KR20170087403A

KR20170087403A - 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20170087403A
Application number: KR1020170000350A
Authority: KR
Inventors: 신경철; 박성주; 최영일; 이재영; 문병권; 정명교
Original assignee: 주식회사 유진로봇
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2017-01-02
Publication date: 2017-07-28
Also published as: KR101901599B1; KR101844744B1; KR101857952B1; KR20170087387A; KR20170087384A; KR101941060B1; KR20170087385A; KR20170087386A

Abstract

본 발명에 의한 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇은 청소 가능 영역의 적어도 일부가 변경된 다수의 복합 지도 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하고, 상기 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상에서 위치를 인식하고 상기 인식된 위치로부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

복합 지도 정보 기반의 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR OPERATING MOBILE ROBOT BASED ON COMPLEX MAP INFORMATION AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 이동 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 운용 환경에 따라 다른 다수의 복합 지도 정보를 이용하는 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

초기의 청소 로봇은 스스로 주행하면서 무작위로 청소를 수행하였으며, 장애물의 존재 및 바닥 면의 상태 등에 의해 청소를 수행하지 못하는 영역이 발생하기도 했다.

이를 보완하기 위해 지도를 기반으로 청소를 수행하는 기술들이 개발되고 있고, 지도 기반 청소 로봇은 크게 두 가지 방식으로 운영되고 있다.

첫째는 청소 로봇이 내부에 저장된 지도를 사용하여 청소를 수행하면서 청소 진행 상황이나 완료 상황을 사용자 단말에 전송하는 방식이다. 둘째는 청소 로봇이 내부에 저장된 지도를 사용자에게 제공하여 사용자가 제공 받은 지도를 이용하여 명령을 전달하는 방식이다.

이러한 기존의 지도 기반 청소 로봇은 모두 하나의 지도를 사용하고 있어 작업 환경이 변경될 때마다 새로운 청소 지도를 작성하고 청소를 진행해야 하는 번거로움이 있다.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 청소 영역을 표시하는 청소 영역 지도와 청소 영역 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보 지도, 사용자에 의해 설정된 옵션 정보로 구성되는 다수의 복합 지도 정보를 생성하고, 생성된 다수의 복합 지도 정보를 선택적으로 이용하여 위치를 인식하면서 청소를 수행하는 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇은 청소 가능 영역의 적어도 일부가 변경된 다수의 복합 지도 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하고, 상기 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상에서 위치를 인식하고 상기 인식된 위치로부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복합 지도 정보는 청소 가능 영역을 표시하는 청소 영역 지도, 상기 청소 영역 지도 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보로 구성된 환경 정보 지도, 사용자에 의해 설정된 옵션 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 사용자에 의한 제어 명령에 따라 제1 위치에서 제2 위치까지 미리 설정된 방식으로 이동하면서 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 추출된 특징점으로 구성된 임시 환경 정보 지도를 구성하며, 상기 구성된 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 이동함에 따라 획득된 관성 정보를 이용하여 오도메트리 정보를 산출하고, 상기 산출된 오도메트리 정보를 기반으로 이동 지점을 예측하며, 상기 예측된 이동 지점에서 얻은 임시 환경 정보와 상기 이동 지점과 그 주변에서 얻은 상기 환경 정보 지도를 구성하는 환경 정보를 비교하며, 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보에 상응하는 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 내 위치를 상기 제2 위치로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제2 위치가 결정되면, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 청소가 완료된 영역으로 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도를 갱신하고, 상기 갱신된 청소 영역 지도 내 상기 제2 위치부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하고 그 수행한 결과를 갱신하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 구성된 임시 환경 정보 지도로부터 미리 설정된 기하학 정보를 추출하고, 상기 추출된 기하학 정보를 기반으로 상기 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 사용자 기기로부터 무선 공유기의 정보를 수신하면, 상기 수신된 무선 공유기의 정보를 기반으로 해당 무선 공유기에 무선 연결할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 사용자 기기에 무선 연결이 가능한 무선 공유기로서의 역할을 수행하기 위한 제1 모드를 운영하고, 상기 사용자 기기로부터 무선 공유기의 정보를 수신하면, 상기 제1 모드를 중지하며, 상기 제1 모드가 중지되면 상기 수신된 무선 공유기의 정보를 기반으로 해당 무선 공유기에 연결하기 위한 제2 모드를 운영할 수 있다.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템은 이동 로봇이 위치하는 공간에 배치되어, 상기 이동 로봇과 무선 연결되는 무선 공유기; 및 상기 무선 공유기를 통해 상기 이동 로봇에 제어 명령을 송신하고 이에 대한 응답으로 상기 이동 로봇이 미리 저장된 복합 지도 정보를 기반으로 청소를 수행하면서 청소가 완료된 영역에 대한 정보와 상기 복합 지도 정보를 수신하는 사용자 기기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자 기기는 모바일 어플리케이션을 활성화하여 상기 활성화된 모바일 어플리케이션을 통해 상기 이동 로봇이 연결되어야 할 무선 공유기의 정보를 상기 이동 로봇에 전송할 수 있다.

또한, 상기 사용자 기기는 상기 이동 로봇에 제어 명령을 송신하여 이에 대한 응답으로 상기 이동 로봇으로부터 미리 저장된 다수의 복합 지도 정보를 제공 받고, 상기 제공 받은 다수의 복합 지도 정보 중 사용자로부터 하나의 복합 지도 정보가 선택되면 그 선택된 결과를 상기 이동 로봇에 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 한 관점에 따른 이동 로봇을 운영하기 위한 방법은 사용자에 의한 제어 명령에 따라 미리 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하는 단계; 상기 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상에서 위치를 인식하는 단계; 및 상기 인식된 위치로부터 상기 청소 영역 지도 내 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하면서 상기 수행한 결과로 청소가 완료된 영역으로 상기 청소 영역 지도를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 선택하는 단계는 상기 제어 명령에 따라 제1 위치에서 제2 위치까지 미리 설정된 방식으로 이동하면서 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 추출된 특징점으로 구성된 임시 환경 정보 지도를 구성하며, 상기 구성된 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택할 수 있다.

또한, 상기 인식하는 단계는 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 이동함에 따라 획득된 관성 정보를 이용하여 오도메트리 정보를 산출하고, 상기 산출된 오도메트리 정보를 기반으로 이동 지점을 예측하며, 상기 예측된 이동 지점에서 얻은 임시 환경 정보와 상기 이동 지점과 그 주변에서 얻은 상기 환경 정보 지도를 구성하는 환경 정보를 비교하며, 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보에 상응하는 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 내 위치를 상기 제2 위치로 결정할 수 있다.

또한, 상기 갱신하는 단계는 상기 제2 위치가 결정되면, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 청소가 완료된 영역으로 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도를 갱신하고, 상기 갱신된 청소 영역 지도 내 상기 제2 위치부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하고 그 수행한 결과를 갱신할 수 있다.

이처럼, 본 발명은 청소 영역을 표시하는 청소 영역 지도와 청소 영역 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보 지도, 사용자에 의해 설정된 옵션 정보로 구성되는 다수의 복합 지도 정보를 생성하고, 생성된 다수의 복합 지도 정보를 선택적으로 이용하여 위치를 인식하면서 청소를 수행하도록 함으로써, 작업 환경의 변화에 따른 사용자의 개입을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 이동 로봇의 이동 시 환경 정보를 이용하여 청소 영역 내 위치를 인식하기 때문에 실제 위치와 지도 상의 위치 간의 차이를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 이동 로봇의 이동 시 청소 영역 내 위치를 인식하는 과정을 수행하면서도 청소를 함께 수행하기 때문에 청소 시간을 단축하면서 청소 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 설정 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동등 계층간 연결 구조를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 교환 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행/청소 제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 정보 확인 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 지역 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 일정 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 지도 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소를 수행하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 인식 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템 및 그 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

이때, 본 발명에서는 청소 영역을 표시하는 청소 영역 지도와 청소 영역 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보 지도, 사용자에 의해 설정된 옵션 정보로 구성되는 다수의 복합 지도 정보를 생성하고, 생성된 다수의 복합 지도 정보를 사용자 명령에 따라 선택적으로 이용하여 위치를 인식하면서 청소를 수행하도록 한 새로운 방안을 제안한다.

본 발명에서 이동 로봇은 자율 주행이 가능한 로봇 또는 사용자의 조작 명령에 의하여 이동하는 로봇을 의미한다. 특히, 이동 로봇은 예를 들어 청소 로봇, 산업 물류 이송을 위한 물류 이송 로봇, 음식 등의 개인 물건을 이송하기 위한 서비스 로봇, 군사 목적에 따른 군사용 로봇, 기타 이동 가능한 로봇을 모두 포함할 수 있다. 본 발명에서는 대표적으로 청소 로봇을 이용하는 경우를 일 예로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 사용자 기기(100), 중계 서버(200), 무선 공유기(300), 이동 로봇(400)을 포함할 수 있다.

사용자 기기(100)는 네트워크를 통해 이동 로봇(400)과 연동하여 이동 로봇(400)으로부터 제공 받은 각종 정보를 화면 상에 출력함으로써, 출력된 정보를 기반으로 각종 기능을 수행할 수 있다.

이때, 사용자 기기(100)는 모바일 어플리케이션을 통해 각종 기능을 수행한다. 이러한 기능은 리모컨 기능, 영상 통화 기능, 주행/청소 제어 기능, 지도 정보 확인 기능, 청소 상황 확인 기능, 청소 지역 설정 기능, 청소 일정 설정 기능 등을 포함한다.

1)리모컨 기능은 이동 로봇의 리모컨으로 사용자 기기를 사용하는 것으로 입출력 장치가 취약한 이동 로봇을 대신하여 사용자 기기를 이동 로봇에 대한 입출력 장치로 사용할 수 있도록 하는 기능이다.

2)영상 통화 기능은 이동 로봇에 장착되어 있는 카메라, 마이크, 스피커를 이용하여 이동 로봇의 주변에 있는 사람과 영상 통화를 수행할 수 있도록 하는 기능이다.

3)주행/청소 제어 기능은 이동 로봇을 이동시키거나 청소를 지시할 수 있도록 하는 기능이다.

4)지도 정보 확인 기능은 이동 로봇에서 SLAM 등의 기술을 이용하여 생성한 지도 정보를 사용자 기기에 전달하여 사용자가 지도를 확인할 수 있도록 하는 기능이다.

5)청소 상황 확인 기능은 이동 로봇이 지도 정보를 기반으로 청소 중 또는 이동 중에 청소한 영역, 청소할 영역 등을 사용자 기기에 전달하여 사용자가 청소 상황을 확인할 수 있도록 하는 기능이다.

6)청소 지역 설정 기능은 사용자가 지도 정보를 기반으로 청소가 가능한 전체 지역 중 일부 지역 즉, 진입 금지 구역, 집중 청소 지역 등을 설정할 수 있는 기능이다.

7)청소 일정 설정 기능은 사용자가 청소할 요일, 시간 등을 설정할 수 있는 기능이다.

사용자 기기(100)는 무선 통신이 가능한 전자 기기로서, 예컨대, 휴대폰, 스마트폰, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 넷북, 태블릿 등을 포함하며, 다양한 형태로 구비될 수 있다.

중계 서버(200)는 사용자 기기와 이동 로봇 각각과 연동하여 상대의 정보를 제공할 수 있다. 이러한 중계 서버(200)는 사용자 기기와 이동 로봇 각각에 상대의 식별 정보와 상대의 네트워크 상의 위치 정보 예컨대, 네트워크 주소를 제공함으로써, 사용자 기기와 이동 로봇 각각은 상대와 네트워크를 통해 연결할 수 있다.

무선 공유기(300)는 이동 로봇이 배치된 위치와 기 설정된 범위 이내의 인접한 위치에 배치되어 네트워크에 접속되어 사용자 기기에서 전송하는 정보를 이동 로봇으로 전달하고, 이동 로봇에서 전송하는 정보를 사용자 기기로 전달할 수 있다.

이때, 무선 공유기(300)는 인터넷 라인에 연결하여 무선 신호를 송출하면서, 복수개의 소프트웨어 장치가 하나의 인터넷 라인을 공유해 동시에 인터넷 접근이 가능하게 하는 네트워크 기기이다. 무선 공유기(300)는 AP(Access Point)로서, 일정 거리의 무선 통신 가능 영역에서 무선 통신을 수행하여 이동 로봇(400)을 네트워크에 연결한다.

이동 로봇(400)은 네트워크를 통해 사용자 기기(100)와 연동하여 사용자 기기(100)로부터 제공 받은 사용자 명령에 따라 동작하면서 각종 정보를 사용자 기기(100)에 제공할 수 있다.

이때, 이동 로봇(400)은 예를 들어, 청소로봇, 병원 서비스 로봇, 물류 서비스 로봇, 군사용 로봇, 산업용 로봇으로 예시될 수 있으며 로봇의 종류에 제한은 없다. 다만, 아래의 실시예에서는 대표적인 이동 로봇인 청소 로봇을 위주로 설명한다.

또한, 무선 통신은 무선 랜(Wireless LAN; WLAN), 와이파이(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등을 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 설정 과정을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 이동 로봇이 무선 공유기로서의 역할 즉, 제1 모드를 수행하도록 설정되는 경우(S201), 사용자 기기는 무선 공유기로서의 역할을 수행하는 무선 공유기에 무선 연결할 수 있다(S202).

이때, 이동 로봇은 무선 공유기에 연결하기 위한 네트워크 어댑터를 가지고 있는데, 네트워크 어댑터는 무선 공유기의 역할을 수행하는 제1 모드 즉, soft-AP(Software enabled Access Point) 또는 인프라스트럭처 모드(infrastructure mode)를 수행하거나 무선 공유기에 연결하는 제2 모드 즉, 클라이언트 모드(client mode)로 동작할 수 있다.

다음으로, 사용자 기기는 모바일 어플리케이션을 활성화할 수 있다(S203).

다음으로, 사용자 기기는 활성화된 모바일 어플리케이션을 통해 이동 로봇이 연결되어야 할 특정 무선 공유기의 정보 즉, SSID(Service Set Identifier), 보안 프로토콜, 보안 알고리즘, 보안 키 등의 정보를 이동 로봇에 전송할 수 있다(S204).

다음으로, 사용자 기기는 모바일 어플리케이션을 비활성화할 수 있다(S205).

다음으로, 이동 로봇은 특정 무선 공유기의 정보를 수신하면, 무선 공유기로서의 역할을 중단하고(S206), 수신된 정보를 설정하여(S207) 특정 무선 공유기에 연결할 수 있다(S208).

이때, 사용자 기기는 무선 공유기에 무선 연결한 후(S209) 모바일 어플리케이션을 활성화하여 활성화된 모바일 어플리케이션을 통해 이동 로봇을 제어할 수 있다(S210).

이때, 사용자 기기와 이동 로봇은 실시간으로 음성 정보, 영상 정보와 같은 대용량의 정보를 교환해야 하는데, 본 발명에서는 사용자 기기와 이동 로봇 간 중계 서버를 통해 정보를 교환하거나 동등 계층간 연결(peer-to-peer connection)을 통해 정보를 교환할 수 있다.

여기서는 사용자 기기와 이동 로봇 간 동등 계층간 연결을 적용한 경우를 일예로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동등 계층간 연결 구조를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 사용자 기기와 이동 로봇은 중계 서버로부터 상대의 식별 정보와 상대의 네트워크 상의 위치 정보를 획득하여 상호 연결 즉, 동등 계층간 연결을 이룬다.

이때, 사용자 기기와 이동 로봇은 두 ICE(Interactive connectivity Establishment) 프로토콜을 통해 연결 및 통신을 수행하는 ICE 프레임워크를 구비한다.

또한, 동등 계층간 연결을 위해서는 중계 서버와 별도로 자신의 네트워크 상의 위치 정보를 얻기 위한 STUN(Session Traversal Utilities for NAT) 서버를 구비한다.

이렇게 사용자 기기와 이동 로봇 간에 동등 계층간 연결이 수립되면, 음성 정보, 영상 정보, 제어 정보 등을 교환할 수 있는데, 정보 교환 원리를 설명하기로 한다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 교환 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 제어 정보를 교환하는 경우, 이동 로봇은 사용자의 입력을 통해 이벤트가 발생하면 이벤트에 상응하는 명령을 생성하고 생성된 명령을 네트워크 패킷 형태로 동등 계층간 연결을 통해 사용자 기기로 전송한다.

사용자 기기는 이동 로봇으로부터 동등 계층간 연결을 통해 명령을 수신하고 수신된 명령을 해석하여 그 해석한 결과로 해당 명령에 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 이동 로봇이 위치한 곳의 주변 영상이나 음성을 사용자 기기의 사용자가 확인하거나 이동 로봇이 위치한 곳에 다른 사용자가 있을 경우 음성 통화 또는 영상 통화가 가능하다.

예컨대, 음성 정보와 영상 정보를 교환하는 경우, 이동 로봇은 카메라를 통해 입력되는 영상 정보와 마이크를 통해 입력되는 음성 정보를 가공하여 동등 계층간 연결을 통해 사용자 기기에 전송한다.

사용자 기기는 이동 로봇으로부터 음성 정보와 영상 정보를 수신하고 수신된 음성 정보와 영상 정보를 역 가공하여 영상 출력장치와 음성 출력장치를 통해 재생시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행/청소 제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 사용자 기기에서 이동 로봇을 제어하기 위한 모바일 어플리케이션의 화면을 보여주고 있는데, 우측 하단의 3개의 버튼을 통해 이동 방향 및 주행 여부가 결정될 수 있다.

예컨대, 사용자가 하나의 버튼을 누르게 되면, 사용자 기기는 누른 버튼에 상응하는 이동 방향과 주행 시작이라는 명령을 네트워크를 통해 이동 로봇에 전달하고, 이동 로봇은 수신된 명령을 해석하여 해당 이동 방향으로 주행을 시작한다.

사용자가 누르고 있는 해당 버튼에서 손을 떼게 되면, 사용자 기기는 로봇 정지라는 명령을 이동 로봇에 전달하고 이동 로봇은 명령을 해석하여 주행을 정지한다.

또한, 사용자는 메뉴 또는 버튼을 통해 청소 모드를 선택할 수 있는데, 이러한 청소 모드는 예컨대, 자동으로 청소하는 자동 모드(automatic mode), 청소 시작 지점을 중점적으로 청소하는 스팟 모드(spot mode), 청소 흡입력을 강하게 하는 터보 모드(turbo mode), 청소 흡입력을 약하게 하는 조용 모드(silent mode)를 포함할 수 있다.

또한, 사용자는 메뉴 또는 버튼을 통해 청소 시작, 청소 중지, 충전 등을 명령한다.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 정보 확인 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 내지 도 6b에 도시한 바와 같이, 이동 로봇은 이동하면서 카메라를 통해 취득한 영상을 가지고 SLAM 기술을 기반으로 지도를 생성할 수 있다. 이때, 이동 로봇에 장착되어 있는 초음파 센서, 바닥 감지 센서, 적외선 센서, 부하전류 센서 등으로부터 수집된 정보를 지도에 반영하여 보다 정확한 지도를 생성한다.

이동 로봇이 생성하는 지도 정보는 정방형 격자의 배열로 구성되고 각 정방형 격자는 해당 지역의 형태를 구분할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 해당 지역의 형태를 구분할 수 있는 정보로는 이미 청소한 지역, 이동할 수 없는 장애물, 절벽과 같이 바닥이 검출되지 않는 지역, 미끄럼이 발생한 지역, 바닥이 카펫인 지역, 바닥에 마그넷스트립이 있는 지역, 바닥에 먼지가 많은 지역 등을 포함할 수 있다.

이렇게 지역의 형태를 구분할 수 있는 정보에 따라 정방향 격자의 색은 다르게 표시될 수 있다.

이동 로봇은 청소 중 생성되거나 갱신된 정방형 격자의 배열로 이루어진 지도 정보를 사용자 기기에 전달함으로써 사용자 기기는 실시간으로 지도 정보가 갱신되는 과정을 확인할 수 있고, 지도 정보에 포함된 정보를 통해 청소 상태를 파악할 수 있다.

이때, 이동 로봇은 기 완성된 지도 정보만을 제공하지 않고, 도 6a와 같이 생성 중인 지도 정보를 전달하거나 도 6b와 같이 생성이 완료된 지도 정보를 전달할 수 있다.

이동 로봇은 한번 청소가 완료되는 경우 청소 대상 지역에 대한 전체 지도 정보를 획득하고 획득된 지도 정보는 청소 대상 지역을 다시 청소할 때 참조될 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 지역 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a 내지 7c에 도시한 바와 같이, 사용자 기기가 지도 정보를 화면 상에 표시하면 사용자는 표시된 지도 정보 내에서 미리 정해진 방법으로 진입 금지 지역, 집중 청소 지역을 설정할 수 있다.

그 일예로, 사용자가 사용자 기기의 지도 화면에 진입 금지 지역과 집중 청소 지역을 지정하기 위한 버튼을 누른 후 터치를 통해 해당 지역을 지정할 수 있다. 도 7a와 같이, 사용자가 지정하고 싶은 사각형 영역의 임의의 한 꼭지점을 잠시 동안 누른 후 누른 상태에서 사각형 영역의 마주보는 꼭지점까지 드래그한 후 떼면, 도 7b와 같이 사각형 영역이 해당 지역으로 지정된다.

이렇게 설정된 진입 금지 지역과 집중 청소 지역의 정보는 지도 상에서 사각형의 영역으로 표현되며 사각형의 좌측 상단의 좌표와 우측 하단의 좌표로 구성될 수 있다.

다른 예로, 사용자가 사용자 기기의 지도 화면에 진입 금지 지역과 집중 청소 지역을 지정하기 위한 버튼을 누른 후 미리 설정된 진입 금지 지역 또는 집중 청소 지역을 잠시 눌러 삭제 여부를 묻는 메시지가 뜨면 이 메시지에 응답하여 해당 지역의 설정을 삭제할 수 있다.

도 7c와 같이 진입 금지 지역과 집중 청소 지역은 필요에 따라 다수 개가 설정될 수 있다.

도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 일정 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 8a 내지 도 8b에 도시한 바와 같이, 이동 로봇은 사용자의 직접적인 청소 지시 신호에 의한 청소 수행 외에도 사용자에 의해 예약된 시각에 청소를 수행할 수 있다.

도 8a와 같이 사용자는 청소 수행을 예약하기 위한 화면에서 청소를 시작할 시각, 청소를 수행할 요일을 설정할 수 있고, 도 8b와 같이 다수 개의 예약이 가능하다.

사용자 기기는 청소 일정이 예약되면 청소 예약에 해당하는 명령이 이동 로봇으로 전달되고 이동 로봇은 청소 일정을 저장하고 해당 요일, 시각에 청소를 수행한다.

이때, 이동 로봇은 저장된 지도를 이용하여 청소를 수행하는데, 일반적으로 다른 곳으로 이동하여 청소를 수행하는 경우 새로운 지도를 작성하여 청소를 수행하게 된다. 따라서 본 발명에서는 하나의 지도만을 생성하지 않고 작업 환경에 따라 다른 다수의 지도를 생성하여 선택적으로 사용하고자 한다.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 지도 정보를 설명하기 위한 도면이다.

도 9a 내지 도 9b에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 다수의 지도를 생성하되, 도 9a와 같이 청소 가능 영역을 표시하는 청소 영역 지도, 도 9b와 같이 청소 영역 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보를 포함하는 환경 정보 지도, 및 사용자에 의해 설정된 옵션 정보로 구성되는 다수의 복합 지도 정보를 생성할 수 있다.

하나의 복합 지도 정보는 {청소 영역 지도, 환경 정보 지도, 옵션 정보}로 구성될 수 있다.

청소 영역 지도는 청소 대상인 청소 영역에 대한 정방형 격자의 배열로 구성된 지도일 수 있다. 각 정방형 격자는 해당 지역의 형태를 구분할 수 있는 정보를 포함할 수 있다.

예컨대, 청소 영역 지도는 청소를 완료한 영역, 장애물 정보, 충전 스테이션 정보 등을 함께 저장한다.

환경 정보 지도는 청소 영역 내 이동 로봇의 위치를 인식하기 위한 환경 정보로 구성된 지도로서, 환경 정보는 예컨대, 카메라에 의해 촬영된 영상으로부터 추출된 특징점의 좌표 등을 포함할 수 있다. 이러한 환경 정보는 청소 영역 지도를 구성하는 정방형 격자마다 생성되며, 다수 개일 수 있다.

옵션 정보는 사용자에 의해 설정되는 정보로서, 예컨대, 진입 금지 영역, 집중 청소 영역 등을 나타내는 청소 영역 정보, 이동 패턴, 이동 속도, 청소 순서 등을 나타내는 청소 방식 정보 등을 포함할 수 있다.

이러한 복합 지도 정보는 동일 장소에 대해 다수 개로 생성될 수 있고, 다른 장소에 대해 다수 개로 생성될 수도 있다. 예컨대, 동일 장소에서 룸(room)의 방문이 닫혀있는 경우와 그렇지 않은 경우 각각에 대한 복합 지도 정보가 생성될 수 있고 복층의 환경일 경우 각 층마다 복합 지도 정보가 생성될 수 있다.

이러한 복합 지도 정보는 이동 로봇 스스로 작성한 지도 정보일 수 있지만 반드시 이에 한정되지 않고 사용자가 사용자 기기를 통해 제공한 지도 정보일 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소를 수행하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은 사용자 또는 사용자 기기로부터 제어 명령 예컨대, 청소 시작 명령을 입력 받으면(S1001), 미리 저장된 복합 지도 정보가 존재하는지를 확인할 수 있다(S1002).

다음으로, 이동 로봇은 복합 지도 정보가 존재하는 경우, 청소 시작 전 위치를 판단하기 위한 탐색 모드를 구동하여(S1003) 탐색 모드에 따라 제1 위치부터 청소를 수행하면서 미리 설정된 방식에 따라 이동하여 영상을 획득할 수 있다(S1004).

부연 설명하면, 이동 로봇의 구동 환경은 실내로서 실내 인테리어에 따라 다양한 구조가 있을 수 있는데, 이러한 구조는 반복적인 형태로 이루어질 수 있다. 이렇게 단순한 구조로 반복되어 구성된 구동 환경의 경우 이동 로봇이 청소 시작 전 제자리에서 획득한 정보만으로는 정확한 현재의 위치를 추정할 수 없어 본 발명에서는 다양한 방식으로 정보를 획득하고자 한다.

예컨대, 1)제1 방식은 이동 로봇이 제자리에서 회전을 하면서 카메라로부터 영상을 획득하는 방식이다. 제1 방식을 통해 획득된 영상으로부터 추출된 정보는 정지 동작에서 획득한 정보보다 지도 정보와 높은 매칭률을 보일 수 있다. 그러나 여전히 단순 반복 구조의 실내 환경에서는 낮은 매칭률을 보일 수 있다.

2)제2 방식은 이동 로봇이 제자리에서 회전을 한 후 직선 주행을 하는 과정에서 카메라로부터 영상을 획득하는 방식이며, 3)제3 방식은 상기 제1 방식과 상기 제2 방식을 병합하되, 실제 사용하는 주행 패턴을 기반으로 주행하는 방식이다.

이때, 이동 로봇은 실제 청소를 수행하는 경우와 동일한 이동 패턴으로 동작하되, 위치 인식의 성공률을 높이기 위해 실제 이동 속도보다 낮은 속도로 동작한다.

반면, 이동 로봇은 복합 지도 정보가 존재하지 않는 경우, 새로운 복합 지도 정보를 생성하여 생성된 새로운 복합 지도 정보를 기반으로 청소를 수행할 수 있다(S1014).

다음으로, 이동 로봇은 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여(S1005) 추출된 특징점으로 구성된 임시(temporary) 환경 정보 지도를 생성할 수 있다(S1006).

이때, 특징점은 주로 모서리, 방 구석, 주요 물품의 에지 등으로부터 추출된다.

다음으로, 이동 로봇은 생성된 임시 환경 정보 지도를 구성하는 특징점들 간의 기하학 정보 예컨대, 기하학적 형상과 기하학적 상관관계 등을 추출할 수 있다(S1007).

다음으로, 이동 로봇은 추출된 기하학 정보를 미리 저장된 복합 지도 정보와 비교하여(S1008) 그 비교한 결과로서 일치 정도를 나타내는 매칭률을 산출할 수 있다(S1009).

다음으로, 이동 로봇은 산출된 매칭률이 가장 높은 하나의 복합 지도 정보를 선택할 수 있다(S1010). 즉, 이동 로봇은 매칭률이 가장 높은 복합 지도 정보가 생성된 영역이 현재 자신이 위치하고 청소하고자 하는 대상인 청소 영역이라고 판단할 수 있다.

이때, 매칭률은 SAD(Sum of Absolute Differences), SSD(Sum of Squared Differences) 등을 이용하여 산출될 수 있는데, 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 방식이 사용된다.

다음으로, 이동 로봇은 선택된 복합 지도 정보를 로딩하고 로딩된 복합 지도 정보를 구성하는 환경 정보 지도와 임시 환경 정보 지도를 비교하여 현재의 제2 위치를 인식할 수 있다(S1011).

즉, 이동 로봇은 로딩된 복합 지도 정보를 구성하는 환경 정보 지도 중 임시 환경 정보 지도와 일치하는 환경 정보 지도의 해당 위치를 현재의 제2 위치로 인식한다.

이때, 이동 로봇은 임시 환경 정보 지도와 로딩된 복합 지도 정보를 구성하는 환경 정보 지도 모두를 비교하지 않고, 오도메트리 정보를 이용하여 이동 지점을 예측하고 예측된 이동 지점의 주변에 위치하는 환경 정보 지도들을 비교한다.

이를 위해서, 이동 로봇은 탐색 모드를 운영하는 중 관성 정보를 수집하여 수집된 관성 정보를 기반으로 오도메트리 정보 즉, 주행 거리와 주행 방향을 산출할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 인식 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 이동 로봇이 제1 위치 R부터 탐색 모드에 따라 청소를 수행하면서 미리 설정된 방식으로 동작하여 영상을 획득하는 과정에서, 오도메트리 정보 즉, 주행 거리 d와 주행 방향 θ를 이용하여 이동 지점 P1을 예측 가능하다.

이때, 이동 로봇은 예측된 이동 지점 P₁에서의 임시 환경 정보와, 상기 이동 지점 P₁과 그 주변 P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, P₇, P₈, P₉의 실제 복합 지도 정보를 구성하는 환경 정보 지도의 환경 정보를 비교하여 그 비교한 결과로 매칭률이 가장 높은 위치 P₂를 제2 위치로 결정할 수 있다.

다음으로, 이동 로봇은 제2 위치 인식 과정에서 청소 완료한 영역을 복합 지도 정보에 오버래핑할 수 있다(S1012). 즉, 이동 로봇은 탐색 모드에 따라 위치를 인식하는 과정에서 청소가 완료된 영역으로 복합 지도 정보를 업데이트할 수 있다.

이처럼 이동 로봇은 위치 인식 과정에서 이미 청소 완료한 영역에 대한 확인이 가능하기 때문에, 이로 인해 청소 시간이 단축되며 청소 효율성을 높일 수 있다.

다음으로, 이동 로봇은 복합 지도 정보의 제2 위치로부터 청소를 시작할 수 있다(S1013).

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(400)은 영상 획득부(110), IMU(120), 통신부(130), 제어부(140), 오디오 입출력부(150), 영상 표시부(160), 저장부(170)를 포함할 수 있다.

영상 획득부(110)는 예컨대, 카메라로서, 기 설정된 관심 영역을 갖도록 장착되어 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 관심 영역이란 이동 로봇에 구비된 카메라를 이용하여 촬영하고자 하는 영역이 될 것이다.

IMU(120)는 이동 로봇의 관성 정보 예컨대, 위치, 자세 등의 정보를 측정할 수 있다. 이러한 IMU(120)는 예컨대, 자이로 센서(121), 가속도 센서(122)를 포함할 수 있다.

자이로 센서(121)는 이동 로봇의 각속도 정보를 수집한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은 3차원 각도 정보를 이용하여 이동 로봇의 자세나 동작 상태를 구분하고 구분된 자세나 동작 상태를 이용하여 이동 로봇을 제어하는바, 자이로 센서(121)는 3축 센서인 것이 바람직하다.

즉, 자이로 센서(121)는 x축, y축, z축의 3축의 각속도 정보를 수집할 수 있다.

3축 자이로 센서(121)에서 감지하는 x축, y축, z축의 3측의 각속도를 각각 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)라고 한다.

구체적으로 이동 로봇이 x축을 중심으로 회전하는 것을 롤(roll), y축을 중심으로 회전하는 것을 피치(pitch), z축을 중심으로 회전하는 것을 요(yaw)라고 한다.

본 발명에서는 획득하고자 하는 3차원 각속도 정보는 롤, 피치, 요를 의미한다.

가속도 센서(122)는 중력 가속도 및 이동 로봇의 이동에 의한 가속도를 측정한다. 이러한 가속도 센서(122)는 자이로 센서(121)와 마찬가지로 3축 센서인 것이다.

즉, 가속도 센서(122)는 x축, y축, z축의 3측의3축의 가속도 정보를 수집할 수 있다.

통신부(130)는 사용자 기기와 무선 통신으로 연동하여 각종 정보를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(130)는 사용자 기기로부터 제어 명령을 수신하고, 지도 정보를 사용자 기기에 송신할 수 있다.

제어부(140)는 청소 시작 명령에 따라 미리 저장된 복합 지도 정보를 기반으로 주행 모터와 흡입 모터를 구동시켜 이동하면서 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.

제어부(140)는 IMU(120)로부터 제공 받은 관성 정보를 기반으로 오도메트리 정보 즉, 주행 거리, 주행 방향 등을 획득하고 획득된 오도메트리 정보를 기반으로 이동 지점을 예측하고, 예측된 이동 지점을 기반으로 청소하고자 하는 영역에 대한 청소 영역 지도, 환경 정보 지도, 옵션 정보 등으로 구성된 복합 지도 정보를 생성 및 갱신할 수 있다.

제어부(140)는 기 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하여 선택된 복합 지도 정보를 기반으로 청소를 수행하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(140)는 위치를 판단하기 위한 탐색 모드를 운영하여 그 탐색 모드에 따라 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여 추출된 특징점을 기반으로 임시 환경 정보 지도를 생성하며, 생성된 임시 환경 정보 지도와 기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 하나의 복합 지도 정보를 선택할 수 있다.

제어부(140)는 이동에 따른 이동 지점을 예측하여 예측된 이동 지점에 대한 환경 정보와 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 현재의 위치를 인식하고, 인식한 현재의 위치를 기반으로 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.

제어부(140)는 복합 지도 정보를 기반으로 청소를 수행하면, 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상의 청소 가능 영역과는 다른 청소 영역이 생성될 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 청소가 완료된 후 새롭게 생성된 청소 영역 지도 상의 청소를 완료한 영역이 원래의 청소 영역 지도 상의 청소 가능 영역보다 넓을 경우 새롭게 생성된 청소 영역 지도가 사용자 환경에 더 적합하다고 판단되어, 새롭게 생성된 청소 영역 지도를 저장하고 기존의 청소 영역 지도를 삭제할 수 있다.

제어부(140)는 사용자 기기로부터 제어 명령을 수신하면, 수신된 제어 명령에 따라 이동 로봇을 제어할 수 있다. 그 일예로, 제어부(140)는 주행/청소 제어 기능을 위한 제어 명령에 따라 이동 로봇의 이동 방향, 이동 속도, 청소 시작, 청소 중지 등을 제어할 수 있다.

다른 예로, 제어부(140)는 지도 정보 확인 기능을 위한 제어 명령에 따라 기 저장된 다수의 복합 지도 정보를 사용자 기기에 제공할 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(140)는 청소 상황 확인 기능을 위한 제어 명령에 따라 청소 중 또는 이동 중에 청소한 영역, 청소할 영역 등을 사용자 기기에 전달할 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(140)는 영상 통화 기능에 따라 음성 데이터 또는 영상 데이터를 수신하여 출력하고 입력 받은 음성 데이터 또는 영상 데이터를 사용자 기기에 전달할 수 있다.

오디오 입출력부(150)는 음성 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 이러한 오디오 출력부(150)는 음성 정보를 입력 받는 마이크, 음성 정보를 출력하는 스피커로 구성될 수 있다.

영상 표시부(160)는 청소 영역 지도 등과 같은 영상 정보를 화면에 표시할 수 있을 뿐 아니라, 영상 통화 기능에 따라 사용자 기기로부터 수신된 영상 정보를 표시할 수 있다.

저장부(170)는 운용 환경에 따라 다르게 생성된 다수의 복합 지도 정보를 저장할 수 있다. 저장부(170)는 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도, 환경 영역 지도, 옵션 정보 등을 하나의 파일로 저장하거나 서로 연결된 다수의 파일로 저장할 수 있다.

이러한 이동 로봇은 다양한 센서를 포함할 수 있는데, 예컨대, 장애물 감지 센서, 바닥 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 장애물 감지 센서는 장애물과의 접촉 여부에 따라 접촉식 센서로 마련될 수도 있고, 비접촉식 센서로 마련될 수 있으며, 접촉식 센서와 비접촉식 센서가 혼용되어 마련되는 것도 가능하다.

접촉식 센서는 실제로 이동 로봇이 장애물과 충돌함으로써 장애물을 감지하는 센서를 의미한다.

비접촉식 센서는 이동 로봇이 장애물과 충돌하지 않거나 장애물과의 충돌 전에 장애물을 미리 감지하는 센서를 의미하며, 초음파 센서, 광 센서 또는 RF 센서 등을 포함할 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 사용자 기기
200: 중계 서버
300: 무선 공유기
400: 이동 로봇

Claims

청소 가능 영역의 적어도 일부가 변경된 다수의 복합 지도 정보를 저장하는 저장부; 및
상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하고, 상기 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상에서 위치를 인식하고 상기 인식된 위치로부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하도록 제어하는 제어부;
를 포함하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 복합 지도 정보는,
청소 가능 영역을 표시하는 청소 영역 지도, 상기 청소 영역 지도 내 위치를 인식하기 위한 환경 정보로 구성된 환경 정보 지도, 사용자에 의해 설정된 옵션 정보를 포함하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
사용자에 의한 제어 명령에 따라 제1 위치에서 제2 위치까지 미리 설정된 방식으로 이동하면서 영상을 획득하고,
상기 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 추출된 특징점으로 구성된 임시 환경 정보 지도를 구성하며,
상기 구성된 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 이동함에 따라 획득된 관성 정보를 이용하여 오도메트리 정보를 산출하고,
상기 산출된 오도메트리 정보를 기반으로 이동 지점을 예측하며,
상기 예측된 이동 지점에서 얻은 임시 환경 정보와 상기 이동 지점과 그 주변에서 얻은 상기 환경 정보 지도를 구성하는 환경 정보를 비교하며,
그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보에 상응하는 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 내 위치를 상기 제2 위치로 결정하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 위치가 결정되면, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 청소가 완료된 영역으로 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도를 갱신하고,
상기 갱신된 청소 영역 지도 내 상기 제2 위치부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하고 그 수행한 결과를 갱신하도록 제어하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 구성된 임시 환경 정보 지도로부터 미리 설정된 기하학 정보를 추출하고,
상기 추출된 기하학 정보를 기반으로 상기 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
사용자 기기로부터 무선 공유기의 정보를 수신하면, 상기 수신된 무선 공유기의 정보를 기반으로 해당 무선 공유기에 무선 연결하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
사용자 기기에 무선 연결이 가능한 무선 공유기로서의 역할을 수행하기 위한 제1 모드를 운영하고,
상기 사용자 기기로부터 무선 공유기의 정보를 수신하면, 상기 제1 모드를 중지하며,
상기 제1 모드가 중지되면 상기 수신된 무선 공유기의 정보를 기반으로 해당 무선 공유기에 연결하기 위한 제2 모드를 운영하는, 복합 지도 정보 기반의 이동 로봇.
이동 로봇이 위치하는 공간에 배치되어, 상기 이동 로봇과 무선 연결되는 무선 공유기; 및
상기 무선 공유기를 통해 상기 이동 로봇에 제어 명령을 송신하고 이에 대한 응답으로 상기 이동 로봇이 미리 저장된 복합 지도 정보를 기반으로 청소를 수행하면서 청소가 완료된 영역에 대한 정보와 상기 복합 지도 정보를 수신하는 사용자 기기;
를 포함하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 사용자 기기는,
모바일 어플리케이션을 활성화하여 상기 활성화된 모바일 어플리케이션을 통해 상기 이동 로봇이 연결되어야 할 무선 공유기의 정보를 상기 이동 로봇에 전송하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 사용자 기기는,
상기 이동 로봇에 제어 명령을 송신하여 이에 대한 응답으로 상기 이동 로봇으로부터 미리 저장된 다수의 복합 지도 정보를 제공 받고,
상기 제공 받은 다수의 복합 지도 정보 중 사용자로부터 하나의 복합 지도 정보가 선택되면 그 선택된 결과를 상기 이동 로봇에 제공하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 시스템.
사용자에 의한 제어 명령에 따라 미리 저장된 다수의 복합 지도 정보 중 하나의 복합 지도 정보를 선택하는 단계;
상기 선택된 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 상에서 위치를 인식하는 단계; 및
상기 인식된 위치로부터 상기 청소 영역 지도 내 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하면서, 수행한 결과로 청소가 완료된 영역으로 상기 청소 영역 지도를 갱신하는 단계;
를 포함하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 방법.
제12 항에 있어서,
상기 선택하는 단계는,
상기 제어 명령에 따라 제1 위치에서 제2 위치까지 미리 설정된 방식으로 청소를 수행하면서 영상을 획득하고,
상기 획득된 영상으로부터 특징점을 추출하여 상기 추출된 특징점으로 구성된 임시 환경 정보 지도를 구성하며,
상기 구성된 임시 환경 정보 지도와 상기 저장된 다수의 복합 지도 정보 각각을 구성하는 환경 정보 지도를 비교하여 그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보 지도로 구성된 복합 지도 정보를 선택하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 방법.
제13 항에 있어서,
상기 인식하는 단계는,
상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 이동함에 따라 획득된 관성 정보를 이용하여 오도메트리 정보를 산출하고,
상기 산출된 오도메트리 정보를 기반으로 이동 지점을 예측하며,
상기 예측된 이동 지점에서 얻은 임시 환경 정보와 상기 이동 지점과 그 주변에서 얻은 상기 환경 정보 지도를 구성하는 환경 정보를 비교하며,
그 비교한 결과로 가장 매칭률이 높은 환경 정보에 상응하는 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도 내 위치를 상기 제2 위치로 결정하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 방법.
제14 항에 있어서,
상기 갱신하는 단계는,
상기 제2 위치가 결정되면, 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치까지 청소가 완료된 영역으로 상기 복합 지도 정보를 구성하는 청소 영역 지도를 갱신하고,
상기 갱신된 청소 영역 지도 내 상기 제2 위치부터 상기 청소 가능 영역에 대한 청소를 수행하고 그 수행한 결과를 갱신하는, 이동 로봇을 운영하기 위한 방법.