KR20160003435A

KR20160003435A - 청소 로봇 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20160003435A
Application number: KR1020140081798A
Authority: KR
Inventors: 정현수; 강진우; 김경수; 이규하
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-11
Also published as: KR102138724B1

Abstract

청소 로봇은 청소 로봇을 이동시키는 주행부, 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 청소 로봇과 상기 장애물 사이의 거리가 기준 거리 이하이면, 상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉할 때 상기 청소 로봇의 주행 속도가 충격 완화 속도 미만이 되도록 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

청소 로봇 및 그 제어 방법{CLEANING ROBOT AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

개시된 발명은 청소 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 청소 바닥을 자동으로 주행하면서 청소 바닥의 먼지를 청소하는 청소 로봇 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.

청소 로봇은 사용자의 조작 없이 청소 공간을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 장치이다. 즉, 청소 로봇은 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소한다.

기존 청소 로봇은 방향 전환을 쉽게 하기 위하여 대략 원형의 본체를 포함하였다. 이와 같이 대략 원형의 본체로 인하여 기존 청소 로봇은 벽면과 벽면이 교차하는 코너 또는 벽면과 청소 바닥이 교차하는 청소 바닥의 가장자리는 효율적으로 청소하지 못하였다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 일부 청소 로봇은 청소 로봇의 본체로부터 돌출되어 먼지를 쓸어 담는 사이드 브러시를 채용하기도 하였다.

그러나, 사이드 브러시를 채용한 청소 로봇은 사이드 브러시가 회전하는 동안 사이드 브러시에 전선, 머리카락, 실 등에 엉키는 고장의 염려가 있다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 발명의 일 측면은 장애물과 충돌 시에 청소 로봇의 충격을 최소화시키는 청소 로봇을 제공하고자 한다.

개시된 발명의 다른 일 측면은 장애물과 청소 바닥이 교차하는 청소 바닥의 가장자리를 효율적을 청소할 수 있는 청소 로봇을 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 청소 로봇은 청소 로봇을 이동시키는 주행부, 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 주행 중에 상기 청소 로봇과 상기 장애물 사이의 거리가 기준 거리 이하가 되면, 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시켜 상기 청소 로봇이 상기 장애물과 접촉하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기주행 속도를 제1 주행 속도로부터 제2 주행 속도로 감소시키도록 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 주행 속도가 복수의 단계로 감소되도록 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 주행 속도가 점차적으로 감소되도록 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 폭이 기준 폭 이상이면, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 청소 로봇이 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 폭이 상기 기준 폭 미만이면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 외곽선과 나란하게 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값보다 작으면, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 청소 로봇이 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값 이상이면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 외곽선과 나란하게 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉을 감지하는 접촉 감지부를 더 포함하고, 상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 제어부는 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉이 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

개시된 발명의 다른 일측면에 따른 청소 로봇은 적어도 일부가 플랫한 면을 포함하는 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 상기 본체와 장애물의 접촉을 감지하는 접촉 감지부, 상기 본체와 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 본체와 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 장애물과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 후진과 전진을 반복하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 상기 장애물과의 접촉없이 상기 장애물을 감지하는 장애물 감지부를 더 포함하고, 외곽선 정렬 조건이 만족되면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 본체가 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 폭이 상기 기준 폭 이상이면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값보다 작으면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 청소 바닥의 먼지를 흡입하는 청소부를 더 포함하고, 상기 외곽선 정렬 조건이 만족되면, 상기 제어부는 상기 청소부의 흡입력을 증가시킬 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 접촉 감지부는 상기 본체의 전방에 마련되어 상기 장애물과 접촉하는 범퍼, 상기 범퍼가 상기 장애물과 접촉하면 접촉 감지 신호를 출력하는 범퍼 스위치, 상기 장애물로부터 범퍼에 가해지는 외력을 상기 범퍼 스위치에 전달하는 외력 전달 부재를 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물과 접촉하면 상기 범퍼는 상기 외력 전달 부재를 가압할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 범퍼에 의하여 가압되면 상기 외력 전달 부재는 회전축을 중심으로 회전하여 상기 범퍼 스위치를 가압할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 외력 전달 부재에 의하여 가압되면 상기 범퍼 스위치는 상기 접촉 감지 신호를 출력할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 범퍼 스위치는 상기 청소 로봇의 전방 방향에 대하여 30도 내지 60도 경사지게 설치될 수 있다.

개시된 발명의 또 다른 일측면에 따른 청소 로봇은 적어도 일부가 플랫한 면을 포함하는 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 장애물이 감지되면 상기 적어도 일부가 플랫한 면이 상기 장애물과 접촉하도록 상기 본체의 이동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 장애물이 감지되면 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 거리 및 방향을 기초로 산출된 회전 중심을 중심으로 회전 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 상기 본체와 상기 장애물 사이의 접촉을 감지하는 접촉 감지부를 더 포함하고, 상기 장애물과 상기 본체의 일부 사이의 접촉이 감지되면 상기 접촉된 본체의 일부를 중심으로 상기 본체를 회전시키도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 접촉 감지부는 상기 청소 로봇의 전방에 마련되어 상기 장애물과 접촉하는 범퍼, 상기 범퍼가 상기 장애물과 접촉하면 접촉 감지 신호를 출력하는 범퍼 스위치, 상기 장애물로부터 범퍼에 가해지는 외력을 상기 범퍼 스위치에 전달하는 외력 전달 부재를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 청소 로봇의 제어 방법은 청소 로봇을 주행시키고, 상기 청소 로봇과 장애물의 사이의 거리가 기준 거리 이하가 되면, 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시켜 상기 청소 로봇과 상기 장애물을 접촉시키고, 상기 청소 로봇과 상기 장애물 사이의 접촉이 감지되면 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇을 이동시키고 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시키는 것은 상기 주행 속도를 제1 주행 속도로부터 제2 주행 속도로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시키는 것은 상기 청소 로봇의 주행 속도를 복수의 단계로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇의 제어 방법은 상기 청소 로봇의 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되면 상기 외곽선과 나란하게 상기 청소 로봇을 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇의 제어 방법은 상기 청소 로봇의 외곽선이 상기 장애물의 제1 외곽선과 정렬된 후 상기 청소 로봇의 외곽선이 상기 장애물의 제2 외곽선과 정렬되도록 상기 청소 로봇을 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 청소 로봇의 제어 방법은 사용자로부터 복귀 명령이 입력되거나 배터리의 저전력이 감지되면, 상기 청소 로봇을 충전 스테이션으로 복귀시키는 것을 더 포함하고, 상기 청소 로봇을 충전 스테이션으로 복귀시키는 동안에는 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬시키는 것을 비활성화시킬 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 청소 로봇은 장애물과의 충돌 전에 주행 속도를 감소시킴으로써 장애물과의 충돌 시에 충격을 최소화할 수 있다.

개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면 청소 로봇은 청소 로봇의 전방 외곽선과 장애물의 외곽선을 정렬시킴으로써 청소 바닥의 가장자리를 효율적을 청소할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 구성을 간략하게 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 동작을 간략하게 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 메인 바디 내부를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부의 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부가 광을 발신하는 일 예를 도시한다.
도 9은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부가 장애물에 반사된 광을 수신하는 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부의 다른 일 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 접촉 감지부의 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 모든 부분이 장애물과 접촉한 경우를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 좌측 전방이 장애물과 접촉한 경우를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 좌측면이 장애물과 접촉한 경우를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 일 예를 도시한다.
도 16은 도 15에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.
도 17은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 18은 도 17에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.
도 19는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 또 다른 일 예를 도시한다.
도 20은 도 19에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 회전 반경을 산출하는 것을 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 도 19에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 23는 도 22에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 일 예를 도시한다.
도 24는 도 22에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않는 일 예를 도시한다.
도 25는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 방법의 다른 일 예를 도시한다.
도 26은 도 25에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 일 예를 도시한다.
도 27 및 도 28은 도 25에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않는 일 예를 도시한다.
도 29는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작과 함께 장애물 주변을 집중 청소하는 장애물 주변 청소 동작의 일 예를 도시한다.
도 30는 도 29에 도시된 방법에 따라 청소 로봇이 청소하는 것을 도시한다.
도 31은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작의 일 예를 도시한다.
도 32은 도 31에 도시된 자동 청소 동작에 따라 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 것을 도시한다.
도 33은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 일 예를 도시한다.
도 34 및 도 35는 도 33에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.
도 36은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 다른 일 예를 도시한다.
도 37 및 도 38은 도 36에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.
도 39은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 다른 일 예를 도시한다.
도 40 및 도 41은 도 39에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.
도 42은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 43은 도 42에 도시된 자동 청소 동작에 따라 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 것을 도시한다.
도 44는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 충전 스테이션으로 복귀하는 복귀 동작의 일 예를 도시한다.
도 45는 도 44에 도시된 복귀 동작에 따라 청소 로봇이 충전 스테이션으로 복귀하는 것을 도시한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 구성을 간략하게 도시하고, 도 2는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 동작을 간략하게 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)은 장애물 또는 벽면과의 접촉을 감지하는 접촉 감지부(150), 청소 로봇(100)을 이동시키는 주행부(160) 및 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호에 따라 주행부(160)를 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.

접촉 감지부(150)는 청소 로봇(100)의 주행을 방해하는 장애물 또는 벽면 등과 청소 로봇(100) 사이의 접촉 내지 충돌을 감지한다. 또한, 장애물 또는 벽면 등과의 충돌이 감지되면, 접촉 감지부(150)는 제어부(140)에 접촉 감지 신호를 제공한다.

예를 들어, 접촉 감지부(150)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 장애물(O)과 청소 로봇(100)이 접촉하면, 접촉 감지부(150)는 장애물(O)과 청소 로봇(100) 사이의 접촉을 감지하고, 제어부(110)로 접촉 감지 신호를 전달한다.

또한, 접촉 감지부(150)는 장애물(O)과 청소 로봇(100)이 접촉된 부분에 따라 다른 접촉 감지 신호를 출력할 수 있다.

주행부(160)는 바퀴 또는 모터 등을 이용하여 제어부(110)의 주행 제어 신호에 따라 청소 로봇(100)을 이동시킨다.

제어부(110)는 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호에 따라 주행부(160)를 제어한다.

예를 들어, 접촉 감지 신호가 수신되지 않으면 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 청소 공간을 청소하기 위한 주행 경로를 따라 이동하도록 주행부(160)를 제어할 수 있고, 접촉 감지 신호가 수신되면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방이 장애물(O)과 밀착되도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

이와 같은 제어부(110)의 제어에 따라 청소 로봇(100)는 다양한 패턴의 주행이 가능하다.

구체적으로, 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 근접하거나 접촉하지 않으면, 청소 로봇(100)은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 공간을 청소하기 위하여 청소 공간의 곳곳을 주행할 수 있다.

이때, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 근접하거나 접촉하면, 청소 로봇(100)은 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방 부분이 장애물(O)과 밀착하도록 이동한다.

다시 말해, 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선을 정렬(align)시킨다.

이와 같이 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 밀착되어 청소하면, 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선을 따라 위치하는 먼지를 청소할 수 있다. 청소 공간의 먼지의 상당량이 장애물(O)의 외곽선을 따라 위치하므로, 장애물(O)의 외곽선을 따라 위치하는 먼지를 청소할 수 있는 청소 로봇(100)은 청소 공간에 대한 청소 능력을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 장애물(O)의 외곽선과 정렬되는 동작에 관하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 장애물(O)의 외곽선과 정렬될 수 있는 평평한 외곽선을 가지는 부분이라면 어느 부분이라도 장애물(O)의 외곽선과 정렬될 수 있다.

이상에서는 청소 로봇(100)의 구성 및 동작에 대하여 간략하게 설명하였다.

이하에서는 청소 로봇(100)의 구체적인 구성 및 동작에 대하여 자세하게 설명한다.

도 3은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 구성을 도시하고, 도 4는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한다. 또한, 도 5는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시하고, 도 6은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 메인 바디 내부를 도시한다.

도 3에 도시된 청소 로봇(100)의 외관은 청소 로봇(100)의 외관의 일 예에 불과하며, 청소 로봇(100)은 다양한 형태를 갖을 수 있다.

도 3 내지 도 6를 참조하면, 청소 로봇(100)은 메인 바디(101)와 서브 바디(103)로 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 메인 바디(101)는 대략 반원기둥의 형태를 갖을 수 있고, 서브 바디(103)는 직육면체의 형태를 갖을 수 있다.

또한, 메인 바디(101) 및 서브 바디(103)의 내부 및 외부에는 청소 로봇(100)의 기능을 실현하기 위한 구성 부품이 마련된다.

구체적으로, 청소 로봇(100)은 앞서 설명한 접촉 감지부(150), 주행부(160), 제어부(110)와 함께 사용자와 상호 작용하는 유저 인터페이스(120), 청소 로봇(100) 주변의 영상을 획득하는 영상 획득부(130), 비접촉으로 장애물(O)을 감지하는 비접촉 장애물 감지부(140), 청소 공간을 청소하는 청소부(170), 프로그램과 각종 데이터를 저장하는 저장부(180)를 포함할 수 있다.

유저 인터페이스(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 메인 바디(101) 상면에 마련될 수 있으며, 사용자로부터 제어 명령을 입력받는 입력 버튼 그룹(121)과 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이(123)를 포함할 수 있다.

입력 버튼 그룹(121)은 청소 로봇(100)을 턴온 또는 턴오프시키기 위한 전원 버튼(121a), 청소 로봇(100)을 동작시키거나 정지시키기 위한 동작/정지 버튼(121b), 청소 로봇(100)을 충전 스테이션(미도시)으로 복귀시키기 위한 복귀 버튼(121c)을 포함할 수 있다.

또한, 입력 버튼 그룹(121)에 포함된 각각의 버튼은 사용자의 가압을 감지하는 푸시 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자의 신체 일부의 접촉을 감지하는 터치 스위치(touch switch)를 채용할 수 있다.

디스플레이(123)는 사용자가 입력한 제어 명령에 대응하여 청소 로봇(100)의 정보를 표시한다, 예를 들어, 디스플레이(123)는 청소 로봇(100)의 동작 상태, 전원의 상태, 사용자가 선택한 청소 모드, 충전 스테이션으로의 복귀 여부 등을 표시할 수 있다.

또한, 디스플레이(123)는 자체 발광이 가능한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)와 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 또는 별도의 발원을 구비하는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 등을 채용할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았으나, 실시 형태에 따라 유저 인터페이스(120)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받고, 입력받은 제어 명령에 대응하는 동작 정보를 표시하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel:TSP)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 터치 스크린 패널은 동작 정보 및 사용자가 입력할 수 있는 제어 명령을 표시하는 디스플레이, 사용자의 신체 일부가 접촉한 좌표를 검출하는 터치 패널(touch panel), 터치 패널이 검출한 접촉 좌표를 기초로 사용자가 입력한 제여 명령을 판단하는 터치 스크린 컨트롤러를 포함할 수 있다.

영상 획득부(130)는 청소 로봇(100) 상방의 영상을 획득하는 카메라 모듈(131)을 포함할 수 있다.

카메라 모듈(131)은 청소 로봇(100)에 포함된 서브 바디(103)의 상면에 마련될 수 있으며, 청소 로봇(100)의 상방으로부터 발산된 광을 집중시키는 렌즈, 광을 전기적 신호로 변환하는 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다.

또한, 영상 센서는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD(Charge coupled device) 센서를 채용할 수 있다.

카메라 모듈(131)는 청소 로봇(100) 상방의 영상을 제어부(110)가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하고, 상방 영상에 대응하는 전기적 신호(이하에서는 "상방 영상"이라 한다.)를 제어부(110)에 전달한다. 영상 획득부(130)가 제공한 상방 영상은 제어부(110)가 청소 로봇(100)의 위치를 검출하는데 이용될 수 있다.

장애물 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물(O)을 접촉없이 감지한다.

여기서, 장애물(O)이란 청소 공간의 바닥으로부터 돌출되어 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 모든 것을 의미하며, 테이블, 쇼파 등의 가구 뿐만 아니라 청소 공간을 구획하는 벽면도 장애물에 해당한다.

장애물 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 광을 발신하는 광 발신 모듈(141), 장애물(O) 등으로부터 반사되는 광을 수신하는 광 수신 모듈(143)을 포함할 수 있다.

이와 같이 청소 로봇(100)은 장애물(O)을 감지하기 위하여 적외선 등의 광을 이용하나 이에 한정되는 것은 아니며, 초음파 또는 전파 등을 이용할 수도 있다.

장애물 감지부(140)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.

접촉 감지부(150)는 장애물(O)과의 접촉을 통하여 장애물(O)의 유무를 감지한다.

접촉 감지부(150)는 장애물(O)과 접촉과 접촉하는 범퍼(151), 장애물(O)과 범퍼(151)의 접촉에 따라 접촉 감지 신호를 출력하는 범퍼 스위치(153)를 포함할 수 있다.

접촉 감지부(150)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.

주행부(160)는 청소 로봇(100)을 이동시키며, 도 5에 도시된 바와 같이 바퀴 구동 모터(161), 주행 바퀴(163) 및 캐스터 바퀴(155)를 포함할 수 있다.

주행 바퀴(163)는 메인 바디(101) 저면의 양단에 마련될 수 있으며, 청소 로봇(100)의 전방을 기준으로 청소 로봇(100)의 좌측에 마련되는 좌측 주행 바퀴(163a)와 청소 로봇(100)의 우측에 마련되는 우측 주행 바퀴(163b)를 포함할 수 있다.

또한, 주행 바퀴(163)는 바퀴 구동 모터(161)로부터 회전력을 제공받아 청소 로봇(100)을 이동시킨다.

바퀴 구동 모터(161)는 주행 바퀴(163)를 회전시키는 회전력을 생성하며, 좌측 주행 바퀴(163a)를 회전시키는 좌측 구동 모터(161a)와 우측 주행 바퀴(163b)를 회전시키는 우측 구동 모터(151b)를 포함한다.

좌측 구동 모터(161a)와 우측 구동 모터(161b)는 각각 제어부(110)로부터 구동 제어 신호를 수신하여 독립적으로 동작할 수 있다.

이와 같이 독립적으로 동작하는 좌측 구동 모터(161a)와 우측 구동 모터(161b)에 의하여 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)는 서로 독립적으로 회전할 수 있다.

또한, 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)가 독립적으로 회전할 수 있으므로 청소 로봇(100)는 전진 주행, 후진 주행, 회전 주행 및 제자리 회전 등 다양한 주행이 가능하다.

예를 들어, 좌우측 주행 바퀴(163a, 163b) 모두가 제1 방향으로 회전하면 청소 로봇(100)은 전방으로 직선 주행(전진)하고, 좌우측 주행 바퀴(163a, 163b) 모두가 제2 방향으로 회전하면 본체(101)는 후방으로 직선 주행(후진)할 수 있다.

또한, 좌우측 주행 바퀴(163a, 163b)가 같은 방향으로 회전하되, 서로 다른 속도로 회전하면 청소 로봇(100)은 우측 또는 좌측으로 회전 주행하며. 좌우측 주행 바퀴(163a, 163b)가 서로 다른 방향으로 회전하면 청소 로봇(100)은 제자리에서 시계 방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.

캐스터 바퀴(165)는 메인 바디(101)의 저면에 설치되어 청소 로봇(100)의 이동 방향에 따라 캐스터 바퀴(165)의 회전축이 회전할 수 있다. 이와 같이 청소 로봇(100)의 이동 방향에 따라 바퀴의 회전축이 회전하는 캐스터 바퀴(165)는 청소 로봇(100)의 주행을 방해하지 않으며, 청소 로봇(100)이 안정된 자세를 유지한 채 주행할 수 있도록 한다.

또한, 이외에도 주행부(160)는 바퀴 구동 모터(161)의 회전력을 감속하여 주행 바퀴(163)에 전달하는 기어 모듈(미도시), 바퀴 구동 모터(161) 또는 주행 바퀴(163)의 회전 변위 및 회전 속도를 검출하는 회전 감지 센서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.

청소부(170)는 청소 영역의 바닥의 먼지를 비산시키는 드럼 브러시(173), 드럼 브러시(173)를 회전시키는 브러시 구동 모터(171), 비산된 먼지를 흡입하는 먼지 흡입 모듈(175) 및 흡입된 먼지를 저장하는 먼지함(177)을 포함한다.

드럼 브러시(163)는 도 5에 도시된 바와 같이 서브 바디(103)의 저면에 형성된 먼지 흡입구(103a)에 마련되며, 서브 바디(103)의 청소 바닥과 수평하게 마련된 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 바닥의 먼지를 먼지 흡입구(103a)를 내부로 비산시킨다.

브러시 구동 모터(171)는 드럼 브러시(173)에 인접하게 마련되어 제어부(110)의 청소 제어 신호에 따라 드럼 브러시(173)를 회전시킨다.

먼지 흡입 모듈(175)은 도 6에 도시된 바와 같이 메인 바디(101)에 마련되어, 드럼 브러시(173)의 회전에 의하여 비산된 먼지를 먼지함(177)으로 흡입한다.

또한, 먼지 흡입 모듈(175)은 먼지를 먼지 저장함(167)으로 흡입하기 위한 흡입력을 생성하는 먼지 흡입 팬(미도시)과 먼지 흡입 팬을 회전시키는 먼지 흡입 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

먼지함(177)은 도 6에 도시된 바와 같이 메인 바디(101)에 마련되며, 먼지 흡입 모듈(175)에 의하여 흡입된 먼지를 저장한다.

청소부(170)는 서비 바디(103)의 먼지 흡입구(103a)를 통하여 흡입된 먼지를 메인 바디(101)에 마련된 먼지함(177)까지 안내하는 먼지 안내관을 포함할 수 있다.

저장부(180)는 청소 로봇(100)을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 청소 로봇(100)이 주행 중에 획득한 청소 공간의 맵 정보를 저장할 수 있다.

저장부(180)는 아래에서 설명할 제어부(110)에 포함된 메모리(115)를 보조하는 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 청소 로봇(100)이 전원이 차단되더라도 저장된 데이터가 소멸되지 않는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다.

이와 같은 저장부(180)는 반도체 소자에 데이터를 저장하는 반도체 소자 드라이브(181), 자기 디스크에 데이터를 저장하는 자기 디스크 드라이브(183) 등을 포함할 수 있다.

제어부(110)는 청소 로봇(100)의 동작을 총괄 제어한다.

구체적으로, 제어부(110)는 청소 로봇(100)에 포함된 각종 구성 장치와 제어부(110) 사이에서의 데이터 출입을 매개하는 입출력 인터페이스(117), 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(115), 영상 처리를 수행하는 그래픽 프로세서(113) 및 메모리(113)에 기억된 프로그램 및 데이터에 따라 연산 동작을 수행하는 메인 프로세서(111), 입출력 인터페이스(117), 메모리(115), 그래픽 프로세서(113) 및 메인 프로세서(111) 사이의 데이터 송수신의 통로가 되는 시스템 버스(119)를 포함할 수 있다.

입출력 인터페이스(117)는 영상 획득부(130)로부터 수신된 영상, 장애물 감지부(140)가 감지한 장애물 감지 결과, 접촉 감지부(150)가 감지한 접촉 감지 결과 등을 수신하고, 이를 시스템 버스(119)를 통하여 메인 프로세서(111), 그래픽 프로세서(113), 메모리(115) 등으로 전송한다.

뿐만 아니라, 입출력 인터페이스(117)는 메인 프로세서(111)가 출력하는 각종 제어 신호를 주행부(160) 또는 청소부(170)에 전달할 수 있다.

메모리(115)는 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장부(180)로부터 불러와 기억하거나, 영상 획득부(130)가 획득한 영상, 장애물 감지부(140)가 감지한 장애물 감지 결과, 접촉 감지부(150)가 감지한 접촉 감지 결과 등을 임시로 기억할 수 있다.

메모리(115)는 S램, D랩 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서 메모리(115)는 플래시 메모리, EPROM (erasable programmable read only memory) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다.

그래픽 프로세서(113)는 영상 획득부(130)가 획득한 영상을 메모리(115) 또는 저장부(180)에 저장할 수 있는 포맷으로 변환하거나, 영상 획득부(130)가 획득한 영상의 해상도 또는 크기를 변경할 수 있다.

또한, 장애물 감지부(150)가 영상 센서를 포함하는 경우, 그래픽 프로세서(113)는 장애물 감지부(150)가 획득한 영상을 메인 프로세서(111)가 처리할 수 있는 포맷으로 변환할 수도 있다.

메인 프로세서(111)는 메모리(115)에 저장된 프로그램 및 데이터에 따라 영상 획득부(130), 장애물 감지부(140), 접촉 감지부(150)의 감지 결과를 처리하거나, 주행부(160) 및 청소부(170)를 제어하기 위한 연산 동작을 수행한다.

예를 들어, 메인 프로세서(111)는 영상 획득부(130)가 획득한 영상을 기초로 청소 로봇(100)의 위치를 산출하거나, 장애물 감지부(150)가 획득한 영상을 기초로 장애물의 방향, 거리 및 크기를 산출할 수 있다.

또한, 메인 프로세서(111)는 장애물(O)의 방향, 거리 및 크기 등에 따라 장애물(O)을 회피할지 또는 장애물(O)과 접촉할지를 판단하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 장애물(O)을 회피할 것으로 판단되면 메인 프로세서(111)는 장애물(O)을 회피하기 위한 주행 경로를 산출하고, 장애물(O)과 접촉할 것으로 판단되면 메인 프로세서(111)는 장애물(O)과 청소 로봇(100)을 정렬시키기 위한 주행 경로를 산출할 수 있다.

또한, 메인 프로세서(111)는 산출된 주행 경로를 따라 청소 로봇(100)이 이동하도록 주행부(160)에 제공할 주행 제어 데이터를 생성할 수 있다.

이와 같은 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 청소 바닥을 주행하도록 주행부(160)를 제어하고, 청소 로봇(100)이 주행 중에 청소 바닥을 청소하도록 청소부(170)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물 감지부(140)의 장애물 감지 신호 또는 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호를 기초로 장애물(O)의 위치 및 크기 등을 검출하고, 장애물(O)과의 접촉 여부 등을 판단할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물(O) 또는 벽면과 청소 공간이 교차하는 청소 공간의 가장자리를 청소하기 위하여 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선을 정렬시키도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

이하에서 설명할 청소 로봇(100)의 동작은 제어부(110)의 제어 동작에 의한 동작으로 해석할 수 있다.

이하에서는 앞서 간략하게 설명한 장애물 감지부(140)에 대하여 자세하게 설명한다.

도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부의 일 예를 도시하고, 도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부가 광을 발신하는 일 예를 도시한다. 또한, 도 9은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부가 장애물에 반사된 광을 수신하는 일 예를 도시한다.

앞서 설명한 바와 같이 장애물 감지부(140)는 광 발신 모듈(141)과 광 수신 모듈(143)을 포함한다.

광 발신 모듈(141)는 도 7에 도시된 바와 같이 광을 발신하는 광원(141a)과 발신된 광을 청소 바닥과 평행한 방향으로 확산시키는 광각 렌즈(141b)를 포함할 수 있다.

광원(141a)은 광 광을 여러 방향으로 발산하는 엘이디(Light Emitting Diode: LED) 또는 레이저(Light Amplification by Simulated Emission of Radiation: LASER) 다이오드를 채용할 수 있다.

광각 렌즈(141b)는 광각 렌즈(141b)는 광을 투과시킬 수 있는 재질로 구성될 수 있으며, 굴절 또는 전반사를 이용하여 광원(141a)으로부터 발산된 광을 청소 바닥과 평행한 방향으로 확산시킨다.

광각 렌즈(141b)로 인하여 광 발신 모듈(141)로부터 발신된 광은 도 8에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 부채꼴 형태로 확산될 수 있다.

또한, 광 발신 모듈(141)에 의하여 발신된 광이 도달하지 않는 부분이 최소가 되도록 장애물 감지부(140)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 광 발신 모듈(141)을 포함할 수 있다.

광 수신 모듈(143)은 장애물(O)로부터 반사된 광을 집중시키는 반사 미러(143a), 반사 미러(143a)에 의하여 반사된 광을 수신하는 영상 센서(143b)를 포함할 수 있다.

반사 미러(143a)는 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이 영상 센서(143a) 위에 마련될 수 있으며, 꼭지점이 영상 센서(143a)를 향하는 원뿔 형태를 갖을 수 있다. 이오 같은 반사 미러(143a)는 장애물(O)로부터 반사된 광이 영상 센서(143b)를 향하여 반사시킨다.

영상 센서(143b)는 반사 미러(143a)의 아래에 마련될 수 있으며, 반사 미러(143a)에 의하여 반사된 광을 수신한다. 구체적으로, 영상 센서(143a)는 장애물(O)에 반사된 광에 의하여 반사 미러(143a)에 맺히는 2차원 영상을 획득할 수 있다. 즉, 영상 센서(143a)는 광 센서가 2차원으로 배열된 2차원 영상 센서로 구성될 수 있다.

이때 영상 센서(143b)는 광 발신 모듈(141)의 광원(143a)이 발신하는 광과 같은 파장의 광을 수신할 수 있는 영상 센서(143b)를 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광원(141a)이 적외선 영역의 광을 발신하는 경우, 영상 센서(143b) 역시 적외선 영역의 영상을 획득할 수 있는 영상 센서(143b)를 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 영상 센서(143b)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD(Charge coupled device) 센서를 채용할 수 있다.

이와 같은 광 수신 모듈(143)은 광 발신 모듈(141)과 다른 개수가 마련될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 광 발신 모듈(141)은 광각 렌즈(141b)를 이용하여 광원(141a)이 발신한 다양한 방향으로 확산시키고, 광 수신 모듈(143)은 반사 미러(143a)를 이용하여 다양한 방향의 광을 영상 센서(143a)로 집중시키므로, 장애물 감지부(140)는 서로 다른 개수의 광 발신 모듈(141)과 광 수신 모듈(143)를 포함할 수 있다.

장애물 감지부(140)가 장애물(O)을 감지하는 원리를 간략히 설명하면, 광 발신 모듈(141)은 도 9에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 광을 발신한다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 위치하지 않는 경우, 광 발신 모듈(141)로부터 발산된 광을 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 진행하여, 광 수신 모듈(143)은 장애물(O)로부터 반사되는 광을 수신하지 못할 것이다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 위치하는 경우, 광은 장애물(O)에서 반사될 것이다. 이때, 장애물(O)에서 반사된 광은 도 9에 도신된 바와 같이 다양한 방향으로 반사되는데 이를 "난반사"라 한다.

이와 같이 장애물(O)로부터 반사된 반사광 중 일부가 청소 로봇(100)의 광 수신 모듈(143)로 향할 수 있다.

광 수신 모듈(143)로 향하는 반사광은 반사 미러(143a)에 의하여 반사되어, 그 진행 경로가 영상 센서(143b)를 향하게 되며, 영상 센서(143b)는 반사 미러(143a)로부터 반사된 반사광을 수신한다.

이때, 반사광은 장애물(O)의 다양한 위치에서 반사되므로 영상 센서(143b)는 반사광 영상을 획득할 수 있으며, 장애물 감지부(140)는 반사광 영상을 기초로 장애물(O)과의 거리 및 방향 등을 산출할 수 있다.

구체적으로, 광 발신 모듈(143)과 장애물(O) 사이에 따라 장애물(O)로부터 반사된 광이 반사 미러(143a)에 입사되는 입사각이 달라진다. 또한, 서로 다른 입사각으로 반사 미러(143a)에 입사된 광은 영상 센서(143b)의 서로 다른 위치에서 수신된다. 그 결과, 광 발신 모듈(143)과 장애물(O) 사이의 거리에 따라 영상 센서(143b)가 반사광을 수신하는 위치가 상이해진다. 즉, 광 발신 모듈(143)과 장애물(O) 사이의 거리에 따라 영상 센서(143b)가 획득하는 반사광 영상이 달라진다.

예를 들어, 청소 로봇(100)으로부터 먼 거리에 위치하는 장애물(O)로부터 반사된 광은 반사 미러(143a)로 입사되는 입사각이 크고, 반사 미러(143a)의 꼭지점으로부터 먼 거리의 위치에 반사광 영상이 생성될 것이다. 또한, 청소 로봇(100)으로부터 가까운 거리에 위치하는 장애물(O)로부터 반사된 광을 반사 미러(143a)로 입사되는 입사각이 작고, 반사 미러(143a)의 꼭지점으로부터 가까운 거리의 위치에 반사광 영상이 생성될 것이다.

장애물(O)의 방향에 따라 장애물(O)로부터 반사된 광이 입사되는 반사 미러(143a)에 입사되는 위치가 달라진다. 또한, 반사 미러(143a)의 서로 다른 위치에서 반사된 반사광은 영상 센서(143b)의 서로 다른 위치에서 수신된다. 그 결과, 장애물(O)의 방향에 따라 영상 센서(143b)가 반사광을 수신하는 위치가 상이해진다. 즉, 청소 로봇(100)을 기준으로 장애물(O)의 방향에 따라 영상 센서(143b)가 획득하는 반사광 영상이 달라진다.

이와 같이 청소 로봇(100)은 영상 센서(143b)가 수신한 반사광 영상에 따라 장애물(O)의 방향 및 거리를 산출할 수 있다.

이상에서는 광원(141a) 및 광각 렌즈(141b)를 포함하는 광 발신 모듈(141)과 반사 미러(143a)와 영상 센서(143b)를 포함하는 광 수신 모듈(143)에 대하여 설명하였으나, 광 발신 모듈(141)과 광 수신 모듈(143)이 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 장애물 감지부(140)는 장애물(O)로부터 반사되는 광의 세기를 장애물(O)까지의 거리를 검출하거나, 장애물 감지부(140)는 장애물 감지부(140)로부터 발신된 광이 장애물(O)에 반사되어 되돌아오기까지의 시간을 기초로 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함되는 장애물 감지부의 다른 일 예를 도시한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 광 발신 모듈(141)은 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 광을 발신하는 광원(141c)을 포함하고, 광 수신 모듈(143c)은 장애물(O)로부터 반사되는 광을 수신하는 광 센서(143c)를 포함할 수 있다.

광원(141c)은 도 10에 도시된 바와 같이 대략 직선 형태를 갖는 광을 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 발신할 수 있으며, 광 센서(143c)는 광원(141c)에 대응되어 마련되어 장애물(O)로부터 반사된 광을 수신할 수 있다.

청소 로봇(100)은 수신된 광의 세기 또는 수신된 광의 반사 시간을 이용하여 청소 로봇(100)으로부터 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

또한, 청소 로봇(100)의 전방의 다양한 방향에 위치하는 장애물(O)을 검출하기 위하여 장애물 감지부(140)는 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 광 발신 모듈(141)과 복수의 광 수신 모듈(143)를 포함할 수 있다.

이하에서는 앞서 간략하게 설명한 접촉 감지부(150)에 대하여 자세하게 설명한다.

도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 접촉 감지부의 일 예를 도시한다.

접촉 감지부(150)는 앞서 설명한 범퍼(151) 및 범퍼 스위치(153a, 153b: 153)와 함께, 외력 전달 부재(155a, 155b: 155), 범퍼 복원 부재(157a, 157b: 157) 및 슬립(slip) 방지 부재(159a, 159b: 159)를 포함할 수 있다.

범퍼(151)는 도 11에 도시된 바와 같이 서브 바디(103)의 앞부분에 마련되며, 서브 바디(103)에 이동 가능하게 설치된다.

범퍼(151)는 외력(F)에 의하여 후방(rear), 좌방(left) 및 우방(right)으로 이동함으로써 외력(F)을 외력 전달 부재(155a, 155b: 155) 및 범퍼 스위치(153a, 153b: 153)에 전달할 수 있다.

또한, 범퍼(151)에는 좌방으로부터 가해지는 외력(F)을 좌측 외력 전달 부재(155a)에 전달하는 좌측 돌기(151c)와 우방으로부터 가해지는 외력(F)을 우측 외력 전달 부재(155b)에 전달하는 우측 돌기(151d)가 형성된다.

범퍼(151)는 좌측 돌기(151c)와 우측 돌기(151d)로 인하여 정방으로부터 가해지는 외력(F) 뿐만 아니라 좌방 또는 우방으로부터 가해지는 외력(F)도 외력 전달 부재(155)에 전달할 수 있다.

범퍼 스위치(153a, 153b: 153)는 서브 바디(103)의 좌측에 마련되는 좌측 범퍼 스위치(153a)와 서브 바디(103)의 우측에 마련되는 우측 범퍼 스위치(153b)를 포함할 수 있다.

좌측 범퍼 스위치(153a)는 장애물(O)과 범퍼(151)의 좌측 부분이 접촉하면 좌측 접촉 감지 신호를 출력한다. 구체적으로, 좌측 범퍼 스위치(153a)는 장애물(O)과 범퍼(151)의 좌측 부분이 접촉하여 발생하는 외력(F)에 따라 턴온 또는 턴오프된다.

우측 범퍼 스위치(153b)는 장애물(O)과 범퍼(151)의 우측 부분이 접촉하면 우측 접촉 감지 신호를 출력한다. 구체적으로, 좌측 범퍼 스위치(153a)는 장애물(O)과 범퍼(151)의 좌측 부분이 접촉하여 발생하는 외력(F)에 따라 턴온 또는 턴오프된다.

좌측면 또는 우측면으로부터 가해지는 외력(F)을 감지하기 위하여 좌우측 범퍼 스위치(153a, 153b)는 도 11에 도시된 바와 같이 비스듬하게 설치될 수 있다.

구체적으로, 좌우측 범퍼 스위치(153a, 153b)는 스위치가 가압되는 방향과 청소 로봇(100)의 전방 방향 사이의 차이가 제1 기준 각도(α)가 되도록 설치될 수 있다. 여기서 제1 기준 각도(α)는 10도 내지 60도일 수 있으며, 45도인 것이 바람직하다.

외력 전달 부재(155a, 155b: 155)는 외력 전달 회전축(103e, 103f)을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 범퍼(151)에 의한 전달되는 외력(F)에 의하여 회전함으로서 범퍼 스위치(153)를 가압한다.

외력 전달 부재(155)는 좌우측 범퍼 스위치(153a, 153b)에 대응하여 좌측 외력 전달 부재(155a)와 우측 외력 전달 부재(155b)를 포함할 수 있다. 좌측 외력 전달 부재(155a)는 청소 로봇(100)의 전방 좌측 또는 좌방으로부터 가해지는 외력에 의하여 좌측 범퍼 스위치(153a)를 가압하고, 우측 외력 전달 부재(155b)는 청소 로봇(100)의 전방 우측 또는 우방으로부터 가해지는 외력에 의하여 우측 범퍼 스위치(153b)를 가압한다.

슬립(slip) 방지 부재(159a, 159b: 159)는 청소 로봇(100)의 전방으로부터 비스듬하게 가해지는 외력(F)에 의한 범퍼(151)의 미끄러짐을 방지한다.

예를 들어, 청소 로봇(100)의 전방 45도 좌측으로부터 외력(F)이 가해지는 경우, 범퍼(151)의 미끄러짐에 의하여 좌측 외력 전달 부재(155a) 뿐만 아니라 우측 외력 전달 부재(155b)에도 외력(F)이 전달될 수 있다. 그 결과, 좌측 범퍼 스위치(153a)와 우측 범퍼 스위치(153b)가 모두 접촉 감지 신호를 제어부(110)에 전달하고, 제어부(110)는 장애물(O)과 청소 로봇(100)의 전방 양측이 모두 접촉된 것으로 오인할 수 있다.

이와 같은 범퍼(151)의 미끄러짐을 방지하기 위하여 슬립 방지 부재(159)가 마련된다.

슬립 방지 부재(159)는 서브 바디(103)의 좌측에 마련되는 좌측 슬립 방지 부재(159a)와 서브 바디(103)의 우측에 마련되는 우측 슬립 방지 부재(159b)를 포함할 수 있다.

또한, 좌우측 슬립 방지 부재(159a, 159b) 각각은 범퍼(151)에 고정되어 범퍼(151)의 움직임을 제한하는 범퍼 고정 플레이트(151a, 151b)와 서브 바디(103)에 고정되어 범퍼(151)의 움직임을 제한하는 범퍼 고정 돌기(103a, 103b)를 포함한다.

범퍼 고정 플레이트(151a, 151b) 각각에는 범퍼 고정 돌기(103a, 103b)가 삽입되는 범퍼 고정 홀이 마련된다. 범퍼 고정 홀의 직경을 범퍼 고정 돌기(103a, 103b)의 직경보다 크게 마련함으로서 범퍼(151)가 제한된 범위에서는 이동할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 범퍼 고정 홀의 내주면에는 범퍼(151)의 미끄러짐을 방지하기 위한 슬립 방지 돌기가 형성되며, 범퍼 고정 돌기(103a, 103b)의 외주면에는 슬립 방지 돌기와 대응되어 형성된 슬립 방지 홈이 형성된다.

이와 같은 슬립 방지 돌기와 슬립 방지 홈으로 인하여 범퍼(151)의 미끄러짐이 방지된다. 구체적으로, 청소 로봇(100)의 전방으로부터 외력(F)이 가해지면 슬립 방지 돌기가 슬립 장치 홈에 삽입됨으로써 범퍼(151)의 미끄러짐이 방지된다.

범퍼 복원 부재(157a, 157b: 157)는 외력에 의하여 위치가 이동된 범퍼(151)를 본래의 위치로 복원시킨다.

범퍼 복원 부재(157)는 스프링 등의 탄성체로 구성될 수 있으며, 서브 바디(103)의 좌측에 마련되는 좌측 범퍼 복원 부재(157a)와 서브 바디(103)의 우측에 마련되는 우측 범퍼 복원 부재(157b)를 포함할 수 있다.

범퍼 복원 부재(157)의 일측은 서브 바디(103)에 형성된 탄성체 고정 돌기(103c)와 결합되고, 타측은 범퍼(151)에 형성된 범퍼 고정 플레이트(151a, 151b)와 결합된다.

청소 로봇(100)의 전방으로부터 범퍼(151)에 외력(F)이 가해지면, 범퍼(151)와 범퍼 고정 플레이트(151a, 151b)가 후방으로 이동하고, 범퍼 복원 부재(157)가 팽창한다. 이후, 외력(F)이 제거되면, 탄성력에 의하여 범퍼 복원 부재(157)가 수축하고, 범퍼(151)와 범퍼 고정 플레이트(151a, 151b)가 원래의 위치로 복귀한다.

이상에서는 접촉 감지부(150)의 구성에 대하여 설명하였다.

이하에서는 접촉 감지부(150)의 동작에 대하여 설명한다.

도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 모든 부분이 장애물과 접촉한 경우를 도시하고, 도 13은 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 좌측 전방이 장애물과 접촉한 경우를 도시하며, 도 14는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 범퍼의 좌측면이 장애물과 접촉한 경우를 도시한다.

청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉하면, 범퍼(151)에 외력(F)이 가해진다. 또한, 범퍼(151)는 외력(F)에 의하여 청소 로봇(100)의 전방으로부터 후방을 향하여 이동한다. 이때, 범퍼(151)의 이동은 범퍼 고정 홀과 범퍼 고정 돌기(103a, 103b)에 의하여 제한된다.

범퍼(151)는 후방으로 이동하면서 외력 전달 부재(153)를 가압하고, 범퍼(151)에 의하여 가압된 외력 전달 부재(155)는 외련 전달 회전축(103e, 103f)를 중심으로 회전한다. 또한, 외력 전달 부재(155)는 회전하면서 범퍼 스위치(153)를 가압하고, 외력 전달 부재(155)에 의하여 가압된 범퍼 스위치(153)는 접촉 감지 신호를 출력한다.

제어부(110)는 범퍼 스위치(153)가 출력하는 접촉 감지 신호를 통하여 청소 로봇(100)과 장애물(O)의 접촉을 감지할 수 있다.

예를 들어, 청소 로봇(100)의 전방이 장애물(O)과 접촉하면, 도 12에 도시된 바와 같이 범퍼(151)의 좌측과 우측에 균등한 외력(F)이 가해진다.

그 결과, 범퍼(151)는 좌측과 우측이 균등하게 후방을 향하여 이동하고, 후방을 향하여 이동하는 범퍼(151)는 좌측 외력 전달 부재(155a)와 우측 외력 전달 부재(155b)를 모두 가압한다. 범퍼(151)에 의하여 가압된 좌측 외력 전달 부재(155a)와 우측 외력 전달 부재(155b)는 각각 좌측 범퍼 스위치(153a)와 우측 범퍼 스위치(153b)를 가압하고, 좌측 범퍼 스위치(153a)와 우측 범퍼 스위치(153b)는 각각 좌측 접촉 감지 신호와 우측 접촉 감지 신호를 출력한다.

좌측 접촉 감지 신호와 우측 접촉 감지 신호를 동시에 수신한 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 양측이 모두 장애물(O)과 접촉한 것을 인식할 수 있다.

다른 예로, 청소 로봇(100)의 전방 좌측이 장애물(O)과 접촉하면, 도 13에 도시된 바와 같이 범퍼(151)의 좌측으로부터 청소 로봇(100)의 중심을 향하여 외력(F)이 가해진다.

그 결과, 범퍼(151)의 좌측은 후방을 향하여 이동하고, 범퍼(151)의 우측은 제자리를 유지한다. 즉, 범퍼(151)가 좌측으로 기울어진다. 또한, 슬립 방지 부재(159)에 의하여 범퍼(151)는 후방으로 이동할 뿐 우측으로 미끄러지지는 않는다.

좌측이 후방을 향하여 이동하는 범퍼(151)는 좌측 외력 전달 부재(155a)를 모두 가압한다. 범퍼(151)에 의하여 가압된 좌측 외력 전달 부재(155a)는 좌측 범퍼 스위치(153a)를 가압하고, 좌측 범퍼 스위치(153a)는 좌측 접촉 감지 신호를 출력한다.

좌측 접촉 감지 신호를 수신한 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것을 감지할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물 감지부(140)를 통하여 장애물(O)의 위치를 판단할 수 있으므로, 제어부(110)는 장애물(O)의 위치로부터 청소 로봇(100)의 전방 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것을 인식할 수 있다.

또 다른 예로, 청소 로봇(100)의 좌측면이 장애물(O)과 접촉하면, 도 14에 도시된 바와 같이 범퍼(151)의 좌측으로부터 범퍼(151)와 평행하게 외력(F)이 가해진다.

그 결과, 범퍼(151)는 전체적으로 우측으로 이동하고, 범퍼(151)가 우측으로 이동하는 동안 범퍼(151)의 내측에 형성된 좌측 돌기(151c)가 좌측 외력 전달 부재(155a)를 가압한다. 범퍼(151)의 좌측 돌기(151c)에 의하여 가압된 좌측 외력 전달 부재(155a)는 좌측 범퍼 스위치(153a)를 가압하고, 좌측 범퍼 스위치(153a)는 좌측 접촉 감지 신호를 출력한다.

좌측 접촉 감지 신호를 수신한 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것을 인식할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물 감지부(140)를 통하여 장애물(O)의 위치를 판단할 수 있으므로, 제어부(110)는 장애물(O)의 위치로부터 청소 로봇(100)의 좌측면이 장애물(O)과 접촉한 것을 인식할 수 있다.

이상에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)의 구성에 대하여 설명하였다.

이하에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)의 동작에 대하여 설명한다.

일 실시예에 의한 청소 로봇(100)는 청소 공간을 주행하면서, 청소 공간의 먼지를 청소할 수 있다. 특히, 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선과 청소 바닥이 교차하는 부분(청소 바닥의 외곽 부분)을 효과적으로 청소하기 위하여 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다.

도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 일 예를 도시하고, 도 16은 도 15에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.

도 15 및 도 16을 참조하여 청소 로봇(100)의 외곽선 정렬 동작(1000)의 일 예를 설명한다.

청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉 여부를 판단한다(1010).

청소 로봇(100)은 다양한 방법을 통하여 장애물(O)과의 접촉을 감지할 수 있다.

예를 들어, 청소 로봇(100)는 접촉 감지부(150)를 이용하여 장애물(O)과의 접촉을 감지할 수 있다.

청소 로봇(100)과 장애물(O)이 접촉하면, 장애물(O)에 의하여 범퍼(151)가 가압되고, 범퍼 스위치(153)는 제어부(110)에 접촉 감지 신호를 전달한다. 제어부(110)는 접촉 감지 신호를 기초로 장애물(O)과 청소 로봇(100)이 접촉한 부분을 예상할 수 있다.

구체적으로, 좌측 범퍼 스위치(153a)로부터 접촉 감지 신호가 수신되면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단하고, 우측 범퍼 스위치(153b)로부터 접촉 감지 신호가 수신되면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 우측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 좌측 범퍼 스위치(153a)과 우측 범퍼 스위치(153b) 모두로부터 접촉 감지 신호가 수신되면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 모두가 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 청소 로봇(100)은 주행 바퀴(163)의 회전을 기초로 장애물(O)과의 접촉을 감지할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 주행 바퀴(163)는 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)를 포함하며, 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)는 독립적으로 회전할 수 있다. 또한, 각각의 주행 바퀴(163a, 163b)에는 각각의 주행 바퀴(163a, 163b)의 회전을 감지하는 회전 감지 센서가 마련된다.

제어부(110)은 좌우측 주행 바퀴(163a, 163b)의 회전을 기초로 장애물(O)과 접촉 여부 및 장애물(O)과 접촉한 방향을 판단할 수 있다. 다시 말해, 주행 바퀴(163)의 회전이 감지되지 않거나 주행 바퀴(163)의 회전 속도가 제어부(110)로부터 명령된 회전 속도에 비하여 현저하게 느리면, 제어부(110)는 청소 로봇(110)의 해당 부분에서 장애물(O)과의 접촉이 있는 것으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전이 감지되지 않으면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단하고, 우측 주행 바퀴(163b)의 회전이 감지되지 않으면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 우측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b) 모두의 회전이 감지되지 않으면 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 모두가 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.

장애물(O)과의 접촉이 감지되면(1010의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 중심으로 회전한다(1020).

앞서 설명한 바와 같이 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호 또는 주행 바퀴(163)의 회전을 기초로, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 장애물(O)의 접촉 여부와 함께 장애물(O)과 접촉한 청소 로봇(100)의 위치를 판단할 수 있다.

장애물(O)과 접촉한 부분이 판단되면, 청소 로봇(100)은 판단된 부분을 중심으로 회전한다.

예를 들어, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방 우측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단되면, 청소 로봇(100)는 청소 로봇(100)의 전방 우측을 중심으로 회전한다.

구체적으로, 접촉 감지부(150)의 우측 범퍼 스위치(153b)로부터 접촉 감지 신호가 전달되면 제어부(110)는 우측 주행 바퀴(163b)는 정지하고 좌측 주행 바퀴(163a)는 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

또는, 우측 주행 바퀴(163b)의 회전이 감지되지 않거나 우측 주행 바퀴(163b)의 회전 속도가 좌측 주행 바퀴(163a)에 비하여 현저히 느린 경우, 제어부(110)는 우측 주행 바퀴(163b)는 정지하고 좌측 주행 바퀴(163a)는 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

다른 예로, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방 좌측이 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단되면, 청소 로봇(100)는 청소 로봇(100)의 전방 좌측을 중심으로 회전한다.

구체적으로, 접촉 감지부(150)의 좌측 범퍼 스위치(153a)로부터 접촉 감지 신호가 전달되면 제어부(110)는 좌측 주행 바퀴(163a)는 정지하고 우측 주행 바퀴(163b)는 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

또는, 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전이 감지되지 않거나 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전 속도가 우측 주행 바퀴(163b)에 비하여 현저히 느린 경우, 제어부(110)는 좌측 주행 바퀴(163a)는 정지하고 우측 주행 바퀴(163b)는 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

요약하면, 전방 일측이 장애물(O)과 접촉하면, 청소 로봇(100)은 접촉된 위치와 같은 측면에 위치하는 주행 바퀴(163a 또는 163b)는 정지시키고, 접촉된 위치와 반대측에 위치하는 주행 바퀴(163b 또는 163a)는 회전시킨다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉하는지 판단한다(1030).

청소 로봇(100)는 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호 또는 주행 바퀴(163)의 회전을 통하여 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉하는지를 판단할 수 있다.

예를 들어, 접촉 감지부(150)의 좌측 범퍼 스위치(153a)와 우측 범퍼 스위치(153b) 모두로부터 접촉 감지 신호가 수신되면, 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 정렬된 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b) 모두가 회전이 감지되지 않거나 그 회전 속도가 회전 명령에 비하여 현저하게 느린 경우, 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되지 않으면(1030의 아니오), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 회전 중심으로 하는 회전 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되면(1030의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과의 외곽선 정렬 동작을 종료한다.

청소 로봇(100)의 전방 부분(범퍼)은 대략 플랫한 형태를 갖기 때문에 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되면 청소 로봇(100)의 전방 부분(범퍼)이 장애물(O)과 정렬된다.

또한, 장애물(O)의 외곽선과 청소 바닥이 교차하는 청소 바닥 가장자리의 청소 효율을 향상시키기 위하여, 청소 로봇(100)는 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선을 정렬시킨 이후 미리 정해진 가장자리 청소 시간 동안 주행하지 않고 청소 바닥의 가장자리를 청소할 수 있다.

이와 같이 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 서브 바디(103)의 저면에 마련된 먼지 흡입구(103a)를 통하여 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에 위치하는 먼지를 효과적으로 청소할 수 있다.

도 17은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 다른 일 예를 도시하고, 도 18은 도 17에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.

도 17 및 도 18을 참조하여, 청소 로봇(100)의 외곽선 정렬 동작(1100)의 다른 일 예를 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉 여부를 판단한다(1110).

도 15에 도시된 1010 단계에서 설명한 바와 같이, 청소 로봇(100)은 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호 또는 주행 바퀴(163)의 회전을 이용하여 장애물(O)과의 접촉을 감지할 수 있다.

장애물(O)과의 접촉이 감지되면(1110의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행한다(1120).

도 15에 도시된 1020 단계에서 설명한 바와 같이, 청소 로봇(100)은 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호 또는 주행 바퀴(163)의 회전을 기초로, 장애물(O)과 접촉한 청소 로봇(100)의 위치를 판단하고, 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 정렬되도록 장애물(O)과 접촉된 부분을 중심으로 회전한다.

예를 들어, 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방 우측이 장애물(O)과 접촉하면, 청소 로봇(100)은 전방 우측을 중심으로 시계 방향으로 회전한다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉하는지 판단한다(1130).

도 15에 도시된 1030 단계에서 설명한 바와 같이, 청소 로봇(100)은 접촉 감지부(150)의 접촉 감지 신호 또는 주행 바퀴(163)의 회전을 기초로 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉하였는지를 판단할 수 있다.

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되지 않으면(1130의 아니오), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 회전 중심으로 하는 회전 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되면(1130의 예), 청소 로봇(100)은 후진과 전진을 미리 정해진 횟수 반복한다(1140).

장애물(O)의 외곽선과 청소 바닥이 만나는 경계선에는 다량의 먼지가 축적되기 쉽다. 또한, 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 서브 바디(103)의 저면에 마련된 먼지 흡입구(103a)를 통하여 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에 위치하는 먼지를 효과적으로 청소할 수 있다.

따라서, 장애물(O)의 외곽선과 청소 바닥이 만나는 경계선에 위치하는 먼지를 더욱 효율적으로 청소하기 위하여, 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 정렬된 이후 청소 로봇(100)는 후진과 전진을 반복한다.

예를 들어, 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉된 이후 청소 로봇(100)은 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이 미리 정해진 후진 거리를 후진하거나 미리 정해진 시간 동안 후진할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 도 18의 (c)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 정렬되도록 장애물(O)을 향하여 이동할 수 있다.

청소 로봇(100)은 이와 같은 후진과 전진 동작을 미리 정해진 횟수 반복할 수 있다.

이와 같이 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬된 이후 후진과 전진을 반복하면, 서브 바디(103)의 저면에 마련된 먼지 흡입구(103a)를 통하여 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에 위치하는 먼지를 더욱 효과적으로 청소할 수 있다.

도 19는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외곽선 정렬 동작의 또 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 20은 도 19에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 회전 반경을 산출하는 것을 도시하고, 도 21a 및 도 21b는 도 19에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것을 도시한다.

도 19 내지 도 21b을 참조하여, 청소 로봇(100)의 외곽선 정렬 동작(1200)의 또 다른 일 예를 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(1210).

청소 로봇(100)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 청소 로봇(100) 전방의 장애물(O)을 감지할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 장애물 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 적외선 등의 광을 발신하고, 장애물(O)로부터 반사되는 반사광의 존부를 통하여 장애물(O)의 존부를 검출할 수 있다. 또한, 청소 로봇(100)의 제어부(110)는 영상 센서(143b)을 통하여 획득되는 반사광의 영상에 따라 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(1210의 예), 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리(d) 및 청소 로봇(100)의 진행 방향과 장애물(O)의 외곽선이 이루는 각도(Θ)를 검출한다(1220).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 제어부(110)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 청소 로봇(100)의 전방(O)에 위치하는 장애물(O)까지의 거리(d)를 산출할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 제어부(110)는 장애물(O)로부터 반사된 광에 의하여 장애물 감지부(140)의 영상 센서(143b)에 형성되는 반사광 영상을 기초로 장애물(O)까지의 거리(d)의 거리를 산출할 수 있다.

또한, 청소 로봇(100)의 제어부(110)는 장애물 감지부(140)를 이용하여 청소 로봇(100)의 진향 방향과 장애물(O)의 외곽선 사이의 각도(Θ)를 산출할 수 있다.

예를 들어, 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방을 복수의 영역(R1, R2, ... R10)으로 분할하고, 장애물 감지부(140)를 이용하여 복수의 영역(R1, R2, ... R10)에서 장애물(O)로부터 청소 로봇(100)까지의 거리를 검출할 수 있다.

이후, 제어부(110)는 도 20의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 영역의 장애물(O)로부터 청소 로봇(100)까지의 거리를 기초로 청소 로봇(100)의 진행 방향과 장애물(O)의 외곽선 사이의 각도(Θ)를 산출할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외관선을 정렬시키기 위한 회전 주행의 반경과 회전 주행의 중심을 산출한다(1230)

제어부(110)은 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리(d) 및 청소 로봇(100)의 진향 방향과 장애물(O)의 외곽선 사이의 각도(Θ)와 사전에 저장된 범퍼(151)와 주행 바퀴(163) 사이의 거리(h)를 기초로 청소 로봇(100)이 장애물(O)의 외곽선과 정렬하기 위한 회전 주행 반경(R) 및 회전 주행 중심(C)을 산출할 수 있다.

여기서, 청소 로봇(100)가 회전 주행 중심(C)을 중심으로 회전 주행하면, 청소 로봇(100)의 전방 양측이 장애물(O)과 접촉하여 청소 로봇(100)의 장애물(O)의 외곽선과 정렬될 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 산출된 회전 주행 중심(C)을 중심으로 회전 주행한다(1240).

구체적으로, 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 이동 속도를 감소시키도록 주행부(160)를 제어하고, 청소 로봇(100)이 도 21a에 도시된 바와 같이 1230 단계에서 산출된 회전 주행 중심(C)을 중심으로 회전 주행하도록 주행부(160)를 제어한다.

주행부(160)는 회전 주행의 회전 주행 반경(R)에 따라 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)의 위치를 다르게 할 수 있다.

예를 들어, 도 21a에 도시된 바와 같이 회전 주행 중심(C)이 청소 로봇(100)의 우측에 위치하는 경우, 주행부(160)는 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전 속도를 우측 주행 바퀴(163b)의 회전 속도보다 빠르게 할 수 있다. 또한, 회전 주행 반경(C)이 길면 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전 속도와 우측 주행 바퀴(163b)의 회전 속도 사이의 차이를 작게 하고, 회전 주행 반경(C)이 짧으면 좌측 주행 바퀴(163a)의 회전 속도와 우측 주행 바퀴(163b)의 회전 속도 사이의 차이를 크게할 수 있다.

회전 주행하는 동안 청소 로봇(100)은 장애물(O)과의 거리가 기준 거리보다 작은지를 판단한다(1242).

앞서 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 청소 로봇(100) 전방의 장애물(O)을 감지할 수 있으며, 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리와 미리 정해진 기준 거리를 비교하고, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 기준 거리 미만인지 판단할 수 있다.

이때, 기준 거리는 청소 로봇(100)의 주행 속도에 따라 달라질 수 있으며, 청소 로봇(100)의 주행 속도를 충분히 감속시키기 위하여 필요한 거리로 정할 수 있다. 예를 들어, 기준 거리는 청소 로봇(100)의 주행 속도에 따라 대략 10cm 내지 12cm로 정할 수 있다.

청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 미만이 아니면(1242의 아니오), 청소 로봇(100)은 회전 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 미만이면(1242의 예), 청소 로봇(100)는 감속하여 회전 주행한다(1244).

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 접촉으로 인한 청소 로봇(100)의 충격이 최소화시키기 위하여 도 21b에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 주행 속도를 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 청소 로봇(100)이 청소를 위하여 주행할 때 제1 주행 속도로 주행할 때, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 기준 거리 미만이 되면 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 주행 속도를 제1 주행 속도보다 작은 제2 주행 속도가 되도록 할 수 있다.

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 바퀴 구동 모터(161)의 회전 속도를 감소시키도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

청소 로봇(100)이 감속하는 동안 청소 로봇(100)의 주행 속도는 다양한 프로파일을 갖을 수 있다.

예를 들어, 청소 로봇(100)는 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 미만이 되면 청소 로봇(100)의 주행 속도를 즉시 제2 로 감속시키고, 청소 로봇(100)의 전방이 장애물(O)과 접촉할 때까지 충격 완화 속도를 유지할 수 있다.

다른 예로, 청소 로봇(100)는 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 미만이 되면 청소 로봇(100)의 주행 속도를 단계적으로 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 제1 기준 거리가 되면 청소 로봇(100)의 주행 속도를 제2 주행 속도로 감소시키고, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 제2 기준 거리가 되면 청소 로봇(100)의 주행 속도를 제3 주행 속도로 감소로 감소시키고, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 제3 기준 거리가 되면 청소 로봇(100)의 주행 속도를 제4 주행 속도로 감소로 감소시킬 수 있다.

또 다른 예로, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 미만이 되면 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉할 때까지 청소 로봇(100)의 주행 속도를 지속적으로 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 청소 로봇(100)과 장애물(O) 사이의 거리에 따라 청소 로봇(100)의 주행 속도를 선형적으로 감소시킬 수 있다.

이와 같이 청소 로봇(100)의 주행 속도를 감소시킴으로써 청소 로봇(100)과 장애물(O)이 접촉 시에 청소 로봇(100)의 충격이 최소화되도록 한다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉 여부를 판단한다(1250).

장애물(O)과의 접촉이 감지되지 않으면(1250의 아니오), 청소 로봇(100)은 회전 주행 중심(C)을 중심으로 하는 회전 주행을 계속한다.

장애물(O)과의 접촉이 감지되면(1250의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행한다(1260).

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉하는지 판단한다(1270).

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되지 않으면(1270의 아니오), 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 접촉된 부분을 회전 중심으로 하는 회전 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방 양측 모두가 장애물(O)과 접촉되면(1270의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작(1200)을 종료한다.

이와 같이 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉하기 전에 장애물(O)을 감지한 후 장애물(O)과 접촉하면, 장애물(O)과 접촉하기 전에 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선을 정렬하기 위한 준비 동작을 수행할 수 있으며, 준비 동작으로 인하여 외곽선 정렬 동작의 수행 시간이 감소할 수 있다.

또한, 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 접촉하기 전에 장애물(O)을 감지한 후 감소하여 장애물(O)과 접촉하면, 장애물(O)과의 접촉에 의한 청소 로봇(100)의 충격이 감소된다.

이와 같은 외곽선 정렬 동작을 장애물(O)이 감지되면 항상 수행하는 것은 아니다. 예를 들어, 장애물(O)의 폭이 일정한 기준폭 미만이거나 장애물(O)의 외곽선이 울퉁불퉁하면 청소 효율이 떨어지므로 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않을 수 있다.

도 22는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 방법의 일 예를 도시한다. 또한, 도 23는 도 22에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 일 예를 도시하고, 도 24는 도 22에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않는 일 예를 도시한다.

도 22 내지 도 24를 참조하여, 청소 로봇(100)의 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 정렬 판단 동작(1300)의 일 예에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(1310).

앞서 도 19의 1210 단계에서 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 청소 로봇(100) 전방의 장애물(O)을 감지할 수 있다.

구체적으로, 장애물 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 적외선 등의 광을 발신하고, 장애물(O)로부터 반사되는 반사광의 존부를 통하여 장애물(O)의 존부를 검출할 수 있다. 또한, 장애물 감지부(140)는 반사광 영상이 영상 센서(143b) 상에 생성되는 위치에 따라 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(1310의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 이상인지를 판단한다(1320).

청소 로봇(100)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 장애물(O)의 폭이 기준 폭 이상인지 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방을 복수의 영역으로 분할하고, 장애물(O)이 검출되는 영역의 개수를 검출할 수 있다.

구체적으로, 제어부(110)는 도 23에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방을 10개의 영역(R1, R2, ... R10)으로 분할할 수 있다. 이때, 10개의 영역(R1, R2, ... R10) 가운데 6개 영역의 폭의 합이 기준 폭(w)이 되도록 설정할 수 있다.

이후, 제어부(110)은 10개의 영역(R1, R2, ... R10) 각각에서 장애물(O)이 검출되는지를 판단하고, 장애물(O)이 검출되는 영역이 6개 이상이면 제어부(110)는 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 이상으로 판단할 수 있다. 또한, 장애물(O)의 검출되는 영영역이 6미만이면 제어부(110)은 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 미만으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 청소 로봇(100)은 장애물(O)으로부터 반사되는 반사광 영상을 장애물 감지부(140)의 영상 센서(143b)로 획득하고, 반사광 영상을 기초로 장애물(O)의 폭을 산출하고, 이를 기준 폭(w)과 비교할 수도 있다.

장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 이상이면(1320의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(1330).

예를 들어, 도 23의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방의 분할된 10개 영역(R1, R2, ... R10) 가운데 6개 이상의 영역에서 장애물(O)이 검출되면 청소 로봇(100)은 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선을 정렬시키는 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로, 청소 로봇(100)은 도 15, 도 17 또는 도 19에 도시된 외곽선 정렬 동작(1000, 1100, 1200)을 수행할 수 있다.

장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 미만이면(1320의 아니오), 청소 로봇(100)은 장애물 회피 동작을 수행한다(1340).

예를 들어, 도 24의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방에 분할된 10개 영역(R1, R2, ... R10) 가운데 6개 미만의 영역에서 장애물(O)의 검출되면 청소 로봇(100)은 도 24의 (b)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선을 따라 주행하는 장애물 외곽선 추종 동작을 수행할 수 있다.

다른 예로, 도 24의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 전방에 분할된 10개 영역(R1, R2, ... R10) 가운데 6개 미만의 영역에서 장애물(O)의 검출되면 청소 로봇(100)은 즉시 방향을 바꾸어 임의의 방향을 향하여 주행하는 외곽선 바운싱 동작을 수행할 수도 있다.

이와 같이 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 미만이면, 장애물(O)은 가구의 다리 등에 해당할 가능성이 높고, 이와 같은 가구의 다리 등의 장애물(O)의 외곽선과 청소 바닥의 경계선에는 먼지가 쌓일 가능성이 낮다.

뿐만 아니라, 청소 로봇(100)의 폭에 비하여 장애물(O)의 폭이 확연히 작으면 외곽선 정렬 동작에 의하여 청소 효율이 크게 증가하지 않는다.

이와 같은 이유로, 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 미만인 경우, 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않고, 빠르게 장애물을 회피함으로써 청소 효율을 향상시킬 수 있다.

도 25는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 방법의 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 26은 도 25에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 일 예를 도시하고, 도 27 및 도 28은 도 25에 도시된 바에 따라 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않는 일 예를 도시한다.

도 25 내지 도 28을 참조하여, 청소 로봇(100)의 외곽선 정렬 동작의 수행 여부를 판단하는 정렬 판단 동작(1400)의 다른 일 예에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(1410).

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(1410의 예), 청소 로봇(100)의 장애물(O)의 외곽선을 검출한다(1420).

청소 로봇(100)은 장애물 감지부(140)를 이용하여 장애물(O)의 외곽선을 검출할 수 있다.

예를 들어, 도 26의 (a), 도 27의 (a) 및 도 28의 (a)에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 전방을 복수의 영역(R1, R2, ... R10)으로 분할하고, 장애물 감지부(140)를 이용하여 복수의 영역(R1, R2, ... R10)에서 장애물(O)과 청소 로봇(100) 사이의 거리를 검출할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 도 26의 (b), 도 27의 (b) 및 도 28의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 영역(R1, R2, ... R10)에서 검출된 장애물(O)과 청소 로봇(100) 사이의 거리를 기초로 장애물(O)의 외곽선(L1)을 검출할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선이 평평한지를 판단한다(1430).

구체적으로, 제어부(110)는 장애물(O)의 외곽선이 평평한지를 판단하기 위하여 장애물(O)의 외곽선의 진직도(straightness)를 산출하고, 장애물(O)의 외곽선의 진직도가 미리 정해진 범위 이내인지 판단할 수 있다. 여기서, 진직도는 물체를 절단하였을 때 단면의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도를 의미하며, 단면의 외곽선이 직선으로부터 많이 벗어난 물체일수록 진직도가 크다.

다시 말해, 제어부(110)는 장애물(O)의 외곽선(L1)이 직선(L2)으로부터 벗어난 정도에 따라 장애물(O)의 외곽선이 평평한지를 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(110)는 도 26의 (b), 도 27의 (b) 및 도 28의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 영역(R1, R2, ... R10)에서 검출된 장애물(O)과 청소 로봇(100) 사이의 거리를 기초로 근사 직선(L2)을 산출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 선형 근사법을 이용하여 근사 직선(L2)을 산출할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물(O)과 청소 로봇(100) 사이의 거리와 근사 직선(L) 사이의 오차를 산출하고, 산출된 오차의 평균값을 산출할 수 있다.

제어부(110)는 이와 같이 산출된 오차의 평균값과 기준 오차를 비교함으로써 장애물(O)의 외곽선의 직진도 공차가 기준 직진도 공차 미만인지를 판단할 수 있다. 다시 말해, 오차의 평균값이 기준 오차 미만이면 제어부(110)는 장애물(O)의 외곽선이 평평한 것으로 판단할 수 있다.

장애물(O)의 외곽선이 평평하면(1430의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(1440).

예를 들어, 도 26의 (a)에 도시된 바와 같이 외곽선이 평평한 장애물(O)의 경우, 청소 로봇(100)이 검출한 외곽선(L1)은 도 26의 (b)에 도시된 바와 같이 직선 형태를 유지하고, 근사 직선(L2)과 거의 일치하게 된다.

이와 같이 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(100)의 외곽선(L1)과 근사 직선(L2)이 거의 일치하면 장애물(O)의 외곽선(L1)이 평평한 것으로 판단되므로, 청소 로봇(100)는 도 26의 (a)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선을 정렬시키는 외곽선 정렬 동작을 수행한다.

장애물(O)의 외곽선이 평평하지 않으면(1430의 아니오), 청소 로봇(100)은 장애물 회피 동작을 수행한다(1450).

예를 들어, 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이 외곽선이 둥근 장애물(O)의 경우, 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(O)의 외곽선(L1)은 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 영문자 "U"자 형태를 갖게 되며, 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(O)의 외곽선(L1)은 근사 직선(L2)으로부터 크게 벗어난다.

이와 같이 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(100)의 외곽선(L1)과 근사 직선(L2)으로부터 크게 벗어나면 장애물(O)의 외곽선(L1)이 평평하지 않은 것으로 판단되므로, 청소 로봇(100)은 도 27의 (c)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선을 따라 주행하는 장애물 외곽선 추종 동작을 수행한다.

다른 예로, 도 28의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 장애물(O)의 모서리를 향하는 경우, 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(O)의 외곽선(L1)은 도 28의 (b)에 도시된 바와 같이 영문자 "V"자 형태를 갖게 되며, 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(O)의 외곽선(L1)은 근사 직선(L2)으로부터 크게 벗어나게 된다.

또한, 청소 로봇(100)이 검출한 장애물(O)의 외곽선(L1)이 근사 직선(L2)으로부터 크게 벗어나면 장애물(O)의 외곽선(L1)이 평평하지 않은 것으로 판단되므로 청소 로봇(100)은 도 28의 (c)에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선을 따라 주행하는 장애물 외곽선 추종 동작을 수행한다.

이와 같이 장애물(O)의 외곽선이 평평하지 않은 경우, 청소 로봇(100)의 전방에 마련된 범버(151)와 장애물(O)의 외곽선이 매칭되지 않으므로 청소 로봇(100)이 외곽선 정렬 동작을 수행하더라도 장애물(O)에 인접한 먼지를 청소하기 곤란하다.

이와 같은 이유로, 장애물(O)의 외곽선이 평평하지 않은 경우 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행하지 않고, 빠르게 장애물을 회피함으로써 청소 효율을 향상시킬 수 있다.

도 29는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작과 함께 장애물 주변을 집중 청소하는 장애물 주변 청소 동작의 일 예를 도시하고, 도 30는 도 29에 도시된 방법에 따라 청소 로봇이 청소하는 것을 도시한다.

도 29 및 도 30을 참조하여, 청소 로봇이 외곽선 정렬 동작과 함께 장애물 주변을 집중 청소하는 장애물 주변 청소 동작(1500)에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(1510).

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(1510의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 조건이 만족하는지 판단한다(1520).

외곽선 정렬 조건은 도 22 및 도 25에서 설명한 외곽선 정렬 동작을 수행하기 위한 조건이다. 즉, 외곽선 정렬 조건은 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w)인지 여부 또는 장애물(O)의 외곽선이 평평한지 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 이상이고 장애물(O)의 외곽선이 평평하면 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 조건이 만족한 것으로 판단하고, 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w) 미만이거나 장애물(O)의 외곽선이 평평하지 않으면 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 조건이 만족되지 않은 것으로 판단한다.

외곽선 정렬 조건이 만족되지 않으면(1520의 아니오), 앞서 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)은 장애물 회피 동작을 수행한다(1560).

이는 외곽선 정렬에 의하여 청소 효율이 증가하지 않는 경우, 불필요한 외곽선 정렬 동작을 생략함으로써 청소 효율을 향상시키기 위함이다.

외곽선 정렬 조건이 만족되면(1520의 예), 청소 로봇(100)은 드럼 브러시(173)의 회전 속도를 증가시키고 먼지 흡입 모듈(175)의 흡입력을 증가시킨다(1530).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 제어부(110)는 드럼 브러시(173)를 회전시키는 브러시 구동 모터(171)의 회전 속도를 증가시키고, 먼지 흡입 모듈(175)을 구동하는 먼지 흡입 모터(미도시)의 회전 속도를 증가시키도록 청소부(170)를 제어한다.

드럼 브러시(173)의 회전 속도가 증가되면 드럼 브러시(173)에 의하여 먼지 흡입구(103a)로 비산되는 먼지의 양이 증가하고, 먼지 흡입 모듈(175)의 흡입력이 증가되면 많은 양의 먼지가 먼지함(177)으로 흡입된다.

청소 바닥을 청소하는 경우, 청소 로봇(100)은 에너지 효율을 향상시키기 위하여 도 30의 (a)에 도시된 바와 같이 드럼 브러시(173)를 적정한 회전 속도로 회전시키고, 먼지 흡입 모듈(175)의 흡입력을 적정한 수준으로 유지한다.

장애물(O)과 청소 바닥의 경계를 청소하는 경우, 청소 로봇(100)은 도 30의 (b)에 도시된 바와 같이 많은 양의 먼지를 청소하기 위하여 드럼 브러시(173)의 회전 속도를 증가시키고, 먼지 흡입 모듈(175)의 흡입력을 증가시킨다.

그 결과, 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에 대한 청소 효율을 향상시킬 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(1540).

외곽선 정렬 동작이 종료되면, 청소 로봇(100)은 드럼 브러시(173)의 회전 속도와 먼지 흡입 모듈(175)의 흡입력을 원상 복귀시킨다(1550).

앞서 설명한 바와 같이 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에는 청소 바닥보다 많은 양의 먼지가 위치하므로, 장애물(O)과 청소 바닥의 경계를 청소하는 경우 청소 로봇(100)은 청소력을 증가시킴으로써 전체적인 청소 효율이 향상시킬 수 있다.

도 31은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작의 일 예를 도시하고, 도 32은 도 31에 도시된 자동 청소 동작에 따라 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 것을 도시한다.

도 31 및 도 32를 참조하여, 청소 로봇(100)이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작(2000)에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 구역을 설정하기 위한 청소 구역 설정 주행을 수행한다(2010).

청소 로봇(100)은 도 32의 (a)에 도시된 바와 같이 벽면 또는 장애물(O)을 따라 이동하면서 청소 공간의 크기, 형태 등을 확인하고, 청소 공간의 크기, 형태에 따라 하나의 이상의 청소 구역으로 구획할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 공간을 청소하기 위한 청소 주행을 수행한다(2020).

청소 로봇(100)은 도 32의 (b)에 도시된 바와 같이 미리 설정된 청소 주행 경로를 따라 이동하는 동안 청소 공간을 청소하거나, 미리 설정된 시간 동안 임임의 방향으로 이동하면서 청소 공간을 청소할 수 있다.

도 33은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 일 예를 도시하고, 도 34 및 도 35는 도 33에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.

도 33 내지 도 35를 참조하여, 외곽선 정렬 동작을 포함하는 청소 주행(2100)의 일 예를 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 직선 주행을 수행한다(2110).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 도 34의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 일정한 속도로 직선 주행하도록 주행부(140)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)를 동일한 방향 및 동일한 회전 속도로 회전시키도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(2120).

장애물 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 적외선 등의 광을 발신하고, 장애물(O)로부터 반사되는 반사광의 존부를 통하여 장애물(O)의 존부를 검출할 수 있다. 또한, 장애물 감지부(140)는 반사광 영상이 영상 센서(143b) 상에 생성되는 위치에 따라 장애물(O)까지의 거리를 산출할 수 있다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되지 않으면(2120의 아니오), 청소 로봇(100)은 직선 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(2120의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(2130).

도면에는 도시되지 않았으나, 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행하기 앞서 외곽선 정렬 조건이 만족되는지 판단할 수 있다. 구체적으로, 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 폭이 기준 폭(w)인지 여부 또는 장애물(O)의 외곽선이 평평한지 등을 판단할 수 있다.

또한, 외곽선 정렬 조간이 만족하면 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다. 다만, 이해를 돕기 위하여 이하에서는 외곽선 정렬 조건은 만족된 것으로 가정하고, 청소 로봇(100)이 외곽선 정렬 동작을 수행하는 것으로 한다.

외곽선 정렬 동작이 완료되면, 청소 로봇(100)은 제1 거리(d1)를 후진한다(2140).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 청소 로봇(100)은 도34의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 거리(d1)를 후진한다.

이때, 제1 거리(d1)는 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 외곽선까지의 최대 길이(h`)와 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 전방 범퍼(151)까지의 길이(h) 사이의 차이보다 큰 값인 것이 바람직하다. 이는 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 충돌없이 제자리에서 회전하기 위함이다.

예를 들어, 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 외곽선까지의 최대 길이를 "h`"라 하고, 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 전방 범퍼(151)까지의 길이를 "h"라 할 때, 제1 거리(d1)는 "h`-h"으로 설정할 수 있다.

다른 예로, 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 전방 범퍼(151)까지의 길이를 "h"라 할 때, 제1 거리(d1)는 "(√2-1)ㅧh"으로 설정할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 제1 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 대략 90도를 제자리에서 회전한다(2150).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 제자리에서 대략 90도 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)를 동일한 회전 속도 및 서로 반대 방향으로 회전시키도록 주행부(160)를 제어한다.

이후, 청소 로봇(100)은 제2 거리(d2)만큼 장애물 외곽선 추종 주행한다(2160). 즉, 청소 로봇(100)는 장애물의 외곽선과 나란히 제2 거리(d2)를 주행한다.

앞서 수행한 외곽선 정렬 동작의 결과, 청소 로봇(100)의 진행 방향과 장애물(O)의 외곽선이 서로 수직하게 된다. 따라서 청소 로봇(100)이 약간의 후진 이후 대략 90도 제자리에서 회전하면 도 34의 (c)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 진행 방향이 장애물(O)의 외곽선과 평행하게 된다.

이와 같이 외곽선 정렬 동작 이후 즉시 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선과 평행한 방향으로 향할 수 있으며, 청소 로봇(100)는 외곽선 정렬 동작 이후 즉시 장애물 외곽선 추종 주행을 수행할 수 있다. 다시 말해, 장애물 외곽선 추종 주행 시에 장애물(O)의 외곽선과 평행하게 주행하기 위한 초기 안정화 동작 없이 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선과 평행하게 주행할 수 있다.

또한, 제2 거리(d2)는 대략 청소 로봇(100)의 드럼 브러시(163)의 길이 또는 청소 로봇(100)의 폭인 것이 바람직하다. 제2 거리(d2)를 대략 청소 로봇(100)의 드럼 브러시(163)의 길이 또는 청소 로봇(100)의 폭으로 정하면 이전의 직선 주행에 의하여 청소 로봇(100)이 청소한 영역과 다음 직선 주행 시에 청소 로봇(100)이 청소할 영역이 겹쳐질 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 제1 회전 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 대략 90도를 제자리에서 회전한다(2170).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 제자리에서 제1 방향으로 대략 90도 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

여기서 제1 회전 방향은 2150 단계에서 회전한 제1 회전 방향과 동일한 회전 방향이다.

장애물(O)의 외곽선과 평행하게 주행하는 장애물 외곽선 추종 주행 이후 청소 로봇(100)이 90도 회전하므로 청소 로봇(100)은 도 34의 (d)에 도시된 바와 같이 장애물(O)과 반대 방향을 향하게 된다.

이후, 청소 로봇(100)은 2110 단계의 직선 주행을 수행할 수 있다.

이와 같은 청소 주행(2100)을 반복하면, 청소 로봇(100)은 도 35에 도시된 바와 같이 지그재그 패턴을 갖는 청소 주행을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)이 지그재그 패턴을 갖는 청소 주행 중에 외곽선 정렬 동작을 수행함으로써 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 청소 바닥의 경계에 대한 청소를 수행할 수 있다.

또한, 지그재그 패턴 가운데 장애물(O)와 나란히 주행하는 외곽선 추종 주행 시에 주행 방향이 장애물(O)의 외곽선과 평행하도록 하는 초기 안정화 동작없이 외곽선 추종 주행을 수행할 수 있다.

도 36은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 다른 일 예를 도시하고, 도 37 및 도 38은 도 36에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.

도 36 내지 도 38를 참조하여, 외곽선 정렬 동작을 포함하는 청소 주행(2200)의 다른 일 예를 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 직선 주행을 수행한다(2210).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 일정한 속도로 직선 주행하도록 주행부(140)를 제어할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(2220).

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되지 않으면(2220의 아니오), 청소 로봇(100)은 직선 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(2220의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(2230).

청소 로봇(100)은 앞서 설명한 바와 같이 외곽선 정렬 조건이 만족하면 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다.

외곽선 정렬 동작이 완료되면, 청소 로봇(100)은 제3 거리(d3)를 후진한다(2240).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 청소 로봇(100)은 도37의 (a)에 도시된 바와 같이 제3 거리(d3)를 후진한다.

또한, 제3 거리(d3)는 장애물 감지부(140)가 장애물(O)을 감지할 수 있는 거리 이내의 거리로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 청소 로봇(100)이 이후에 외곽선 정렬 동작을 수행하기 위함이다.

이후, 청소 로봇(100)은 제1 회전 방향(시계방향 또는 반시계 방향)으로 제자리에서 회전한다(2250).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 제자리에서 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

또한, 청소 로봇(100)이 제자리에서 회전하는 각도는 도 37의 (b)에 도시된 바와 같이 90도보다 작은 것이 바람직하다. 즉, 제자리 회전 이후도 여전히 청소 로봇(100)의 전방이 장애물(O)을 향하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 청소 로봇(100)이 이후에 외곽선 정렬 동작을 수행하기 위함이다.

이후 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(2260).

앞서 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 조건이 만족하면 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다.

청소 로봇(100)은 도 37의 (c)에 도시된 바와 같이 2240 단계의 외곽선 정렬 동작이 수행된 위치와 인접한 위치에서 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다. 또한, 2240 단계에서 외곽선 정렬 동작이 수행된 위치와 현 단계에서 외곽선 정렬 동작이 수행된 위치 사이의 거리는 대략 드럼 브러시(173)의 폭 또는 청소 로봇(100)의 폭인 것이 바람직하다.

외곽선 정렬 동작이 완료되면, 청소 로봇(100)은 제4 거리(d4)를 후진한다(2740).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 청소 로봇(100)은 도37의 (d)에 도시된 바와 같이 제4 거리(d4)를 후진한다.

제4 거리(d4)는 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 외곽선까지의 최대 길이(h`)와 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 전방 범퍼(151)까지의 길이(h) 사이의 차이보다 큰 값인 것이 바람직하다. 이는 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 충돌없이 제자리에서 회전하기 위함이다.

이후, 청소 로봇(100)은 임의의 방향으로 대략 180도를 제자리에서 회전한다(2280).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 청소 로봇(100)이 도 37의 (d)에 도시된 바와 같이 제자리에서 대략 180도 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

장애물(O)의 외곽선과 청소 로봇(100)의 전방 외곽선이 접촉하는 외곽선 정렬 동작 이후 청소 로봇(100)이 180도 회전하므로 청소 로봇(100)은 도 37의 (d)에 도시된 바와 같이 장애물(O)과 반대 방향을 향하게 된다.

이후, 청소 로봇(100)은 2210 단계의 직선 주행을 수행할 수 있다.

이와 같은 청소 주행(2100)을 반복하면, 청소 로봇(100)은 도 38에 도시된 바와 같이 지그재그 패턴을 갖는 청소 주행을 수행할 수 있다.

특히, 장애물(O)이 발견되면 나란한 위치에 2번 외곽선 정렬 동작을 수행함으로써 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 청소 바닥의 경계를 빈틈없이 청소할 수 있다.

도 39은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 청소 주행의 다른 일 예를 도시하고, 도 40 및 도 41은 도 39에 도시된 청소 주행에 따라 청소 로봇이 이동한 경로를 도시한다.

도 39 내지 도 41을 참조하여, 외곽선 정렬 동작을 포함하는 청소 주행(2300)의 다른 일 예를 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 직선 주행을 수행한다(2310).

이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되는지 판단한다(2320).

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되지 않으면(2320의 아니오), 청소 로봇(100)은 직선 주행을 계속한다.

청소 로봇(100)의 전방에 장애물(O)이 감지되면(2320의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 수행한다(2330).

청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 조건이 만족하면 도 40의 (a)에 도시된 바와 같이 외곽선 정렬 동작을 수행할 수 있다.

외곽선 정렬 동작이 완료되면, 청소 로봇(100)은 제5 거리(d3)를 후진한다(2240).

구체적으로, 청소 로봇(100)의 전방 외곽선과 장애물(O)의 외곽선이 정렬되면, 청소 로봇(100)은 도40의 (b)에 도시된 바와 같이 제5 거리(d5)를 후진한다.

이때, 제5 거리(d5)는 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 외곽선까지의 최대 길이(h`)와 청소 로봇(100)의 중심으로부터 청소 로봇(100)의 전방 범퍼(151)까지의 길이(h) 사이의 차이보다 큰 값인 것이 바람직하다. 이는 청소 로봇(100)이 장애물(O)과 충돌없이 제자리에서 회전하기 위함이다.

이후, 청소 로봇(100)은 임의의 방향으로 임의의 각도를 제자리에서 회전한다(2350).

청소 로봇(100)의 제어부(110)는 도 40의 (c)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 제자리에서 회전하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 좌측 주행 바퀴(163a)와 우측 주행 바퀴(163b)를 동일한 회전 속도 및 서로 반대 방향으로 회전시키도록 주행부(160)를 제어한다.

청소 로봇(100)이 임의의 방향으로 임의의 각도를 회전함으로써 청소 로봇(100)은 이후에 임의의 방향으로 직선 주행할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 도 40의 (d)에 도시된 바와 같이 2310 단계의 직선 주행을 수행할 수 있다.

이와 같은 청소 주행(2300)을 반복하면, 청소 로봇(100)은 도 41에 도시된 바와 같이 임의의 패턴을 갖는 청소 주행을 수행할 수 있다.

청소 로봇(100)은 임의의 패턴을 갖는 청소 주행을 미리 정해진 시간 동안 수행하고, 청소 주행을 수행하는 동안 청소 공간을 청소한다.

도 42은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작의 다른 일 예를 도시하고, 도 43은 도 42에 도시된 자동 청소 동작에 따라 청소 로봇이 청소 공간을 자동으로 청소하는 것을 도시한다.

도 42 및 도 43를 참조하여, 청소 로봇(100)이 청소 공간을 자동으로 청소하는 자동 청소 동작(3000)에 대하여 설명한다. 다만 앞서 설명한 청소 로봇(100)의 동작과 동일한 동작에 대해서는 그 설명을 간략히 한다.

청소 로봇(100)은 청소 구역을 설정하기 위한 청소 구역 설정 주행을 수행한다(3010).

청소 로봇(100)은 벽면 또는 장애물(O)을 따라 이동하면서 청소 공간의 크기, 형태 등을 확인하고, 청소 공간의 크기, 형태에 따라 하나의 이상의 청소 구역으로 구획할 수 있다.

이후, 청소 로봇(100)은 청소 공간을 청소하기 위한 제1 청소 주행을 수행하고(3020), 제2 청소 주행을 수행한다(3030).

청소 로봇(100)은 도 43의 (a)에 도시된 바와 같은 제1 청소 주행을 수행한 이후, 도 43의 (b)에 도시된 바와 같은 제2 청소 주행을 수행할 수 있다.

도 43의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제1 청소 주행과 제2 청소 주행은 서로 수직한 방향을 갖는 지그재그 패턴을 갖는 청소 주행이다.

예를 들어, 제1 청소 주행은 x축을 주축으로 하여 x축 방향의 청소 주행을 수행하고, x축 방향의 청소 주행이 종료되면 y축 방향으로 시프트하여 다시 x축 방향의 청소 주행을 수행한다.

이에 반하여, 제2 청소 주행은 y축을 주축으로 하여 y축 방향의 청소 주행을 수행하고, y축 방향의 청소 주행이 종료되면 x축 방향으로 시프트하여 다시 y축 방향의 청소 주행을 수행한다.

이와 같이 서로 수직하는 제1 청소 주행과 제2 청소 주행을 수행함으로써 청소 로봇(100)은 청소 공간을 빈틈없이 청소할 수 있으며, 장애물(O)과 청소 바닥의 경계를 대부분 효율적으로 청소할 수 있다.

도 44는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 충전 스테이션으로 복귀하는 복귀 동작의 일 예를 도시하고, 도 45는 도 44에 도시된 복귀 동작에 따라 청소 로봇이 충전 스테이션으로 복귀하는 것을 도시한다.

도 44 및 도 45를 참조하여, 청소 로봇(100)이 충전 스테이션(CS)으로 복귀하는 복귀 동작(4000)에 대하여 설명한다.

청소 로봇(100)은 사용자로부터 복귀 명령이 입력되거나 저전력이 감지되는지 판단한다(4010).

사용자는 유저 인터페이스(120)에 포함된 복귀 버튼을 통하여 청소 로봇(100)에 충전 스테이션(CS)으로의 복귀 명령을 입력할 수 있다.

또한, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)에 포함된 각종 구성 부품에 전력을 공급하는 배터리(미도시)의 출력 전압을 검출하고, 배터리의 출력 전압이 미리 정해진 기준 전압 미만이면 저전력으로 판단할 수 있다.

복귀 명령이 입력되거나 저전력이 감지되면(4010의 예), 청소 로봇(100)은 외곽선 정렬 동작을 비활성화시킨다(4020).

청소 주행을 수행하는 중에 청소 로봇(100)은 장애물(O)이 감지되면 외곽선 정렬 동작을 수행함으로써 청소 효율을 높일 수 있다.

반면, 청소 로봇(100)이 충전 스테이션(CS)으로 복귀하는 복귀 주행 중에 외곽선 정렬 동작을 수행하면, 추가적인 전력 소모가 발생할 뿐만 아니라 충전 스테이션(CS)으로의 복귀도 지연된다.

이러한 이유로 청소 로봇(100)은 복귀 주행 중에 외곽선 정렬 동작을 비활성한다.

이후, 청소 로봇(100)는 충전 스테이션(CS)으로 복귀한다(4030).

청소 로봇(100)는 충전 스테이션(CS)으로 복귀하는 동안 장애물(O)이 감지되더라도 외곽선 정렬 동작을 수행한지 않으며, 도 45에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선을 따라 충전 스테이션(CS)으로 복귀한다.

이상에 설명한 바와 같이 청소 로봇(100)은 복귀 동작 시에 외곽선 정력 동작을 비활성화 시킴으로써 더욱 빠르게 충전 스테이션(CS)으로 복귀할 수 있다.

이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

100: 청소 로봇 110: 제어부
120: 유저 인터페이스 130: 영상 획득부
140: 장애물 감지부 141: 광 발신모듈
141a: 광원 141b: 광각 렌즈
143: 광 수신모듈 143a: 반사 미러
143b: 영상 센서 150: 접촉 감지부
151: 범퍼 153: 범퍼 스위치
155: 외력 전달 부재 157: 범퍼 복원 부재
159: 슬립 방지 부재 160: 주행부
170: 청소부 180: 저장부

Claims

청소 로봇을 이동시키는 주행부;
장애물을 감지하는 장애물 감지부;
주행 중에 상기 청소 로봇과 상기 장애물 사이의 거리가 기준 거리 이하가 되면, 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시켜 상기 청소 로봇이 상기 장애물과 접촉하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주행 속도를 제1 주행 속도로부터 제2 주행 속도로 감소시키도록 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주행 속도가 복수의 단계로 감소되도록 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주행 속도가 점차적으로 감소되도록 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 장애물의 폭이 기준 폭 이상이면, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 청소 로봇이 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제5항에 있어서,
상기 장애물의 폭이 상기 기준 폭 미만이면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 외곽선과 나란하게 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값보다 작으면, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 청소 로봇이 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제7항에 있어서,
상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값 이상이면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 외곽선과 나란하게 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉을 감지하는 접촉 감지부를 더 포함하고,
상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 제어부는 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어하는 청소 로봇.
제9항에 있어서,
상기 청소 로봇과 상기 장애물의 접촉이 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
적어도 일부가 플랫한 면을 포함하는 본체;
상기 본체를 이동시키는 주행부;
상기 본체와 장애물의 접촉을 감지하는 접촉 감지부;
상기 본체와 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 본체의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 청소 로봇.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 본체와 상기 장애물의 접촉이 감지되면 상기 장애물과 접촉된 부분을 중심으로 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제12항에 있어서,
상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되면, 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 후진과 전진을 반복하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제12항에 있어서,
상기 장애물과의 접촉없이 상기 장애물을 감지하는 장애물 감지부를 더 포함하고,
외곽선 정렬 조건이 만족되면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어하는 청소 로봇.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 장애물과의 거리에 따라 산출된 회전 중심을 중심으로 상기 본체가 회전 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제14항에 있어서,
상기 장애물의 폭이 기준 폭 이상이면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어하는 청소 로봇.
제14항에 있어서,
상기 장애물의 외곽선이 직선으로부터 벗어난 정도가 기준 값보다 작으면, 상기 제어부는 상기 적어도 일부가 플랫한 면과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇의 이동을 제어하는 청소 로봇.
제14항에 있어서,
청소 바닥의 먼지를 흡입하는 청소부를 더 포함하고,
상기 외곽선 정렬 조건이 만족되면, 상기 제어부는 상기 청소부의 흡입력을 증가시키는 청소 로봇.
제11항에 있어서, 상기 접촉 감지부는,
상기 본체의 전방에 마련되어 상기 장애물과 접촉하는 범퍼;
상기 범퍼가 상기 장애물과 접촉하면 접촉 감지 신호를 출력하는 범퍼 스위치;
상기 장애물로부터 범퍼에 가해지는 외력을 상기 범퍼 스위치에 전달하는 외력 전달 부재를 포함하는 청소 로봇.
제19항에 있어서,
상기 장애물과 접촉하면 상기 범퍼는 상기 외력 전달 부재를 가압하는 청소 로봇.
제20항에 있어서,
상기 범퍼에 의하여 가압되면 상기 외력 전달 부재는 회전축을 중심으로 회전하여 상기 범퍼 스위치를 가압하는 청소 로봇.
제21항에 있어서,
상기 외력 전달 부재에 의하여 가압되면 상기 범퍼 스위치는 상기 접촉 감지 신호를 출력하는 청소 로봇.
제22항에 있어서,
상기 범퍼 스위치는 상기 청소 로봇의 전방 방향에 대하여 30도 내지 60도 경사지게 설치되는 청소 로봇.
청소 로봇을 주행시키고;
상기 청소 로봇과 장애물의 사이의 거리가 기준 거리 이하가 되면, 상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시켜 상기 청소 로봇과 상기 장애물을 접촉시키고;
상기 청소 로봇과 상기 장애물 사이의 접촉이 감지되면 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되도록 상기 청소 로봇을 이동시키고 것을 포함하는 청소 로봇의 제어 방법.
제24항에 있어서,
상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시키는 것은 상기 주행 속도를 제1 주행 속도로부터 제2 주행 속도로 감소시키는 것을 포함하는 청소 로봇의 제어 방법.
제24항에 있어서,
상기 청소 로봇의 주행 속도를 감소시키는 것은 상기 청소 로봇의 주행 속도를 복수의 단계로 감소시키는 것을 포함하는 청소 로봇의 제어 방법.
제24항에 있어서,
상기 청소 로봇의 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬되면 상기 외곽선과 나란하게 상기 청소 로봇을 이동시키는 것을 더 포함하는 청소 로봇의 제어 방법.
제24항에 있어서,
상기 청소 로봇의 외곽선이 상기 장애물의 제1 외곽선과 정렬된 후 상기 청소 로봇의 외곽선이 상기 장애물의 제2 외곽선과 정렬되도록 상기 청소 로봇을 이동시키는 것을 더 포함하는 청소 로봇의 제어 방법.
제24항에 있어서,
사용자로부터 복귀 명령이 입력되거나 배터리의 저전력이 감지되면, 상기 청소 로봇을 충전 스테이션으로 복귀시키는 것을 더 포함하고,
상기 청소 로봇을 충전 스테이션으로 복귀시키는 동안에는 상기 청소 로봇의 전방 외곽선과 상기 장애물의 외곽선이 정렬시키는 것을 비활성화시키는 청소 로봇의 제어 방법.
적어도 일부가 플랫한 면을 포함하는 본체;
상기 본체를 이동시키는 주행부;
장애물을 감지하는 장애물 감지부;
상기 장애물이 감지되면 상기 적어도 일부가 플랫한 면이 상기 장애물과 접촉하도록 상기 본체의 이동을 제어하는 제어부를 포함하는 청소 로봇.
제30항에 있어서,
상기 장애물이 감지되면 상기 제어부는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 거리 및 방향을 기초로 산출된 회전 중심을 중심으로 회전 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제30항에 있어서,
상기 본체와 상기 장애물 사이의 접촉을 감지하는 접촉 감지부를 더 포함하고,
상기 장애물과 상기 본체의 일부 사이의 접촉이 감지되면 상기 접촉된 본체의 일부를 중심으로 상기 본체를 회전시키도록 상기 주행부를 제어하는 청소 로봇.
제32항에 있어서, 상기 접촉 감지부는,
상기 청소 로봇의 전방에 마련되어 상기 장애물과 접촉하는 범퍼;
상기 범퍼가 상기 장애물과 접촉하면 접촉 감지 신호를 출력하는 범퍼 스위치;
상기 장애물로부터 범퍼에 가해지는 외력을 상기 범퍼 스위치에 전달하는 외력 전달 부재를 포함하는 청소 로봇.