키고, 입력/출력부(170)에서 검출되는 추가 정보를 상기 로딩된 청소구역 정보에 반영하여 저장되도록 한다.
즉 사용자가 정확한 청소구역 정보를 설정하기 위해 직선 또는 곡선 등의 드로잉 정보와 장애물의 위치 정보 등을 추가 입력하면, 상기 입력된 추가 정보가 저장부(151)에 저장된 청소구역 정보에 반영되도록 한다.
상기 청소구역 정보는 이미지 정보로 저장되고, 상기 청소구역의 이미지 정보는 실내의 윤곽을 나타내며, 이때 화분, 테이블, 의자 가구 등의 청소구역 내에 위치한 장애물의 위치 정보를 포함한다.
상기 장애물의 위치 정보는 청소 로봇(100)의 자가 주행을 통해 직접 획득할 수도 있고, 사용자가 상기 입력/출력부(170)를 통해 제공하는 장애물의 위치 정보를 입력받아 획득할 수도 있다.
또한, 상기 청소구역 정보는 설정된 청소구역의 가로 길이 정보, 세로 길이 정보 및 전체 면적 정보를 포함하여 청소 동작을 수행하는 경우 해당 청소구역을 청소하는데 걸리는 시간 등을 산출하는 정보로 사용될 수 있다.
상기 청소구역의 길이 및 면적 정보는 사용자가 입력할 수도 있고, 청소 로봇(100)이 주행하며 획득한 X-Y 좌표값을 이용하여 산출할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 상기 설정된 청소구역 정보를 상기 입력/출력부(170)로 전송하여 디스플레이되도록 하며, 청소 동작시 상기 설정된 청소구역 정보에 따라 이동하면서 청소 동작 제어 신호를 출력한다.
한편, 상기 제어부(150)는 청소 동작을 수행할 경우 청소의 대상이 되는 청소구역 정보와 추천 청소 패턴 정보(600)가 입력/출력부(170)를 통해 디스플레이되도록 하고, 사용자가 입력하는 청소구역의 선택 정보와 청소 패턴 정보(예를 들면, 지그재그 이동, 나선형 이동 등)에 따라 청소 동작을 수행하기 위한 동작 제어 신호를 출력한다.
즉 상기 제어부(150)는 사용자가 청소구역 전체에 대한 청소인지 임의의 선택 구역에 대한 청소인지 여부를 선택할 수 있도록 하는 청소구역 선택 정보와, 청소 패턴 정보를 디스플레이하여 사용자가 선택하는 청소구역 정보와 청소패턴 정보에 따라 청소로봇(100)의 동작 제어 신호가 출력되도록 한다.
또한, 상기 제어부(150)는 사용자가 선택한 청소구역 정보와 청소패턴 정보에 따라 청소 동작을 수행하는 동안 청소로봇(100)이 해당 청소구역을 이동한 경로 정보를 저장부(151)에 저장하고, 사용자로부터 청소 후 결과를 확인하기 위한 출력 요청이 입력되는지 여부에 따라 상기 저장부(151)에 저장된 청소구역 정보와 이동한 경로 정보가 입력/출력부(170)로 출력되도록 한다.
즉 설정된 청소구역의 청소가 이루어졌는지 여부를 확인하기 위해 사용자가 입력/출력부(170)를 통해 설정한 청소구역 내에서 청소 로봇(100)이 이동한 경로의 확인을 입력하면, 상기 제어부(150)는 저장부(151)에 저장된 청소구역과 이동 경로 정보를 검색하여 이동 경로 정보에 대응하는 실제 청소 경로선(610)을 디스플레이함으로써 사용자가 설정한 청소구역에 대하여 실제로 청소가 이루어졌는지 여부와 미청소구역(620)이 발생하였는지 여부를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(150)는 미청소구역(620)의 발생으로 인해 재설정 청소구역(700) 정보가 입력되면, 사용자의 선택에 따라 선택된 청소 패턴으로 재설정 청소구역(700)을 자율 이동하며 청소하도록 동작 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부(150)는 센서부(130)와 카메라(140)를 통해 사전에 저장되지 않은 임의의 장애물에 대한 이미지 정보가 검출되면, 상기 검출된 이미지 정보를 영상 인식 프로그램을 통해 분석하여 장애물의 유무, 위치 및 거리 등을 판단하고, 상기 판단결과 장애물인 경우 상기 검출된 장애물의 위치 정보를 청소구역 정보에 반영하여 다음 청소시에 장애물을 회피하여 주행할 수 있도록 한다.
상기 저장부(151)는 플래시 메모리 등의 저장수단으로서, 청소구역 정보, 청소 로봇의 이동 경로, 청소구역의 청소 유무, 사용자 설정 정보, 시간정보, 청소 로봇의 충전 상태정보, 청소 동작의 수행중 검출된 장애물 정보, 영상 인식 프로그램 등을 저장한다.
상기 청소/구동부(160)는 하나 또는 둘 이상의 바퀴와 연결되고, 모터 등을 통해 제어부(150)에서 출력되는 동작 제어 신호에 따라 이동, 정지, 방향 전환 등의 주행 동작을 수행한다.
여기서, 상기 동작 제어 신호는 원격 제어 명령, 직접 제어 명령 또는 내부에 구비된 제어 알고리즘 중 어느 하나의 제어 신호이고, 상기 청소/구동부(160)는 바퀴와 연결된 엔코더를 더 포함하여 설치되며, 상기 엔코더 등의 센서들이 검출한 주행 신호는 청소 로봇(100)의 이동 경로, 주행 거리, 청소 로봇의 현재 위치 정보 등을 판단하기 위한 정보로 사용될 수 있도록 상기 제어부(150)로 제공된다.
또한, 상기 청소/구동부(160)는 청소 로봇(100)이 이동 중이거나 또는 정지 중에 바닥에 있는 이물질을 흡수하여 청소 동작을 수행하고, 공기 중의 오염물질을 정화하는 공기정화 수단을 포함할 수 있다.
상기 입력/출력부(170)는 청소 로봇(100)의 상부에 설치되고, 사용자로부터 입력되는 청소구역의 이미지 정보와, 청소 로봇의 이동 경로 정보와 제어부(150)가 생성한 청소구역 정보와 함께, 청소 로봇(100)의 이동 경로 표시와 사용자의 설정 정보, 시간정보, 청소 로봇의 충전 상태정보, 현재 청소 상태정보 및 청소패턴 정보 등이 표시되도록 한다.
또한, 상기 입력/출력부(170)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)를 이용한 터치 스크린이다.
상기 데이터 통신부(180)는 청소 로봇(100)과 외부 장치인 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300) 등과 데이터 통신을 수행하는 구성으로서, 미리 설정된 포맷의 평면도 정보, 사용자가 작성한 청소구역의 이미지 정보, 사용자가 설정하는 청소 정보 또는 청소패턴 정보 등을 수신하고, 청소 여부의 결과 신호를 상기 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)로 송신하며, USB 통신부(181)와 무선 통신부(182)를 포함한다.
상기 USB 통신부(181)는 본체부(110)의 상면 일측에 덮개부(111)를 포함한 수납홈에 설치되고, 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)와 USB 통신을 이용한 데이터의 송수신이 가능하도록 한다.
상기 무선 통신부(182)는 본체부(110)의 상면 일측에 덮개부(111)를 포함한 수납홈에 설치되어 미리 설정된 통신 포맷(예를 들면, 블루투스 통신, 무선 USB 통신, NFC 통신, 지그비 통신)에 따라 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)와 무선 통신부(182) 사이에 무선 데이터 송수신이 수행되도록 한다.
본 실시예에서는 블루투스 통신을 이용하여 무선 통신부(182)의 무선 데이터 통신이 수행되는 것을 설명하였지만, 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나로서 가정/사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10～20m 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 지그비(Zigbee) 통신이나, 무선접속장치(AP)가 설치된 곳의 일정 거리 안에서 초고속 인터넷을 할 수 있는 근거리 통신망인 와이파이(Wi-Fi) 통신이나, 유니버설 시리얼 버스(USB)의 무선 형식으로서 초광대역 무선(UWB) 기술을 이용하여 유선 USB와 같이 2m 내에서 480Mpbs, 10m 내에서 110Mbps 전송 속도로 전송할 수 있는 UWB(Ultra Wideband) 통신이나, 13.56Mz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 무선 데이터 통신을 수행하도록 변경 실시하는 것도 가능하고, 이는 당업자에게 있어 이들 무선 통신 방식중 어느 하나를 선택하여 용이하게 실시할 수 있음이 자명할 것이다.
상기 컴퓨터(200)는 임의의 드로잉 프로그램을 통해 실내의 윤곽선 정보 또는 실내의 평면도 정보를 포함한 청소구역의 이미지 정보가 생성되도록 하고, 상기 생성된 청소구역의 이미지 정보에 전체 바닥면과 각 방의 가로 길이, 세로 길이 및 전체 면적 정보 등의 수치 정보와 장애물의 위치 정보를 포함하여 데이터 통신부(180)를 통해 청소 로봇(100)으로 전송되도록 한다.
또한, 상기 컴퓨터(200)는 상기 청소 로봇(100)의 저장부(151)에 저장된 청소구역 정보, 청소 로봇의 이동 경로, 청소구역의 청소 유무, 사용자 설정 정보, 시간정보, 청소 로봇의 충전 상태정보, 청소 동작의 수행중 검출된 장애물 정보 등을 수신하여 사용자에게 디스플레이되도록 한다.
상기 이동통신 단말기(300)는 스마트폰 또는 태블릿 PC 중 적어도 어느 하나이고, 응용 프로그램의 설치가 가능한 이동통신 단말기는 모두 사용 가능하다.
즉 상기 이동통신 단말기(300)에는 앱을 이용한 드로잉 프로그램이 설치되어 사용자가 청소구역의 이미지 정보를 그려서 편집하거나, 공지된 아파트 등의 평면도 정보를 사용할 수 있으며, 청소구역의 이미지 정보에 전체 바닥면과 각 방의 가로 길이, 세로 길이 및 전체 면적 정보 등의 수치 정보와 장애물의 위치 정보를 포함한 정보들을 청소 로봇(100)에 제공한다.
또한, 상기 이동통신 단말기(300)는 청소구역의 이미지 정보가 데이터 통신부(180)를 통해 블루투스 등의 무선 데이터 통신으로 청소 로봇(100)에게 전송되도록 하고, 상기 청소 로봇(100)으로부터 전송되는 청소구역 정보, 청소 로봇의 이동 경로, 청소구역의 청소 유무, 사용자 설정 정보, 시간정보, 청소 로봇의 충전 상태정보, 청소 동작의 수행중 검출된 장애물 정보 등을 수신하여 디스플레이되도록 한다.
다음은 본 발명에 따른 청소 로봇과 이의 제어 시스템이 동작하는 과정을 설명한다.
청소 로봇(100)은 입력/출력부(170)를 통해 사용자가 직접 작성한 청소구역 정보 또는 데이터 통신부(180)를 통해 연결된 컴퓨터(200) 또는 이동 통신 단말기(300)에서 미리 제작된 평면도 등의 정보를 다운로드 받아서 설정한 청소구역 정보 또는 상기 청소 로봇(100)이 청소구역을 직접 주행하며 획득한 청소구역 정보 또는 상기 청소구역의 설정 방법 중 두 개 이상을 조합하여 생성된 청소구역 정보와, 장애물 정보와, 키입력부(120) 또는 입력/출력부(170) 중 어느 하나를 통해 이동 경로 정보, 청소 조건, 예약 시간 설정 등의 청소 설정 정보 등을 포함한 사용자 설정 정보를 검출(S100)한다.
상기 청소 로봇(100)은 상기 S100단계에서 설정된 청소구역 정보, 장애물 정보, 사용자 설정 정보 등이 포함된 청소구역 정보로 변환(S110)하고, 상기 변환된 정보에 기초하여 청소구역 정보를 설정(S120)하며, 상기 설정된 청소구역 정보를 저장부(151)에 저장한다.
상기 청소구역 정보 설정은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자가 입력/출력부(170), 컴퓨터(200), 이동통신 단말기(300) 중 어느 하나를 통해 청소구역의 이미지 정보 또는 청소 로봇(100)이 자율 주행을 통해 획득한 청소구역의 이미지 정보에서 청소 로봇(100)이 청소구역 정보 설정 화면(400) 상에서 벽체(410)의 윤곽선 정보와, 상기 이미지 정보 상에 제 1 내지 제 3 장애물(420, 421, 422)의 위치 정보와 현관 등의 문턱(430) 위치 정보가 포함된 실내의 윤곽선 정보 등이 포함되도록 설정한다.
또한, 상기 청소구역 정보 설정 화면(400)을 통해 임의의 청소구역 정보가 입력되면, 제어부(150)가 키입력부(120), 입력/출력부(170), 센서부(130) 또는 카메라(140) 등을 통해 벽체(410)의 위치와 제 1 내지 제 3 장애물(420, 421, 422)의 위치와 문턱(430) 위치 등의 정보를 기준 좌표계 정보에 따라 X축 및 Y축을 설정하고 상기 설정된 X-Y축의 2차원 청소구역 이미지상에 제공되는 평면도 정보와 장애물의 위치 정보를 투영시켜 청소구역 정보(510)를 생성한다.
이때 2차원 청소구역 이미지상에 투영되는 예를 들면, 직선, 원, 원호, 자유 곡선, 직사각형 및 다각형 등의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징 정보들의 좌표계 정보 및 수치 정보를 검출하여 청소구역 정보(510)에 반영되도록 한다.
또한, X-Y 좌표값으로 변환된 정보는 청소구역의 전체 바닥면과 각 방의 가로 길이, 세로 길이 및 전체 면적 정보로 산출되어 청소 로봇의 단위 시간당 이동 거리를 이용하여 예상 청소 시간을 산출하는데 사용한다.
상기 S120 단계를 수행한 후 상기 청소 로봇(100)은 청소구역의 설정이 완료되면 사용자로부터 청소 시작 명령이 검출되는지 여부를 판단(S130)하고, 상기 판단 결과 청소 시작 명령이 검출되면 상기 S120단계에서 설정된 청소구역 정보에 따라 청소 및 주행을 위한 동작 제어 신호를 청소/구동부(160)로 출력하여 청소를 수행(S140)한다.
상기 S130단계의 청소 시작은 키입력부(120) 또는 입력/출력부(170)를 통해 입력되는 신호이거나, 사용자에 의해 설정된 예약 청소 시간정보 신호이거나, 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)에서 전송되는 원격 제어 신호 중 어느 하나로부터 입력되는 신호이다.
또한, 상기 S130단계에서 상기 청소 로봇(100)은 S120단계에서 저장된 청소구역 정보와 함께 지그재그 이동, 나선형 이동과 같은 추천 청소패턴 정보(600)가 입력/출력부(170)를 통해 디스플레이되도록 하고, 사용자가 입력하는 청소구역의 선택 정보와 청소패턴 정보를 저장한다.
상기 S140단계의 청소를 수행하는 동안 청소 로봇(100)은 센서부(130), 카메라(140) 및 청소/구동부(160)의 바퀴 등에 설치된 엔코더를 통해 이동거리를 검출하여 청소구역을 따라 이동하는 청소 로봇(100)의 현재 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 청소구역 정보 상의 위치 정보와 대비하여 청소 로봇의 이동 경로를 저장부(151)에 저장(S150)한다.
상기 청소 로봇(100)은 청소의 종료 후 사용자가 입력/출력부(170)를 통해 청소 로봇이 실제로 청소한 구역을 확인하기 위한 화면의 출력 요청이 입력되면 상기 S150 단계에서 저장된 청소 로봇의 청소구역과 이동 경로 정보를 저장부(151)에서 검색하여 이동 경로 정보에 대응하는 실제 청소 경로선(610)이 디스플레이되도록 함으로써 사용자가 설정한 청소구역에 대하여 실제로 청소가 이루어졌는지 여부와 미청소구역(620)이 발생하였는지 여부를 확인할 수 있도록 하고, 실제 청소 경로선(610)이 포함된 청소 결과 안내 정보를 입력/출력부(170)를 통해 표시(S160)되도록 한다.
또한, 상기 S160단계의 청소 결과 안내 정보는 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 연결된 컴퓨터(200) 또는 이동통신 단말기(300)로 제공될 수 있다.
한편, 상기 청소 로봇(100)은 S150 단계를 수행하면서 신규 장애물 정보가 검출되면 상기 검출된 장애물 정보를 저장부(151)에 저장하고, 청소 작업을 종료한 후 상기 검출된 신규 장애물 정보를 청소구역 정보에 업데이트되도록 하여 다음 청소 작업시에 반영한다.
따라서 자율적인 청소작업의 수행과 함께 청소구역의 정확한 위치 정보를 통해 효과적인 청소 작업을 수행할 수 있고, 청소구역에 위치한 장애물 정보를 미리 확인할 수 있어 효과적인 청소 패턴의 설정으로 청소 효율을 개선할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 청소 로봇 110 : 본체부
111 : 덮개부 120 : 키입력부
130 : 센서부 140 : 카메라
150 : 제어부 151 : 저장부
160 : 청소/ 구동부 170 : 입력/출력부
180 : 데이터 통신부 181 : USB 통신부
182 : 무선 통신부 200 : 컴퓨터
300 : 이동 통신 단말기 400 : 정보 설정 화면
410 : 벽체 420 : 제 1 장애물
421 : 제 2 장애물 422 : 제 3 장애물
430 : 문턱 500 : 청소구역 화면
510 : 청소구역 정보 520 : 이동 경로선
600 : 추천 청소 패턴 610 : 실제 청소 경로선
620 : 미청소구역 700 : 재설정 청소구역

Claims (16)

  1. 청소 로봇으로서,
    청소구역의 이미지 정보를 생성하고, 상기 생성된 청소구역의 이미지 정보가 표시되도록 하는 입력/출력부;
    상기 입력/출력부를 통해 생성된 청소구역의 이미지 정보에 기초하여 청소구역 정보를 설정하고, 상기 설정된 청소구역 정보가 상기 입력/출력부를 통해 표시되도록 하며, 상기 설정된 청소구역 정보를 설정된 청소패턴에 따라 자율 이동하며 청소 동작이 수행되도록 동작 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 출력되는 동작 제어 신호에 따라 청소구역을 이동하면서 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하여 청소하는 청소/구동부를 포함하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 청소 로봇은 외부 단말기와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하여 상기 청소구역의 이미지 정보 및 사용자가 입력하는 청소 설정 정보와 상기 설정된 청소구역 정보를 따라 자율 이동하며 청소 동작을 수행한 결과 정보가 송수신되도록 하는 데이터 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 청소 로봇의 주변에 위치한 장애물을 검출하여 상기 제어부로 제공하는 장애물 검출수단을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 장애물 검출수단으로부터 제공되는 장애물 검출 여부에 따라 상기 청소/구동부의 동작 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 청소 대상 실내의 윤곽을 나타내는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 장애물의 위치 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 청소구역의 면적 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 청소 로봇이 청소를 수행하게 될 공간을 실제 주행하며 획득하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 청소 로봇이 실제 주행으로 획득한 청소구역의 이미지 정보는 사용자로부터 상기 이미지 정보의 변경 정보가 입력되면, 상기 입력된 변경 정보를 반영하여 새로운 이미지 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 미리 제작된 청소구역의 평면도를 다운로드 받아 획득하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 상기 입력/출력부를 통해 사용자가 입력하는 청소구역의 드로잉(Drawing) 정보인 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 청소가 종료되면 상기 입력/출력부를 통해 청소 정보와 자율 이동하며 청소한 경로와 청소구역에서의 이동 경로 및 청소 패턴 정보를 상기 청소구역의 이미지 정보 상에 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 사용자가 임의의 청소패턴을 입력하면 상기 입력된 청소패턴에 따라 설정된 청소구역을 자율 이동하며 청소 동작이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇.
  13. 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템으로서,
    청소구역의 이미지 정보를 생성하여 청소구역 정보를 설정하고, 임의의 이동 경로 정보와 상기 설정된 청소구역 정보에 따라 청소구역을 자율 이동하면서 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하여 청소하며, 상기 설정된 청소구역 정보, 청소 결과 및 청소 후 실제 청소구역 정보를 단말기로 제공하는 청소 로봇; 및
    상기 청소 로봇과 접속하여 사용자로부터 입력되는 상기 청소구역의 이미지 정보와 사용자가 설정하는 이동 경로 정보를 상기 청소 로봇으로 전송하고, 상기 청소 로봇으로부터 전송되는 청소구역 정보와 청소 결과 정보와 청소 후 상기 청소구역을 따라 이동하며 청소한 실제 청소구역 정보를 수신하여 디스플레이되도록 하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 장애물의 위치 정보 또는 상기 청소구역의 면적 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 청소구역의 이미지 정보는 실내의 윤곽선 정보 또는 실내의 평면도 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단말기는 컴퓨터 및 이동통신 단말기 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 청소구역 정보의 설정과 청소 후 실제 청소구역의 확인이 가능한 청소 로봇의 제어 시스템.
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