KR20160090568A - 로봇 청소기 및 로봇 청소기 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 본체의 바닥면에 서로 나란하게 배치되고, 그 일면이 각각 제1 회전축 및 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 본체에 장착되고, 그 이면에 각각 물걸레가 탈부착되는 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판, 및 상기 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판을 각각 회전 구동하는 제1 모터 및 제2 모터를 구비한 로봇 청소기의 제어 방법으로서, 제1 모터 및 제2 모터의 부하값의 변화에 따라 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판의 구동을 제어하는단계를 포함하는 것과 더불어, 로봇 청소기의 진행 방향 측에 장착된 장애물 센서로부터 장애물의 존재 여부를 검출하는 단계; 및 장애물 센서에 의해 상기 장애물이 연속하여 검출되는 경우, 상기 장애물에 따라 기준면을 설정하고, 상기 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 단계를 더 포함한다.
Description
본 발명은 청소 구역을 이동하며 자동으로 청소 작업을 수행하는 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본체에 물걸레 판을 장착하여 청소 구역 내에 물걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
로봇 청소기는 외부의 인위적인 조작 없이, 청소 구역 내를 스스로 주행하면서 청소 작업을 수행하는 장치이다. 일반적으로 로봇 청소기는 스스로 주행하면서 피청소면의 먼지 등의 오물을 흡입하는 오물 흡입 기능을 주로 수행하지만 최근에는, 피청소면에 대해 물걸레질을 실시하여, 피청소면에 고착된 이물질 등이나 찌든 때등을 제거할 수 있는 로봇 청소기가 소개되고 있다.
예컨대, 특허문헌 1에서는 물걸레가 부착되는 물걸레 판을 로봇 청소기 본체의 하면에 착탈 시킴으로써, 자율 주행 과정에서 물걸레질이 가능한 로봇 청소기를 개시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1과 같은 청소 방식의 로봇 청소기의 경우, 단순히 기존의 로봇 청소기의 본체에 물걸레용 청소포등을 부착하고, 로봇 청소기의 주행 시 물걸레용 청소포와 바닥면의 마찰을 이용한 것에 불과하여, 청소 구역 내에 밀착된 오물을 제거하는 것에 한계가 있었다.
또한, 물걸레용 청소포와 바닥면 사이의 마찰력으로 인하여, 별도의 구동력에 의한 로봇의 주행이 방해를 받아 배터리에 의한 구동력의 소모가 극심하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 청소 대상 바닥면에 밀착된 오물을 물걸레 청소를 통해 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 소모를 억제할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 본체의 바닥면에 서로 나란하게 배치되고, 그 일면이 각각 제1 회전축 및 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 본체에 장착되고, 그 이면에 각각 물걸레가 탈부착되는 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판, 및 상기 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판을 각각 회전 구동하는 제1 모터 및 제2 모터를 구비한 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 주행 모드에 따라, 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 어느 하나를 회전시켜, 상기 로봇 청소기를 특정한 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계; 로봇 청소기의 주행 중에, 제1 및 제2 물걸레 장착판에 장착된 물걸레와 상기 바닥면 사이의 마찰로 인해 상기 제1 모터 및 제2 모터에 가해지는 부하값의 변화를 측정하는 단계; 부하값의 변화에 따라 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하고, 로봇 청소기의 진행 방향 측에 장착된 장애물 센서로부터 장애물의 존재 여부를 검출하는 단계; 및 장애물 센서에 의해 상기 장애물이 연속하여 검출되는 경우, 장애물에 따라 기준면을 설정하고, 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 단계를 더 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 본체; 본체의 바닥면에 서로 나란하게 배치되고, 그 일면이 각각 제1 회전축 및 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 본체에 장착되고, 그 이면에 각각 물걸레가 탈부착되는 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판; 본체 내부에 설치되고, 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판을 각각 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 구동원인 제1 모터 및 제2 모터를 구비하고, 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 어느 하나를 회전시키는 것에 의해, 물걸레 장착판에 장착된 물걸레와 청소 구역의 바닥면 사이에서 발생되는 마찰력을 이용하여 상기 바닥면 상을 주행하는 로봇 청소기로서, 로봇 청소기의 주행 중에, 제1 및 제2 물걸레 장착판에 장착된 상기 물걸레와 상기 바닥면 사이의 마찰로 인해 상기 제1 모터 및 제2 모터에 가해지는 부하값의 변화를 측정하는 모터 부하 측정 수단 및, 부하값의 변화에 따라 상기 제1 및 제2 물걸레 장착판의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 구동원에 의해 본체에 부착된 바퀴가 회전함에 따라 청소구역을 이동하는 종래 로봇 청소기와는 달리, 각각 물걸레가 부착되는 한 쌍의 물걸레 부착판 중 적어도 어느 하나가 회전하고, 이때 물걸레와 바닥면과의 마찰력을 구동원으로 사용하기 때문에, 종래 물걸레가 부착된 로봇 청소기에 비하여 배터리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 로봇 청소기의 방향 제어를 위해 물걸레가 부착되는 물걸레 부착판의 회전 방향과 회전속도만을 제어하게 되므로, 종래 로봇 청소기와 같이 별도의 구동용 바퀴와 이를 구동하기 위한 제어 장치가 불필요하기 때문에 장치 구성을 간단히 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 물걸레 장착판의 회전에 의해 로봇 청소기가 이동하게 되는 것과 더불어 청소 구역의 바닥면에 붙은 이물질을 제거하게 되는바, 종래 본체에 물걸레를 단순 부착한 로봇 청소기와 대비하여, 이물질 제거 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 물걸레 장착판에 부착된 물걸레와 바닥면 사이의 마찰로 인해 모터에 가해지는 부하를 모니터링하여 적절하게 물걸레 장착판의 회전을 제어함으로써, 사용자에 의해 로봇 청소기가 들어 올려지거나 로봇 청소기가 추락한 경우에 모터를 정지시켜 불필요한 배터리의 소모를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 물걸레 장착판에 부착된 물걸레와 바닥면 사이의 마찰로 인해 모터에 가해지는 부하를 모니터링하여 적절하게 물걸레 장착판의 회전을 제어함으로써, 카페트등 장애물이나 낭떠러지에 인접한 위치에 로봇 청소기가 위치한 경우 해당 위치를 신속하게 이탈할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 주행 중에 벽을 감지하게 되면, 해당 벽을 타고 주행할 수 있도록 하여, 깨끗하게 청소하기 어려운 방안 벽면 주위 부분에 대하여 집중적으로 청소가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드와 관련된 순서도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드와 관련된 순서도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 벽타기 모드를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 구조를 나타내는 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 저면도이며, 도 3은 본 발명의 로봇 청소기의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 로봇 청소기의 시스템을 도시하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기는 본체(10)와 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120), 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판(120)을 회전 구동하기 위한 각각 구동하기 위한 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b), 본체(10)에 장착되는 장애물 검출 센서(130a, 130b), 본체(10)에 구비되는 입력부(180) 및 통신부(140)를 포함한다.
제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)은 각각 그 일면이 제1 회전축(151) 및 제2 회전축(152)을 중심으로 회전 가능하게 본체(10)에 장착되고, 그 이면에는 각각 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)가 탈부착 가능하게 장착된다.
제1 회전축(151) 및 제2 회전축(152)의 경우, 도 2의 도시 내용에 따르면 본체(10)의 길이 방향에 수직하도록 도시되어 있으나, 바람직하게는 본체(10)의 길이 방향에 수직한 가상의 수직축과 경사지는 방향으로 연장될 수 있다.
제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레는(220) 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(220)의 회전에 따라, 청소 구역의 바닥면과 접촉하여 상대 회전 운동함에 따라 바닥면에 부착된 이물질에 대해 물걸레 청소할 수 있도록 구성된다. 바람직하게는 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)는, 세정가능한 극세사, 천, 부직포, 브러시 등과 같은 섬유 재질로 구성될 수 있다.
또한, 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)는 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(220)에, 벨크로 테이프등의 고정 수단을 이용하여 장착될 수 있으며, 바람직하게는 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(220)에 덮어 씌우는 방식에 의해 고정될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)와 청소 구역의 바닥면 사이에는 각각 소정의 마찰력이 발생하며, 이러한 마찰력은, 로봇 청소기의 주행을 위한 구동원으로 이용될 수 있다. 특히, 제1 물걸레(210)와 제2 물걸레(220)에 작용하는 마찰력의 합력을 적절히 제어하면, 로봇 청소기의 주행 방향 및 속도를 구체적으로 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 경우, 종래 바닥면의 물걸레 청소 용도로만 사용되던 마찰력을 로봇 청소기의 구동원으로 활용함으로써, 로봇 청소기 구동을 위한 배터리 소모를 감소시키는 것과 더불어 로봇 청소기의 구동 제어를 위한 별도의 휠이나 이를 제어하기 위한 장치등을 제거하여 간이한 방법으로 로봇 청소기의 구동 제어를 가능하게 할 수 있다.
장애물 검출 센서(130)는 로봇 청소기의 주행 방향 상에 존재하는 장애물을 검출하기 위한 것으로서, 로봇 청소기의 진행 방향을 기준으로, 본체(10)의 전방 또는 후방에 배치될 수 있으며, 또한 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 본체(10) 전방 및 후방에 배치된 장애물 검출 센서(130)는 로봇 청소기가 해당 방향으로 주행할 때에 해당 방향 상에 위치하는 장애물을 검출하여 그 정보를 제어부(17)로 전달하는 기능을 수행한다. 이와 같이, 장애물 검출 센서(130)의 위치를 적절하게 조정하는 것에 의해, 적은 수의 센서를 통해서 로봇 청소기의 주행을 방해하는 장애물을 정확하게 검출할 수 있어, 로봇 청소기의 제조 비용을 절감하는 것이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 시스템은, 센서부(130), 통신부(140), 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)을 구동시키는 구동원인 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b), 저장부(160, 제어부(170), 입력부(180), 출력부(185), 모터 부하 측정 수단(200) 및 전원 공급부(190)를 포함한다.
센서부(130)는 상술한 본체(10)에 장착된 장애물 검출 센서(130a, 130b 등)를 포함하는 것으로서, 로봇 청소기의 주변의 장애물 검출을 위해 외부로 적외선이나 초음파 신호를 발생시키고 더불어 장애물로부터 해당 신호가 반사되어 오는 신호를 수신하여 장애물 존재 여부를 검출하고, 그 장애물 검출 결과를 제어부(17)로 전달하는 역할을 수행한다. 센서부(130)는 바람직하게는 카메라 센서와 같이 로봇 청소기의 외부를 촬영 하여 장애물등을 검출하는 센서 장비등을 포함할 수 있다.
통신부(140)는 근거리 통신 모듈이나 무선 인터넷 모듈등을 이용하여 로봇 청소기와 외부 단말 사이에 무선 통신 기능을 수행한다. 로봇 청소기는 통신부(140)를 통해 외부 단말로부터 명령을 수령하고 이를 기초로 주행 방향이나 주행 모드등을 조정할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 스마트폰이나 태블릿, PC, 리모컨 등을 활용하여 로봇 청소기의 주행을 제어할 수 있다.
제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)는 각각 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)을 회전 운동시키기 위한 구동원의 역활을 수행한다.제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)는 제어부(170)로부터 제어 신호를 전달받아, 각각 제1 회전축(151) 및 제2 회전축(152)을 통해 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)을 소정의 회전 방향으로 소정의 회전 속도로 회전 구동시킨다.
저장부(160)는 로봇 청소기의 동작, 특히 주행 모드와 관련된 프로그램등이 저장되고, 입력부(180) 및 출력(185)로부터 입출력되는 데이터가 임시 저장되는 역할을 수행한다. 저장부(160)는 바람직하게는, 플래시 메모리, 하드디스크, SD 카드나 XD 카드와 같은 카드 타입 메모리, RAM,(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), RAM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체일 수 있다. 바람직하게는 저장부(160)는 이미 저장되어 있던 주행 모드에 관한 정보를 제어부(170)로 전달하여 프로그램된 주행 모드에 따라 로봇 청소기를 구동하도록 할 수 있다.
입력부(180)는 로봇 청소기의 본체(10)에 구비된 캐 패드, 스위치 등을 통해, 사용자로부터 로봇 청소기의 주행에 관련된 명령을 직접 입력받아 이를 제어부(170)로 전달하는 기능을 수행한다.
출력부(185)는 로봇 청소기가 수행하고 있는 동작이나 기능과 관련된 정보를 외부로 디스플레이하는 기능을 수행한다. 바람직하게는 관련 정보를 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이 패널이나, 청각적으로 출력하기 위한 음향 출력부 등이 포함된다.
모터 부하 측정 수단(200)은 로봇 청소기의 주행 중에, 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)에 작용하는 부하값의 변화를 측정하여 관련 정보를 제어부(170)로 전달하는 역할을 수행한다. 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)와 청소 구역의 바닥면 사이에 발생하는 마찰력의 크기는, 바닥면의 상태에 따라 달라질 수 있으며, 그 결과 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)에 작용하는 부하의 크기도 달라질 수 있도, 모터 부하 측정 수단(200)은 이러한 부하의 변화를 측정하여 제어부(170)에 전달함으로써, 제어부(170)가 청소 구역의 바닥면의 상태에 따라 로봇 청소기의 동작을 적절히 제어할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
바람직하게는 모터 부하 측정 수단(200)은 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)를 흐르는 전류량의 변화를 측정하여, 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)에 작용하는 부하의 변화를 측정하는 수단이다.
전원 공급부(190)는 외부로부터 전원을 전달받아, 로봇 청소기의 각 구성요소에 필요한 전력을 공급하는 역할을 수행한다.
제어부(170)는, 센서부(130), 모터 부하 측정 수단(200), 저장부(160), 입력부(180)등으로부터 필요한 정보를 전달받아, 로봇 청소기의 동작이나 기능을 통합적으로 제어하기 위한 구성으로서, 로봇 청소기의 주행 모드, 주행 경로, 청소 시간 등과 같은 프로세스를 제어하는 역할을 수행한다.
구체적으로 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어부(170)에서는 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)를 제어하여, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 속도 및 회전 방향을 제어함으로써, 로봇 청소기가 소정의 방향으로 소정의 주행 모드로 주행할 수 있도록 제어할 수 있다. 즉, 제1 물걸레 장착판(110)에 장착된 제1 물걸레(210)와 제2 물걸레 장착판(120)에 장착된 제2 물걸레(220)과 바닥면 사이의 마찰력의 합력을 적절히 제어함으로써, 로봇 청소기가 전진 또는 후진 운동을 할 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.
특히, 로봇 청소기의 주행 모드는, 사용자에 의해 입력되거나, 또는 저장부(160)에 저장된 프로그램에 따라 소정 방향으로 직진 또는 후진 운동하도록 하는 제1 전진 모드로 선택될 수 있다. 제1 전진 모드에서는, 제어부(170)는 제1 물걸레 장착판(110)을 제1 회전 방향으로 제1 회전 속도로 회전하는 것과 더불어 제2 물걸레 장착판(120)을 제1 회전 방향과는 반대 방향인 제2 회전 방향으로, 제1 회전 속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 물걸레(210) 및 제2 물걸레(220)에 각각 작용하는 마찰력의 합력에 의해, 로봇 청소기는 바닥면 상에서 특정한 방향으로 직진 운동할 수 있다.
한편, 로봇 청소기의 주행 모드는, 사용자에 의해 입력되거나, 또는 저장부(160)에 저장된 프로그램에 따라 소정 방향으로 S자 형태로 직진 또는 후진 운동하도록 하는 제2 전진 모드로 선택될 수 있다. 제2 전진 모드에서는, 제1 물걸레 장착판(110)을 소정 시간 동안 제1 회전방향으로 제1 회전속도로 회전시키는 것과 더불어 상기 제2 물걸레 장착판(120)을 제1 회전 방향으로 제1 회전속도보다 큰 제 2회전 속도로 회전하도록 제어한 다음, 제1 물걸레 장착판(110)을 소정 시간 동안 제1 회전방향과 반대 방향인 제2 회전 방향으로 제2 회전속도로 회전하는 것과 더불어 제2 물걸레 장착판(120)을 제2 회전 방향으로 제1 회전 속도로 회전하도록 제어하고, 이를 소정 시간 동안 순차적으로 반복함으로써, 특정 방향으로 S자 형태로 주행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 전진 모드에 비해 로봇 청소기의 주행 속도는 늦어지게 되나, 보다 집중적인 청소가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제어부(170)는 모터 부하 측정 수단(200)으로부터 제1 모터(150a)와 제2 모터(150b)에 가해지는 부하량의 변화에 따라 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)의 회전을 제어한다. 청소 구역의 바닥면의 상태에 따라, 제1 및 제2 물걸레 장착판(110, 120)에 부착된 제1 및 제2 물걸레(210, 220)와 바닥면 사이의 마찰로 인해 모터에 가해지는 부하량이 변화되어, 이 때에 제어부(170)가 적절하게 물걸레 장착판의 회전을 제어함으로써, 카페트등 장애물이나 낭떠러지에 인접한 위치에 로봇 청소기가 위치한 경우 해당 위치를 신속하게 이탈할 수 있도록 하며, 로봇 청소기가 들려진 상태에서 무의미한 공회전을 막아 배터리의 소모를 막을 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제어부(170)는 센서부(130)로부터 장애물 검출에 관한 정보를 전달받아, 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)를 제어하여, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 방향, 회전 속도를 제어함으로써, 해당 장애물에 대한 회피 기동이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 제어부(170)는 소정 시간 동안 장애물이 검출되지 않는 경우에도, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 방향 및 속도를 변경함으로써, 센서부(130)에 의해 감지되지 않은 장애물에 걸려 로봇 청소기가 진행하지 못하게 되는 경우에 해당 위치를 이탈할 수 있도록 할 수 있다. 예컨대, 로봇 청소기가 센서부(130)에 의해 감지되지 않는 카페트 등에 걸려 움직이지 못하는 상태에 있는 경우에, 소정 시간 뒤에는 물걸레 장착판의 회전을 제어하여 해당 위치로부터 쉽게 이탈할 수 있도록 할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 바람직한 제어 방법에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5를 참조하면, 로봇 청소기(100)의 전원이 On 된 경우에(S101), 제어부(170)는 사용자의 입력 또는 저장부(160)에 저장된 프로그램에 따라 진행 방향을 설정(S102)하고, 해당 진행 방향으로 로봇 청소기가 주행할 수 있도록 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 속도와 회전 방향을 제어하여 로봇 청소기(100)를 주행시칸다(S103).
로봇 청소기(100)의 주행 중에는 바닥면과 물걸레 사이의 마찰력에 기인하여 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)에 작용하는 부하의 변화량을 모터 부하 측정 수단(200)을 이용하여 측정한다(S104). 바람직하게는 제1 모터(150a)와 제2 모터(150b)를 흐르는 전류량의 변화를 측정하여 부하량의 변화를 측정할 수 있다.
그 후, 모터 부하 측정 수단(200)에서 측정된 부하량의 저하가 제1 소정값 미만인지 여부를 판정한다(S105). 만약 부하량의 저하값이 제1 소정값 이상인 경우에는, 사용자에 의해 로봇 청소기(100)가 들려진 상태이거나, 또는 로봇 청소기(100)가 추락하여 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)이 공회전 상태인 것으로 판단하여, 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)의 회전을 정시시킨다(S110). 이를 통해, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 무의미한 공회전을 막아 배터리 소모를 억제할 수 있다.
모터 부하 측정 수단(200)에서 측정된 부하량의 저하량이 제1 소정값 미만인 것으로 판정되는 경우에는, 해당 부하량의 변화값이 제2 소정값 미만인지 여부를 판정한다(S106). 해당 부하량의 변화값이 제2 소정값 이상인 경우에는, 로봇 청소기(100)가 낭떠러지 근처에 위치하거나 또는 카페트와 같이 청소 대상이 아닌 바닥면 근처에 로봇 청소기(100)가 위치한 것으로 판단하여, 로봇 청소기(100)가 해당 위치를 이탈할 수 있도록, 제1 및 제2 물걸레 장착판(110, 120)의 회전 속도 또는 회전 방향을 제어하여, 해당 위치를 이탈할 수 있도록 한다.
위와 같이, 로봇 청소기의 현재 위치로부터 이탈시키기 위해서는 몇가지 바람직한 제어 방법이 존재한다.
예컨대, 제1 모터(150a) 및 제2 모터(150b)에 가해지는 부하가 제2 소정값 이상 저하한 것으로 판단되는 경우에, 로봇 청소기(100)의 현재 주행 중의 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 방향과는 반대 방향이 되도록 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 방향을 전환하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)는 이전의 로봇 청소기가 주행 중의 진행 방향과 반대 방향으로 이동하게 되어 현재 위치를 이탈할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 제1 및 제2 물걸레 장착판(110, 120) 중 어느 하나의 회전을 정지시키거나, 또는 회전 속도를 감소시켜, 상기 로봇 청소기가 제자리에서 회전하거나 또는 선회 운동을 하도록 하여 현재 위치를 이탈하도록 제어할 수 있다.
한편, 바람직하게는, 제1 모터(150a)와 제2 모터(150b) 사이의 부하량의 차이값을 감지하여, 해당 부하량의 차이가 제3 소정값 이상인지 여부를 판단하여, 로봇 청소기(100)가 해당 위치를 이탈할 수 있도록, 제1 및 제2 물걸레 장착판(110, 120)의 회전 속도 또는 회전 방향을 제어하여, 해당 위치를 이탈할 수 있도록 할 수 있다. 이와 같은 경우에는, 제1 물걸레 장착판(110) 또는 제2 물걸레 장착판(120) 중 어느 하나가 청소 대상 구역이 아닌 바닥면 상에 있거나 또는 장애물 상에 존재하거나 낭떠러지 근처에 위치하고 있는 것이므로, 위 제어를 실시하여 해당 위치를 벗어나도록 제어할 수 있다.
또한, 바람직하게는 본 발명에 따른 제어 방법에서는 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 로봇 청소기(100) 주변에 장애물의 존재 여부를 검출할 수 있다(S107).
검출 결과 로봇 청소기(100) 주변에 장애물이 존재하는 것으로 판단되는 경우에는, 상술한 바와 같이 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)을 제어하여 장애물을 회피할 수 있도록 제어한다(S112).
이러한 회피 기동의 경우 로봇 청소기(100)의 진행 방향과 장애물 검출 위치에 따라 제어 방법을 달리할 수 있다.
예컨대, 로봇 청소기(100)의 진행 방향 상에 위치하는 해당 장애물이 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120) 양쪽 근처에 위치하는 장애물 검출 센서에서 모드 감지되는 경우에는 로봇 청소기(100)의 진행 방향 전체에 걸쳐 장애물이 존재하는 것으로 판단된다. 따라서, 로봇 청소기(100)가 후진할 수 있도록, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 방향을 이전과 반대로 제어할 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)의 진행 방향 상에 위치하는 해당 장애물이 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120) 양쪽 근처에 위치하는 장애물 검출 센서 중 어느 하나에서 감지되는 경우에는, 해당 위치 근방에 장애물이 존재하는 것을 판단된다. 따라서, 해당 위치의 물걸레 장착판의 회전을 정지시켜, 로봇 청소기(100)가 제자리에서 회전 구동하도록 하거나, 회전 속도를 저하시켜, 선회 운동을 하도록 하여 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다.
또는, 로봇 청소기(100)의 진행 방향을 재설정함으로써, 현재의 진행 방향이 아닌 제3의 진행 방향으로 로봇 청소기(100)가 진행하도록 하여, 장애물을 회피하도록 제어하는 것도 가능하다.
이와 같이, 모터 부하 측정 수단(200) 이나 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의한 검출 결과에 따라 회피 기동을 실시한 뒤에는 다시 진행 방향을 재설정하여 로봇 청소기(100)가 해당 방향을 따라 진행하도록 한다.
한편, 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에서 장애물이 검출되지 않는 경우에도, 미검출 시간을 측정하여, 해당 시간이 소정값 이상 경과하였는지 여부를 판정(S108)하여, 일정 시간이 경과된 경우에는 로봇 청소기(100)가 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에서 검출되지 않는 장애물에 걸려 움직이지 않는 상태일 수 있으므로, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)을 일정시간 동일 방향으로 회전시켜, 제자리에서 회전 구동을 하도록 한다(S109). 그 후 다시 원래 설정된 주행 모드를 따라 전진하도록 로봇 청소기(100)를 제어하여 장애물을 회피할 수 있도록 한다. 이를 통해, 카페트와 같이 로봇 청소기(100)의 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 검출되지 않는 장애물에 의해 로봇 청소기의 주행이 방해 받는 경우에도 회피 기동이 가능하도록 할 수 있다.
만약, 장애물 미 검출 시간이 소정 시간 이내라면, 원래 목적으로 하던 주행 모드와 주행 방향을 따라 주행을 지속하도록 한다.
이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주행 모드 중 벽 타기 이동 패턴을 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벽타기 이동 패턴을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6을 참조하면, 로봇 청소기(100)는, 우선 도 5에서 도시된 일반적인 전진 모드를 따라 주행한다(S401). 로봇 청소기(100)의 주행 중 로봇 청소기(100)의 본체(10)에 설치된 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 장애물이 검출되는 경우, 해당 장애물의 검출 시간이 소정 시간 이상 연속적으로 발생하는 지 여부를 판정한다(S402).
만약, 장애물의 검출 시간이 소정 시간 이내라고 한다면, 일반적인 장애물인 것으로 판정하여 도 5에서 도시된 장애물 회피 구동 제어를 실시한다. 장애물 검출 시간이 소정 시간 이상인 경우에는, 해당 장애물을 벽으로서 인식하고 벽 타기 패턴을 실시한다.
벽 타기 패턴을 실시함에 있어서는 먼저, 벽 타기 패턴으로 주행할 기준면을 설정하여야 한다(S403). 바람직하게는 해당 기준면은 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 대해 수직한 것으로서, 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 검출된 장애물로부터 연장되는 가상의 면 중 어느 하나의 면이 될 수 있다.
기준면이 설정되면 로봇 청소기(100)가 벽 타기 패턴 이동을 실시할, 벽타기 방향을 설정하고, 벽 타기 패턴 이동을 실시한다(S404). 이 때, 벽타기 방향은 기준면 상에서 로봇 청소기(100)를 중심으로 연장하는 양 방향 중 어느 하나의 방향으로서, 장애물의 위치나 로봇 청소기(100)의 위치, 주행 방향 및 목적으로 하는 청소 구역의 위치 등을 종합적으로 판단하여 선정할 수 있다.
벽 타기 패턴이 실시되는 시간을 파악하여(S405), 해당 시간 동안에는, 벽 타기 패턴 이동을 실시하는 동안에는, 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)를 이용하여 장애물의 위치를 연속적으로 파악하는 것에 의해, 기준면을 연속적으로 갱신한다(S407).
장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의해 감지되는 장애물의 위치를 기초로 판단한 결과, 기준면에 변화가 없는 경우에는 해당 기준면을 따라 벽 타기 패턴 이동을 계속한다. 그러나, 장애물 검출 센서(130a, 130b, 130c, 130d)에 의한 검출 결과 새로운 장애물의 위치가 파악되는 경우, 해당 장애물의 위치를 기초로 다시 기준면을 재설정한다.
구체적으로는 새로운 장애물(제2 장애물)이 일정 시간 이상 지속되어 검출되는 경우, 예컨대 도 8에서 도시된 바와 같이, 청소 구역인 공간의 모서리 부분 근방을 주행하는 경우에는, 제어부(170)는 새로운 장애물을 기준으로 기준면을 재설정하는 한편, 재설정된 기준면을 중심으로 벽 타기 방향을 결정하여, 도 8에서 도시된 바와 같이, 새로이 갱신된 기준면을 따라 벽 타기 패턴 이동을 계속한다.
한편, 상기 소정 시간이 경과된 것으로 판정되는 경우에는 기존의 전진 모드로 재설정하여 주행을 계속한다(S406). 즉 소정 시간 동안 벽 타기 패턴으로 이동을 계속한 뒤에는, 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120)의 회전 속도 또는 회전 방향을 변환하여 해당 기존면으로부터 이탈하여, 새로이 설정되는 방향으로 전진 이동을 실시하도록 제어한다. 이를 통해, 일반적으로 깨끗하게 청소하기 어려운 벽 부위를 집중하여 청소하는 한편, 해당 부분에 청소를 수행한 뒤에는 다시 본래 목적으로 하는 방향으로 로봇 청소기를 이동시켜 청소 구역을 청소하도록 하는 것이 가능하다.
벽 타기 패턴 이동을 실시함에 있어서는 일반적으로는 기준면과 나란한 방향을 따라 상술한 전진 이동 모드를 실시할 수 있다. 한편, 전진 이동 모드 대신에, 도 7에서 도시된 벽 타기 패턴 이동 모드를 실시할 수도 있다.
도 7에서 도시된 벽 타기 패턴 이동 방법에 따라면, 제어부(170)는 상기 벽 타기 방향(700)에 따라 제1 물걸레 장착판(110) 및 제2 물걸레 장착판(120) 중 어느 하나의 물걸레 장착판(도 7에서는 제1 물걸레 장착판(110))을 선택하여 다른 제물걸레 장착판(도 7에서는 제2 물걸레 장착판(120))보다 높은 속도로 소정의 회전 방향(도 7에서는 시계 반대 방향)으로 회전하도록 제어함으로써, 로봇 청소기(100)가 회전 주행하여 반대 면이 제1 기준면(500)을 향하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 제1 물걸레 장착판(110)의 회전에 따라 로봇 청소기가 회전 주행하여, 로봇 청소기(100)의 길이 방향의 한쪽 면이 위와 같이 제1기준면(500)에 다시 도달한 경우, 상기 제2 물걸레 장착판(120)을 제1 물걸레 장착판(110)보다 높은 속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 회전 방향은 앞서 결정된 회전 방향(시계 반대 방향)과 동일하다.
이 경우, 앞서 제1 기준면(500)과 맞닿은 로봇 청소기(100)의 한쪽 면과 대향하는 면이 다시 제1 기준면(500)과 맞닿게 된다.
이와 같은 제1 회전부재(110) 및 제2 회전부재(120)의 회전 및 회전 속도를 순차적으로 반복 제어하는 경우에는, 로봇 청소기(100)는 벽 타기 방향(700)을 따라 제1기준면(500)을 중심으로 벽 이동 패턴에 따른 효율적인 자동 걸레 청소를 수행할 수 있게 된다.
또한, 장애물이나 전류감지없이 시간 또는 내부 메모리의 스케쥴에 따라 방향전환이나 모드전환이 가능할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다. 구체적으로는,CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
100: 로봇 청소기
10: 본체
110: 제1 물걸레 장착판
120: 제2 물걸레 장착판
130: 센서부
130a, 130b, 130c, 130d: 장애물 검출 센서
140: 통신부
150a: 제1 모터
150b: 제2 모터
151: 제1 회전축
152: 제2 회전축
160: 저장부
170: 제어부
180: 입력부
185: 출력부
190: 전원 공급부
200: 모터 부하 측정 수단
210, 220, 물걸레
10: 본체
110: 제1 물걸레 장착판
120: 제2 물걸레 장착판
130: 센서부
130a, 130b, 130c, 130d: 장애물 검출 센서
140: 통신부
150a: 제1 모터
150b: 제2 모터
151: 제1 회전축
152: 제2 회전축
160: 저장부
170: 제어부
180: 입력부
185: 출력부
190: 전원 공급부
200: 모터 부하 측정 수단
210, 220, 물걸레
Claims (9)
- 본체의 바닥면에 서로 나란하게 배치되고, 그 일면이 각각 제1 회전축 및 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 본체에 장착되고, 그 이면에 각각 물걸레가 탈부착되는 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판, 및 상기 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판을 각각 회전 구동하는 제1 모터 및 제2 모터를 구비한 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
주행 모드에 따라, 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 어느 하나를 회전시켜, 상기 로봇 청소기를 특정한 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계;
상기 로봇 청소기의 주행 중에, 제1 및 제2 물걸레 장착판에 장착된 상기 물걸레와 상기 바닥면 사이의 마찰로 인해 상기 제1 모터 및 제2 모터에 가해지는 부하값의 변화를 측정하는 단계;
상기 부하값의 변화에 따라 상기 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 로봇 청소기의 진행 방향 측에 장착된 장애물 센서로부터 장애물의 존재 여부를 검출하는 단계; 및
상기 장애물 센서에 의해 상기 장애물이 연속하여 검출되는 경우, 상기 장애물에 따라 기준면을 설정하고, 상기 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 벽 타기 패턴이 수행되는 동안 상기 로봇 청소기의 진행 방향에 대응되는 센서로부터 제2 장애물 검출 여부를 판단하는 단계; 및
상기 제2 장애물이 연속하여 검출되는 시간이 일정 시간 이상 경과한 경우 상기 제2 장애물에 따라 제2 기준면을 재설정하고, 상기 제2 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 기준면을 설정하는 단계는,
상기 진행 방향에 대응되는 복수의 센서 전부로부터 상기 장애물이 연속하여 검출되는 경우, 상기 진행 방향에 대해 수직인 양 방향 중 어느 한 방향을 상기 기준면으로 설정하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 벽 타기 패턴이 시작된 후 일정 시간 이상 경과한 경우, 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 하나를 회전시켜, 상기 로봇 청소기가, 상기 기준면으로 이탈하여 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 벽 타기 패턴을 수행하도록 제어하는 단계는,
상기 설정된 기준면에 대응하여, 벽 타기 방향을 결정하는 단계;
상기 벽 타기 방향을 따라 상기 로봇 청소기가 이동하기 위한 회전 방향을 결정하고, 상기 벽 타기 방향에 따라 상기 제1 물걸레 장착판 또는 제2 물걸레 장착판 중 어느 하나의 물걸레 장착판을, 다른 물걸레 장착판보다 높은 속도로 상기 회전 방향으로 회전하도록 제어하는 제1 단계;
상기 선택된 물걸레 장착판의 회전에 따라 상기 로봇 청소기가 회전 주행하여, 상기 로봇 청소기의 길이 방향의 측면이 기준면에 도달한 경우, 상기 다른 물걸레 장착판을 상기 선택된 물걸레 장착판보다 높은 속도로 회전하도록 제어하는 제2 단계; 및
벽 타기 패턴을 위한 일정 시간 동안 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계를 순차적으로 반복 수행하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법. - 본체;
상기 본체의 바닥면에 서로 나란하게 배치되고, 그 일면이 각각 제1 회전축 및 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 상기 본체에 장착되고, 그 이면에 각각 물걸레가 탈부착되는 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판;
상기 본체 내부에 설치되고, 상기 제1 물걸레 장착판 및 제2 물걸레 장착판을 각각 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 구동원인 제1 모터 및 제2 모터를 구비하고,
상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 어느 하나를 회전시키는 것에 의해, 상기 물걸레 장착판에 장착된 물걸레와 청소 구역의 바닥면 사이에서 발생되는 마찰력을 이용하여 특정 방향을 향해 상기 바닥면 상을 주행하는 로봇 청소기로서,
상기 로봇 청소기의 주행 중에, 제1 및 제2 물걸레 장착판에 장착된 상기 물걸레와 상기 바닥면 사이의 마찰로 인해 상기 제1 모터 및 제2 모터에 가해지는 부하값의 변화를 측정하는 모터 부하 측정 수단 및,
상기 부하값의 변화에 따라 상기 제1 및 제2 물걸레 장착판의 회전 방향 또는 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기에 있어서,
상기 본체의 외측면에 구비되며, 상기 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하기 위해 구비되는 하나 이상의 장애물 센서를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 센서로부터 장애물 검출 여부를 판단하며, 상기 장애물이 연속하여 검출되는 경우, 상기 장애물에 따라 기준면을 설정하고, 상기 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 벽 타기 패턴이 수행되는 동안 상기 로봇 청소기의 진행방향에 대응되는 센서로부터 제2 장애물 검출 여부를 판단하고, 상기 제2 장애물이 연속하여 검출되는 시간이 일정 시간 이상 경과한 경우 상기 제2 장애물에 따라 제2 기준면을 재설정하고, 상기 제2 기준면을 따라 벽 타기 패턴을 수행하도록 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판을 제어하는 로봇 청소기. - 청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 로봇 청소기의 진행 방향에 대응되는 복수의 센서 전부로부터 상기 장애물이 일정 시간 이상 검출되는 경우, 상기 진행 방향에 대해 수직인 양 방향 중 어느 한 방향을 상기 기준면으로 설정하는 로봇 청소기. - 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 벽 타기 패턴이 시작된 후 일정 시간 이상 경과한 경우,
상기 주행 모드로 복귀하여 상기 제1 물걸레 장착판 및 상기 제2 물걸레 장착판 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 로봇 청소기.
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