KR20170094171A

KR20170094171A - 로봇 청소 장치를 위한 청소 방법

Info

Publication number: KR20170094171A
Application number: KR1020177014792A
Authority: KR
Inventors: 안데어스 해저마크; 마그누스 린데
Original assignee: 악티에볼라겟 엘렉트로룩스
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2017-08-17
Also published as: JP2018500633A; WO2016095966A1; EP3234713A1; CN106998984A; US20170344013A1; CN106998984B; US10678251B2; EP3234713B1; KR102326401B1; JP6532530B2

Abstract

본 발명은 로봇 청소 장치(10)에 의해서 실시되는, 청소하고자 하는 표면(35, 35') 위에서 로봇 청소 장치(10)를 동작시키는 방법으로서: 위치 정보를 포함하는 경로 마커(36)를 표면 상에서 간격을 두고 등록하면서(S03) 제1 물체(34, 34')의 경계(38, 38')를 따르는 단계(S02); 하나 이상의 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 오프셋(D)을 가지고 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 단계(S04); 및 제2 물체의 검출시에 이전에 등록된 경로 마커를 추적하는 단계로부터 제2 물체(40)의 연부(38")를 따르는 단계(S06)로 전환하는 단계(S05)를 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

로봇 청소 장치를 위한 청소 방법{CLEANING METHOD FOR A ROBOTIC CLEANING DEVICE}

본 발명은 청소 효율을 개선하기 위한 로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

많은 기술 분야에서, 존재할 수 있는 물체 및 장애물과 충돌하지 않고 로봇이 공간 주위를 자유롭게 이동할 수 있도록 자율적으로 거동되는 로봇을 이용하는 것이 요구되고 있다.

로봇 청소 장치로서 더 언급되는, 로봇 진공 청소기 또는 로봇 바닥 걸레(mop)가 당업계에 공지되어 있고, 청소하고자 하는 표면에 걸쳐 청소기를 이동시키기 위한 하나 이상의 모터 형태의 구동 수단을 일반적으로 구비한다. 로봇 청소 장치는 마이크로프로세서(들) 형태의 지능, 및 로봇 진공 청소기가 예를 들어 방 형태의 공간 주위를 자유롭게 이동하고 청소할 수 있도록 자율적 거동을 야기하는 네비게이션 수단을 더 구비할 수 있다. 그에 따라, 이러한 종래 기술의 로봇 진공 청소기는, 탁자, 의자와 같은 가구, 그리고 벽 및 계단과 같은 다른 물체가 내부에 위치되는 방을 다소 자율적으로 진공 청소하고 걸레질할 수 있는 능력을 갖는다.

당업계에 공지된 로봇 청소 장치는 기본적으로 2가지로 분류되고; 그러한 분류 중 하나는 무작위적 이동으로 표면을 청소하는 것이고, 다른 하나는 여러 가지 센서 데이터를 이용하여 표면 상에서 항행(navigate)하는 것이다.

무작위적인 이동을 이용하는 로봇 청소 장치는 또한 충전기를 무작위적으로 찾는다. 이러한 로봇 청소 장치는 우연성의 원리로 항행하고 청소한다. 그러한 로봇 청소 장치는, 청소할 때 충돌을 방지하기 위해서 충돌 센서를 포함할 수 있다. 전형적으로, 로봇 청소 장치는, 로봇 청소 장치가 충전기를 지날 때 또는 충전기가 시계에 들어올 때, 충전기를 검출하고 위치결정하기 위한 수단을 포함한다. 이는, 명백하게 매우 효과적인 청소 및 항행 방식이 아니며, 특히 넓은 표면 또는 복잡한 배치의 경우에 매우 양호하게 작업하지 못할 수 있다.

센서 데이터를 이용하여 항행하는, 다른 유형의 종래 기술의 로봇 청소 장치는, 로봇 청소 장치가 물체나 장애물과 충돌하지 않고 안전하게 구동될 수 있는 곳을 센서 데이터로부터 추론한다. 그러한 로봇 청소 장치는 대부분의 경우에 완전하지 못한 센서 데이터를 기초로 그들의 환경을 추정함에 따라, 그러한 로봇 청소 장치의 충돌 또는 분실 위험이 높다. 또한, 데이터를 추출하는 것 그에 따라 센서 데이터로부터 가정을 하는 것은 부가적으로 고가의 전자 구성요소를 필요로 한다.

일부 경우에, 종래 기술의 로봇 청소 장치는 청소를 위해서 스트로크 방법(stroke method)을 이용하고, 이는 그러한 로봇 청소 장치가 표면을 청소하기 위해서 스트로크별로 전후로 구동된다는 것을 의미한다. 그러한 종래의 로봇 청소 장치가 하나의 방으로부터 다른 방으로 또는 다시 충전기로 항행할 때, 로봇 청소 장치는 항행을 위해서 센서 데이터를 이용한다. 그에 따라, 물체나 장애물과의 충돌 위험이 비교적 높은데, 이는 그러한 로봇 청소 장치가 또한 센서 데이터를 기초로 가정하도록 강제되기 때문이다. 이는 로봇 청소 장치를 감속시킬 수 있고 그에 따라 청소 효율을 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 스트로크별로 이루어지는 방법은, 예를 들어 물체 또는 장애물의 연부에 근접하여, 상당량의 파편이나 분진을 남길 수 있다. 청소가 깔끔하지 못할 수 있다.

일부 공지된 로봇 청소 장치는, 파편 및 분진을 청소 개구부 내로 그리고 그 전방으로 솔질하기 위해서 청소 개구부의 좌측 또는 우측 주변부에 또는 그에 근접하여 배열된 측면 브러시를 포함할 수 있다. 측면 브러시, 특히 단지 하나의 측면 브러시가 로봇 청소 장치 상에 설치될 때, 측면 브러시가 파편 및 분진을 최적의 방식으로 제거할 수 있도록, 청소 패턴이 그에 따라 적응될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 로봇 청소 장치의 동작 방법 및 그러한 방법을 실시하도록 구성된 로봇 청소 장치를 제공하는 것이고, 그러한 방법은 깔끔하고, 효율적이며, 견조하다(robust).

본 발명의 발명자는, 깔끔하고 깨끗한 청소를 제공하기 위해서 로봇 청소 장치를 효율적으로 동작시키기 위한 범용적인 방법을 제공할 수 있다는 것을 인식하였다. 그러한 방법은 로봇 청소 장치의 항행의 견조성을 향상시키고 전체적인 청소 성능을 개선한다.

청소하고자 하는 표면 위에서 로봇 청소 장치를 동작시키는 방법이 본원에서 개시되고, 그러한 방법은 로봇 청소 장치에 의해서 실시되며, 그러한 방법은:

위치 정보를 포함하는 경로 마커를 표면 상에서 간격을 두고 등록하면서 제1 물체의 경계를 따르는 단계;

하나 이상의 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 이전에 등록된 경로 마커를 오프셋을 가지고(at an offset) 추적하는 단계; 및

제2 물체의 검출시에 이전에 등록된 경로 마커를 추적하는 것으로부터 제2 물체의 연부를 따르는 것으로 전환하는 단계를 포함한다.

이러한 방법은 로봇 청소 장치가 내향 청소 패턴 또는 외향 청소 패턴에 따라서 청소할 수 있게 한다. 그에 따라, 로봇 청소 장치는, 벽 또는 기타와 같은 제1 물체의 경계를 따르는 것에 의해서 피청소 표면의 청소를 시작할 수 있고, 나선형 패턴으로 내향으로 청소하는 것에 의해서 표면 내측을 향해서 이동할 수 있고, 또는 로봇 청소 장치는 표면의 경계로부터 다소 멀리에, 그에 따라 표면 내에 배열된 제2 물체를 검출할 수 있고, 그리고 제2 물체의 연부를 따르는 것에 의해서 청소를 시작하고 제2 물체로부터 외향으로 나선형 패턴으로 이동하는 것에 의해서 청소를 한다.

제1 및 제2 물체가 가구, 벽, 계단, 엘리베이터 기둥, 등일 수 있다. 많은 경우에, 제1 물체가 방의 벽일 수 있고, 제2 물체가 가구일 수 있다.

간격이 시간 간격 또는 거리 간격일 수 있다.

오프셋은 로봇 청소 장치의 폭 및 로봇 청소 장치의 청소 부분 각각 보다 작을 수 있다.

유리하게, 로봇 청소 장치는, 이전에 등록된 경로 마커와 다시 만날 때까지, 제2 물체의 연부를 따른다.

이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 로봇 청소 장치는, 제2 장애물을 완전히 돌았다는 것 또는 제2 장애물의 측면 중 하나가 이전에 청소되었다는 것을 인식할 것이고, 그에 따라 다시 이전에 배치된 경로 마커를 따르도록 전환될 것이다.

이는, 로봇 청소 장치가, 청소 중에 만난 모든 물체를 포함하는 맵 그래프(map graph)를 구축하게 할 수 있다.

다른 실시예에서, 로봇 청소 장치는, 제2 물체를 일주할 때까지, 제2 물체의 연부를 따를 수 있다.

그에 따라, 로봇 청소 장치는, 제2 물체를 따를 때 이전에 등록된 경로 마커와 만나는 경우에도, 제2 물체를 계속 따를 수 있다. 제2 물체를 완전히 일주하자마자, 로봇 청소 장치는 다시 이전에 등록된 경로 마커를 오프셋을 가지고 따르거나 추적할 것이다.

추적 단계 및 경계 또는 연부를 따르는 것으로 전환하는 단계는, 로봇 청소 장치가 피청소 표면 위에 자율적으로 그리고 효율적인 방식으로 이동할 수 있게 하고, 또한, 물체와 만날 때에도, 깔끔하고 깨끗한 청소를 보장한다.

다른 바람직한 실시예에서, 그러한 방법은 하나 이상의 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 청소하고자 하는 지역을 형성하는 루프(loop)를 인지하는 단계를 포함하고, 그러한 루프는 복수의 이전에 등록된 경로 마커를 포함한다.

루프 형상에 따라서, 나머지 표면의 청소 패턴이 구성될 수 있다. 인지시에, 루프가 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소 장치가 현재 따르는 그리고 등록하는 루프만이 개방될 수 있고 로봇 청소 장치에 의해서 활성적인 것으로 간주될 수 있다.

바람직하게, 인지시에 효율적이고 단순한 청소 패턴을 생성하기 위해서 루프가 맵 그래프 내에서 단순화된다.

이는 로봇 청소 장치의 청소 효율 및 항행을 개선할 수 있는데, 이는 이미 청소된 지역을 피할 수 있고, 예를 들어 복도 또는 병목부 내의 동일한 지역을 복수로 청소하는 것을 피할 수 있기 때문이다.

단순화는, 로봇 청소 장치가 지역을 하나씩 청소할 수 있도록, 청소하고자 하는 복수의 지역을 형성하는 복수의 루프로 루프를 폐쇄 및/또는 분할하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, 청소하고자 하는 표면이 복도에 의해서 상호 연결된 2개의 방을 포함할 때, 2개의 방의 경계를 따른 제1의 긴 것이 완료되었을 때, 루프는, 각 방에 하나씩, 2개의 루프로 분할될 수 있다. 각각의 루프는 청소하고자 하는 지역을 형성할 수 있고, 로봇 청소 장치는 하나의 지역 이후에 다른 지역을 청소하는 것으로 2개의 지역을 청소할 수 있다.

그러한 단순화는, 이전에 청소된 지역에 걸친, 전술한 경우에 예를 들어 복도에 걸친 복수의 스트로크를 방지하고, 이는 로봇 청소 장치의 복잡성을 감소시킨다.

그러한 단순화는, 대안적으로, 완료에 포함되는 물체 또는 장애물이 없는 것으로 가정하는 것이 안전한 경우에, 루프의 완료를 포함할 수 있다.

부가적으로, 단순화는, 표면이 문턱값 보다 크다는 것이 검출되었을 때, 표면을 분리하는 경계선을 따라 로봇 청소 장치를 안내하는 것에 의해서 제1 루프가 완료된 후에, 청소하고자 하는 표면을 분할하는 것을 포함할 수 있다.

실시예에서, 로봇 청소 장치가, 이전에 등록된 경로 마커 중 임의의 것에 대한 오프셋을 구축할 수 없는 상태에서, 임의 방향으로 이동되는 경우에 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 복수의 지역의 제1 지역이 청소된 것으로 간주될 수 있다.

현재 등록된 경로 마커 주위의 이전에 등록된 경로 마커의 모든 경로 마커가 오프셋 보다 로봇 청소 장치에 더 근접할 때, 제1 지역이 완전히 청소되었고 그에 따라 종료된 것으로 간주하는 것이 안전하다.

만약 전술한 경우가 아니라면, 로봇 청소 장치는 이전에 등록된 경로 마커가 여전히 오프셋 보다 더 이격된 지역을 향해서 이동할 것이고 청소를 계속할 것이다.

또한, 방법은 이전에 등록된 경로 마커들 사이의 거리가 오프셋 보다 짧은 지역으로 진입하는 것을 방지하는 단계를 포함할 수 있다.

복수의 지역 중의 지역으로부터의 제1 피청소 지역이 종료된 것으로 간주될 수 있을 때, 로봇 청소 장치는 복수의 지역 중 제2 피청소 지역으로 이동될 수 있고, 제2 피청소 지역을 형성하는 루프의 이전에 등록된 경로 마커를 추적하기 시작할 수 있다.

그에 따라, 로봇 청소 장치는, 남는 지역이 없을 때까지, 각각의 지역을 종료하는 것에 의해서 단계적으로 작업할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 로봇 청소 장치의 이동 방향에서 볼 때, 경로 마커가 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부에서 또는 로봇 청소 장치의 청소 개구부에서 등록될 수 있다.

다른 실시예에서, 로봇 청소 장치의 이동 방향에서 볼 때, 로봇 청소 장치는 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부로 또는 로봇 청소 장치의 청소 부분으로 좌측 또는 우측 경로 마커를 따를 수 있다.

특히, 만약 측면 브러시가 로봇 청소 장치 상에 설치된다면, 로봇 청소 장치는, 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 측면 브러시로 경로 마커를 따를 수 있다.

추가적인 실시예에서, 경로 마커가, 제1 및 제2 물체의 경계 또는 연부로부터 멀리 위치된, 로봇 청소 장치의 주변부 상에서 또는 로봇 청소 장치의 청소 부분 상에서 등록되도록, 로봇 청소 장치는 제1 및 제2 물체의 경계 또는 연부를 따를 수 있다.

로봇 청소 장치가 반시계방향으로 또는 시계방향으로 청소되는지의 여부 그리고 측면 브러시가 설치되거나 설치되지 않는지의 여부에 따라서, 전술한 것이 적용될 수 있다. 만약 측면 브러시가 설치된다면, 측면 브러시가 제1 또는 제2 물체의 경계 또는 연부를 따르는 것이 유리하다. 그에 따라, 로봇 청소 장치는, 물체와 만날 때 측면 브러시가 물체의 연부 또는 경계를 따르도록 보장하기 위해서 반시계방향으로 또는 시계방향으로 청소 패턴을 변경하도록 구성될 수 있다.

경로 마커를 등록하는 것은, 제1 물체의 모서리가 검출될 때, 시작될 수 있다.

이는, 본원에서 후술하는 바와 같이, 청소 패턴을 다소 단순화시킬 수 있다.

본원은 또한 로봇 청소 장치를 개시하며, 그러한 로봇 청소 장치는 본체, 로봇 청소 장치를 이동시키도록 배열된 추진 시스템, 본체에 연결되고 로봇 청소 장치가 물체와 접촉하는지의 여부를 검출하도록 배열되는 접촉 검출 부분, 및 추진 시스템에 동작적으로 연결된 추측 항법 센서(dead reckoning sensor)를 포함한다. 로봇 청소 장치는 추진 시스템을 제어하도록 배열된 프로세싱 유닛을 더 포함할 수 있고, 그에 의해서 프로세싱 유닛은 추측 항법 센서에 연결될 수 있고 전술한 단계 및/또는 특징 중 임의의 것을 포함하는 방법을 실시하도록 구성될 수 있다.

본원에서 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 더 개시되며, 그러한 프로그램은, 컴퓨터-실행 가능 명령어가 로봇 청소 장치 내에 포함된 프로세싱 유닛 상에서 실행될 때, 로봇 청소 장치로 하여금 전술한 단계 및/또는 특징 중 임의의 것을 포함하는 방법을 실시하게 한다.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 더 개시되며, 그러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 앞서서 구현된 것에 따른 컴퓨터 프로그램을 갖는다.

일반적으로, 본원에서 명시적으로 달리 규정되지 않는 한, 청구범위에서 사용된 모든 용어는 기술 분야에서의 그 일반적인 의미에 따라서 해석될 것이다. 달리 명백하게 기술되지 않는 한, "하나의(a/an/the) 요소, 장비, 구성요소, 수단, 장치, 단계 등에 대한 모든 언급은 그러한 요소, 장비, 구성요소, 수단, 장치, 단계 등 중 적어도 하나의 경우를 개방적으로 언급하는 것으로 해석될 것이다. 달리 명백하게 기술되지 않는 한, 본원에서 개시된 임의 방법의 단계는 정확하게 개시된 순서로 실행될 필요는 없다.

이제, 예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소 장치의 실시예를 위에서 내려다 본 도면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치에 대한 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 발명의 방법에 따른 내향 청소를 시작할 때 경로 마커를 등록하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 3b는 본 발명의 방법에 따른 외향 청소를 시작할 때 경로 마커를 등록하는 것을 개략적으로 도시한다.
도 4는 어떻게 루프가 인지되고 잠재적으로 폐쇄될 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 5a는 물체와 만날 때 경로 마커를 추적하는 것으로부터 물체의 연부를 따르는 것으로 전환되는 것을 개략적으로 도시한다.
도 5b는 도 5a와 유사한 도면을 개략적으로 도시하며; 이러한 경우에, 경로 마커를 추적하는 것으로 다시 전환되기에 앞서서 물체가 완전히 일주된다.
도 5c는 도 5a 및 도 5b와 유사한 도면을 개략적으로 도시하며; 이러한 경우에, 경로 마커를 추적하는 것으로 다시 전환되기에 앞서서 물체가 완전히 일주되지 않는다.
도 6a는 외향 청소를 개략적으로 도시한다.
도 6b는 도 6a에 따른 환경에서 어떻게 루프가 단순화되는지를 개략적으로 도시한다.
도 7은 제1 지역이 청소된 후에 로봇 청소 장치가 제1 지역으로부터 제2 지역으로 어떻게 이동되는지를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 방법 단계를 도시한다.

이제, 본 발명의 특정 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 전체적으로 이하에서 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고 본원에서 설명된 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하며; 오히려, 이러한 실시예는 이러한 개시 내용이 철저하고 완전한 것이 되도록 예로서 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 당업자에게 완전히 전달할 것이다. 설명 전반을 통해서 유사한 번호가 유사한 요소를 지칭한다.

본 발명은 로봇 청소 장치, 또는 다시 말해서, 표면을 청소하기 위한 자동적인, 자가-추진형 기계, 예를 들어 로봇 진공 청소기, 로봇 소제기, 또는 로봇 바닥 세척기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇 청소 장치(10)는 주전원-동작형일 수 있고 코드를 가질 수 있으며, 배터리-동작형일 수 있고, 또는 임의의 다른 종류의 적합한 에너지원, 예를 들어 태양 에너지를 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치(10)를 저면도로 도시한 것이고, 다시 말해서 로봇 청소 장치(10)의 하단부 측면이 도시되어 있다. 화살표는 로봇 청소 장치의 전방 방향을 나타낸다. 로봇 청소 장치(10)는, 로봇 청소 장치(10)가 청소하고자 하는 표면 위에서 이동될 수 있도록, 구동 바퀴(12, 13)의 운동을 가능하게 하기 위한 2개의 전기 바퀴 모터(15a, 15b) 형태의 구동 수단을 포함하는 추진 시스템과 같은 구성요소를 수용하는 본체(11)를 포함한다. 각각의 바퀴 모터(15a, 15b)는, 청소하고자 하는 표면에 걸쳐 로봇 청소 장치(10)를 이동시키기 위해서 각각의 구동 바퀴(12, 13)가 서로 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다. 다양한 바퀴 모터 배열뿐만 아니라 많은 수의 상이한 구동 바퀴 배열을 예상할 수 있다. 로봇 청소 장치(10)가, 도시된 바와 같은 원형-형상의 본체(11), 또는 삼각형-형상의 본체와 같은, 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

전술한 추진 시스템에 대한 대안으로서, 궤도 추진 시스템 또는 심지어 호버크래프트 추진 시스템이 이용될 수 있다.

추진 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 구동 바퀴(12, 13)에 하나가 할당되는 2개의 추측 항법 센서(30, 30')에 추가적으로 연결된다. 추측 항법 센서(30, 30')는, 예를 들어 방 내에서, 로봇 청소 장치(10)를 배치시키는 것을 돕기 위해서, 구동 바퀴(12, 13)의, 각각의, 이동 및 회전을 관찰하는 것에 의해서 로봇 청소 장치(10)가 이동한 거리를 독립적으로 측정하도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같은 로봇 청소 장치(10)의 실시예는 2개의 추측 항법 센서(30, 30')를 포함하나, 단지 하나의 추측 항법 센서(30, 30')를 포함하는 로봇 청소 장치를 예상할 수 있을 것이다.

프로세싱 유닛(16)과 같은 제어기는, 로봇 청소 장치가 주위로 항행하여야 하는 벽, 바닥 램프, 탁자 다리 형태의 장애물을 검출하기 위해서 장애물 검출 장치(도 2에 도시됨)로부터 수신된 정보를 고려하여 필요에 따라 구동 바퀴(12, 13)를 회전시키도록 바퀴 모터(15a, 15b)를 제어한다. 추측 항법 센서(30, 30')는, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 전기 바퀴 모터(15a, 15b)를 통해서, 프로세싱 유닛(16)에 연결된다.

장애물 검출 장치는, 장애물을 검출하고 임의의 검출된 장애물에 관한 정보를 프로세싱 유닛(16)으로 통신하기 위해서, 예를 들어 3D 카메라, 레이저와 조합된 카메라, 레이저 스캐너, 등에 의해서 구현된, 주위를 등록하는 적외선(IR) 센서 및/또는 음파 센서, 마이크로파 레이더, 3D 센서 시스템의 형태로 구현될 수 있다. 프로세싱 유닛(16)은, 장애물 검출 장치에 의해서 제공된 정보에 따라서 바퀴(12, 13)의 이동을 제어하기 위해서 바퀴 모터(15a, 15b)와 통신한다.

도 1에서, 로봇 청소 장치(10)의 폭(W)이 더 도시되어 있다. 본체(11)가 둥근 형상을 가짐에 따라, 폭(W)은 본체의 직경에 상응한다. 일반적인 용어에서, 폭(W)은 전방 방향(M)으로 측정될 때 로봇 청소 장치(10)의 가장 넓은 부분 또는 가장 큰 치수로서 규정될 수 있다.

본체(11)는, 로봇 청소기(10)의 하단부에 위치되는 개구부(18) 내에 배열되는 회전 가능한 브러시 롤(brush roll)의 형태의, 청소하고자 하는 표면으로부터 파편 또는 먼지를 제거하기 위한 청소 부재(17)를 선택적으로 구비할 수 있다. 그에 따라, 회전 가능한 브러시 롤(17)이 개구부(18) 내에서 수평 축을 따라서 배열되어, 청소 장치(10)의 분진 및 파편 수집 특성을 향상시킨다. 브러시 롤(17)을 회전시키기 위해서, 브러시 롤 모터(19)가 브러시 롤에 동작적으로 결합되어 프로세싱 유닛(16)으로부터 수신된 지시에 따라 브러시 롤의 회전을 제어한다. 선택적으로, 로봇 청소 장치(10)는 청소를 최적화하기 위해서 측면 브러시(미도시)를 포함한다. 측면 브러시는 개구부(18)의 주변부에 또는 그에 근접하여 배열될 수 있고, 그에 따라 파편 또는 먼지를 개구부의 전방의 브러시 롤(17) 내로 솔질할 수 있다. 도 3a 내지 도 7에 도시된 예에서, 측면 브러시(미도시)가 로봇 청소 장치(10)의 개구부(18)의 우측 주변부에 배열되는 것을 가정할 수 있으나, 본 발명은 이러한 것에 의존하지 않으며, 이는 본 발명에 따른 방법이 또한 측면 브러시가 없이 수행된다는 것을 의미한다.

또한, 로봇 청소기(10)의 본체(11)는, 본체(11)의 하단부 측면 내의 개구부(18)를 통해서 본체 내에 수용된 먼지 주머니 또는 사이클론 배열체(미도시)로 파편을 이송하기 위한 공기 유동을 생성하는 흡입 팬(20)을 포함한다. 흡입 팬(20)은 프로세싱 유닛(16)에 연결된 팬 모터(21)에 의해서 구동되고, 팬 모터(21)는 흡입 팬(20)을 제어하는 지시를 프로세싱 유닛(16)으로부터 수신한다. 회전 가능한 브러시 롤(17) 및 파편을 먼지 주머니로 이송하기 위한 흡입 팬(20) 중 어느 하나를 가지는 로봇 청소 장치(10)가 예상될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 그러나, 그 2가지의 조합이 로봇 청소 장치(10)의 파편-제거 능력을 향상시킬 것이다.

대안적으로, 로봇 청소 장치(10)가 걸레(미도시) 및/또는 회전 바닥 브러시(미도시)를 포함할 수 있다.

도 1을 더 참조하면, 프로세싱 유닛(16)은, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 또는 하드 디스크 드라이브와 같은, 마이크로프로세서와 연관된 적합한 저장 매체(26)로 다운로드된 컴퓨터 프로그램(25)을 실행하도록 배열된 하나 이상의 마이크로프로세서 형태로 구현될 수 있다. 프로세싱 유닛(16)은, 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 적절한 컴퓨터 프로그램(25)이 저장 매체(26)로 다운로드되고 프로세싱 유닛(16)에 의해서 실행될 때, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실시하도록 배열된다. 저장 매체(26)는 또한 컴퓨터 프로그램(25)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다. 대안적으로, 컴퓨터 프로그램(25)이, 디지털 다기능 디스크(DVD), 콤팩트 디스크(CD) 또는 메모리 스틱과 같은, 적합한 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서 저장 매체(26)로 전달될 수 있다. 추가적인 대안으로서, 컴퓨터 프로그램(25)이 네트워크를 통해서 저장 매체(26)로 다운로드될 수 있다. 프로세싱 유닛(16)이 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드-프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 복합 프로그래머블 로직 소자(CPLD), 등의 형태로 대안적으로 구현될 수 있다.

도 1에는 접촉 검출 부분(32)이 추가적으로 도시되어 있다. 접촉 검출 부분(32)은 이동 방향에서 볼 때 로봇 청소 장치(10)의 전방 단부에 배열된다. 접촉 검출 부분(32)은, 현대적인 자동차의 주차 거리 센서와 유사하게, 로봇 청소 장치(10)의 전체 전방 부분에 걸쳐 연장될 수 있다. 대안적으로, 접촉 검출 부분(32)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)의 전방 극단부에 걸쳐서만 연장될 수 있다. 로봇 청소 장치(10)가 물체 또는 주요 지형지물과 접촉하는지의 여부를 검출하도록, 접촉 검출 부분(32)이 배열된다. 이는 장애물과의 충돌을 피하여야 할 때 유용할 수 있다.

도 2는, 적어도 카메라(23) 그리고 수평으로 또는 수직으로 배향된 선 레이저일 수 있는 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)을 포함하는 3D 카메라 시스템(22)의 형태의 전술한 장애물 검출 장치를 설명하는 실시예에 따른 로봇 청소 장치(10)의 정면도를 도시한다. 도 1을 참조하여 앞서서 설명한 프로세싱 유닛(16), 본체(11), 구동 바퀴(12, 13), 및 회전 가능한 브러시 롤(17)이 추가적으로 도시되어 있다. 프로세싱 유닛(16)은 로봇 청소 장치(10)의 근접부의 영상을 기록하기 위해서 카메라(23)에 동작적으로 결합된다. 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은 바람직하게 수직의 선 레이저일 수 있고, 로봇 청소 장치(10)의 높이 및 폭 보다 높고 넓은 높이 및 폭을 조사(illuminate)하도록 구성된 카메라(23)의 옆에 배열된다. 카메라(23)는 프로세싱 유닛(16)에 의해서 제어되어 매초마다 복수의 영상을 캡쳐하고 기록한다. 영상으로부터의 데이터가 프로세싱 유닛(16)에 의해서 추출되고, 그러한 데이터는 전형적으로 컴퓨터 프로그램(25)과 함께 저장 매체(26) 내에 저장된다.

제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은, 통상적으로 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향으로, 바람직하게 수직 배향으로, 로봇 청소 장치(10)의 근접부를 스캔하도록 구성된다. 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)은, 가구, 벽, 및 집이나 방의 다른 장애물을 조사하는, 레이저 빔을 송출하도록 구성된다. 카메라(23)가 프로세싱 유닛(16)에 의해서 제어되어 영상을 캡쳐하고 기록하며, 프로세싱 유닛(16)은, 영상으로부터 특징부를 추출하는 것에 의해서 그리고 로봇 청소 장치(10)가 청소하고자 하는 표면을 가로질러 이동하는 동안 로봇 청소 장치(10)에 의해서 커버된 거리를 측정하는 것에 의해서, 그러한 영상으로부터 로봇 청소 장치(10)가 동작되는 곳의 주위의 표상 또는 배치를 생성한다. 그에 따라, 프로세싱 유닛(16)은, 주위, 특히 장애물의 3D 표상을 생성하기 위해서, 기록된 영상으로부터 청소하고자 하는 표면에 대한 로봇 청소 장치(10)의 위치 데이터를 유도할 수 있다.

그에 따라, 3D 카메라 시스템(22)에 의해서 기록된 영상으로부터 생성된 3D 표상은 로봇 청소 장치(10)가 주위에서 항행하여야 하는 벽, 바닥 램프, 탁자 다리, 등의 형태의 장애물 뿐만 아니라, 로봇 청소 장치(10)가 횡단하여야 하는 양탄자, 카펫, 현관, 등의 검출을 도울 수 있다.

도 2와 관련하여, 설명 목적을 위해서, 3D 카메라 시스템(22)이 로봇 청소 장치(10)의 본체(11)로부터 분리되었다. 그러나, 실제적인 구현예에서, 로봇 청소 장치(10)의 높이를 최소화하기 위해서, 그에 의해서 소파와 같은 장애물 아래를 통과할 수 있게 하기 위해서, 3D 카메라 시스템(22)은 로봇 청소 장치(10)의 본체(11)에 통합될 가능성이 높다.

이제까지, 3D 카메라(23) 그리고 제1 및 제2의 구조화된 광원(27, 28)을 가지는 장애물 검출 장치를 포함하는 로봇 청소 장치(10)를, 로봇 청소 장치의 효율적이고 더 신속한 항행을 제공하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 가장 단순한 형태에서, 로봇 청소 장치(10)는 접촉 검출 부분(32)만을 포함할 수 있는데, 이는 이러한 접촉 검출 부분(32)이 로봇 청소 장치(10)로 하여금 검출된 물체 및 장애물 주위를 항행하게 할 수 있기 때문이다. 본원에서 설명된 바와 같은 방법의 경우에, 로봇 청소 장치(10)가 접촉 검출 부분(32)을 포함하는 것으로 충분하고, 장애물 검출 장치는 본원에서 설명된 방법을 실시하는데 있어서 필수적인 것은 아니다.

이하의 도 3a 내지 도 7에서, 로봇 청소 장치(10)는 현재 위치를 보여주는 실선에 의해서 도면에 도시되어 있는 한편, 로봇 청소 장치(10)의 이전의 위치(11)는 파선으로 도시되었다. 부가적으로, 도 3a 내지 도 7의 화살표(A)는 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향을 도시하고, 그에 따라 로봇 청소 장치(10)가 경로 마커(36)에 의해서 윤곽화된 다른 도시된 맵 그래프 또는 청소 패턴으로 어떻게 구동되었는지를 도시한다.

비록 경로 마커(36)가 로봇 청소 장치(10)와 관련하여 중앙에서 등록된 것으로 도 3a 내지 도 7에서 도시되어 있지만, 경로 마커는, 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향에서 볼 때, 로봇 청소 장치(10)의 좌측 또는 우측 주변부에서 또는 로봇 청소 장치(10)의 청소 개구부(18)에서 등록될 수 있다.

이제, 표면(35)의 주위 또는 청소하고자 하는 표면(35)의 일부인 제1 물체(34 34')를 로봇 청소 장치(10)가 어떻게 검출하는지(S01)를 도시한 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 제1 물체는 방의 벽(34) 또는 표면(35) 상에 배열된 가구(34')의 형태일 수 있다. 제1 물체는 또한 예를 들어 굴뚝, 엘리베이터 기둥, 계단, 카펫 등일 수 있다. 로봇 청소 장치(10)는 제1 물체(34 34')를 검출하고(S01) 제1 물체를 향해서 이동한다(S01). 제1 물체(34 34')에 도달하자마자, 로봇 청소 장치(10)는, 표면(35) 상에서 간격을 두고 경로 마커(36)를 등록하면서(S03), 제1 물체(34 34')의 경계 또는 연부를 따르기(S02) 시작한다.

도 3a는, 방의 벽으로서 구현된 제1 물체(34)를 로봇 청소 장치(10)가 어떻게 검출하는지(S01)를 도시한다. 로봇 청소 장치(10)는 경계(38), 도시된 경우에 벽에 도달할 때까지 제1 물체(34)를 향해서 이동한다. 예를 들어 장애물 검출 장치 또는 접촉 검출 부분(32)에 의한 검출을 통해서, 로봇 청소 장치(10)가 경계(38)에 도달하였다는 것을 관찰할 때, 프로세싱 유닛(16)은 간격을 두고 경로 마커(36)를 등록하기(S03) 시작하고 그 마커를 예를 들어 저장 매체(26)에 저장하는 한편, 접촉 검출 부분(32) 또는 장애물 검출 장치를 이용하여 경계(38)를 따른다(S02). 도 3a는, 도 4 내지 도 5c 및 도 7을 참조하여 후술하는, 내향 청소에 의해서 로봇 청소 장치(10)가 어떻게 외측 경계(38)를 이용하여 시작하는지를 도시한다. 도 3a의 경계(38)는 벽으로서 표시되어 있고 그에 따라 외측 경계(38)로서 간주될 수 있다.

다른 한편으로, 도 3b는 로봇 청소 장치(10)가 어떻게 표면(35) 내에 배열된 제1 물체(34')를 검출하고 제1 물체로 이동하는지(S01)를 도시한다. 전술한 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)는, 예를 들어 탁자 또는 캐비넷으로 표시된, 표면(35) 내에 배열된 제1 물체(34')를 검출하고 제1 물체를 향해서 이동한다(S01). 제1 물체(34')에 도달하자마자, 프로세싱 유닛(16)이 간격을 두고 경로 마커(36)를 연속적으로 등록하는(S03) 동안, 로봇 청소 장치(10)는 연부(38')를 따르기(S02) 시작한다. 그에 따라, 로봇 청소 장치(10)는 도 3b에서 외향 청소를 실시한다. 이는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 더 설명될 것이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)가 연부(38') 또는 경계(38)를 따르기 시작하였을 때, 로봇 청소 장치(10)는 경로 마커를 등록하는 것(S03)만을 시작하는 것이 바람직하다.

그에 따라, 본원에서 설명된 방법은 도 3a 및 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같은 내향 청소를 위해서 그리고 도 3b, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 외향 청소를 위해서 수행된다.

등록된(S03) 경로 마커들(36) 사이의 간격이 시간 간격 또는 거리 간격일 수 있다. 그에 따라, 경로 마커(36)가 예를 들어 1 내지 30초, 바람직하게 3 내지 20 초 그리고 더 바람직하게 5 내지 15초의 시간 간격으로 또는 예를 들어 1 내지 20cm, 바람직하게 5 내지 15cm 그리고 더 바람직하게 7 내지 13cm 범위의 거리 간격으로 드롭되거나(dropped) 등록될(S03) 수 있다.

대안적으로, 거리 간격이 로봇 청소 장치(10)의 가장 큰 치수의 1% 내지 100% 범위, 보다 바람직하게 로봇 청소 장치(10)의 가장 큰 치수의 20% 내지 50%일 수 있고, 그러한 가장 큰 치수는, 도시된 경우에, 직경 또는 폭(W)이나, 다른 경우에 로봇 청소 장치(10)의 길이 또는 폭일 수 있다.

도 3a 및 도 3b에서, 경로 마커(36)는 다소 먼 거리를 사이에 두고 도시되어 있고, 이는 대부분 설명 목적을 위한 것이다. 도 4 내지 도 7에서, 경로 마커(36)는 점선으로 도시되어 있고, 각각의 점은 경로 마커(36)를 나타낸다. 로봇 청소 장치(10)와 경로 마커들(36) 사이의 간격/거리 사이의 크기 관계가 단지 예시적인 것이고 절대적인 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.

도 4는, 이전에 등록된(S03) 경로 마커(36')와 만날 때까지, 로봇 청소 장치(10)가 경계(38)를 어떻게 따르는지(S02)를 도시한다. 로봇 청소 장치(10)가 이전에 등록된 경로 마커(36')와 만날 때, 로봇 청소 장치(10)는, 오프셋(D)을 가지고, 간격을 두고 경로 마커(36)를 계속 등록하면서(S03), 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하기(S04) 시작한다. 도 4에서 도시된 경우에, 로봇 청소 장치(10)는, 이전에 등록된 경로 마커(36')와 만날 때까지, 물체(34)의 경계(38)를 따라서 완전한 루프(42)를 실시한다.

다시, 전술한 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향에서 볼 때, 로봇 청소 장치는 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부로 또는 로봇 청소 장치(10)의 청소 개구부(18)로 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적할(S04) 수 있다. 이전에 등록된 경로 마커(36')는 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부 또는 청소 개구부(18)에서 자체적으로 등록되었을 수 있다.

부가적으로, 경로 마커(36, 36')가 청소 개구부(18) 또는 로봇 청소 장치(10)의 좌측 또는 우측 주변부에서 등록되는 경우에, 로봇 청소 장치(10)는 제1 물체(34, 34')의 경계(38, 38') 또는 제1 및 제2 물체(40)의 연부(38")를 따를 수 있고, 그에 따라 경로 마커(36)는, 경계(38, 38')로부터 멀리 위치된, 로봇 청소 장치(10)의 주변부 상에서 또는 로봇 청소 장치(10)의 청소 개구부(18) 상에서 등록된다.

측면 브러시(미도시)가 로봇 청소 장치(10) 상에, 예를 들어 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향에서 볼 때, 청소 개구부(18)의 우측 측면 상에 설치되는 경우에, 로봇 청소 장치의 이동 방향에서 볼 때 청소 개구부(18)의 좌측 측면 상에서 경로 마커(36)를 등록하면서(S03) 측면 브러시가 경계(38, 38') 또는 연부(40)를 따르도록, 로봇 청소 장치(10)가 제1 물체(34, 34') 또는 제2 물체(40)의 경계(38, 38') 또는 연부(40)를 항상 따르게(S02) 구성될 수 있다.

오프셋(D)은 바람직하게 로봇 청소 장치(10)의 개구부(18)의 폭(도 1 참조) 보다 작다. 이는 적절한 청소를 보장할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 측면 브러시 또는 2개의 측면 브러시가 이용되는 경우에, 오프셋(D)이 더 클 수 있다. 이어서, 오프셋(D)은 청소 개구부(18) 및 측면 브러시의 작용 범위 보다 작을 수 있다. 비록 도면에서 경계(38, 38')를 향한 거리가 오프셋(D)과 유사한 것으로 도시되어 있지만, 실제로는, 로봇 청소 장치(10)가 경계(38, 38')를 따를 때, 이러한 거리가 적어도 대략적으로 오프셋(D)의 절반에 상응한다는 것이 명확하다.

선택적으로, 로봇 청소 장치가 따르는 것(S02) 및 등록하는 것(S03)으로부터 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)으로 전환될 때, 경로 마커(36)가 등록되지 않는 작은 간극이 일반적으로 존재할 것이기 때문에, 프로세싱 유닛(16)은 도 4의 루프(42)를 인지하고(S07) 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 프로세싱 유닛(16)은 이러한 작은 간극을 폐쇄할 수 있고 루프(42)를 저장 매체(26)에 저장된 맵 그래프 내에서 폐쇄 루프로서 표시할 수 있다.

도 5a는, 로봇 청소 장치(10)가 이전에 배치된 경로 마커(36')를 추적하는(S04) 동안 제2 물체(40)와 어떻게 만날 수 있는지를 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)는 이전의 위치(11)에서 제2 물체(40)와 만났다. 로봇 청소 장치(10)가 제2 물체(40)를 검출하고 식별하자 마자, 로봇 청소 장치(10)는 따르는 것(S06)/따르는 모드로 전환되고(S05) 연부(38")를 따라서 제2 물체(40)를 따른다(S06). 로봇 청소 장치(10)가 제2 물체(40)를 통과할 수 없을 때 그에 따라 제2 물체 주위로 항행하기 위해서 방향을 변화시킬 필요가 있을 때, 로봇 청소 장치(10)는 경계(38, 38') 또는 연부(38")를 따르는 것(S06)으로 단지 전환될(S05) 수 있다. 다시 말해서, 로봇 청소 장치(10)가 제2 물체(40)를 향해서 그에 따라 기본적으로 제2 물체(40) 내로 직접적으로 구동될 때, 로봇 청소 장치(10)는 단지 전환할(S05) 수 있다.

도 5a는 제2 물체(40)의 연부 부분(44) 및 연부 부분(44)에 가장 근접하게 배열된 일련의 이전에 등록된 경로 마커(36')에 수직으로 측정된 바에 따른 거리(R)를 추가적으로 도시한다. 거리(R)는, 도 5b 및 5c를 참조하여 설명된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)의 미래 판정(future decision)을 결정할 수 있다.

로봇 청소 장치(10)가 현재 위치(P)에 도달할 때, 도 5a에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치는 이전에 등록된 경로 마커(36')와 다시 만날 것이고 이어서 2가지 진행 가능성을 갖는다. 2개의 가능성이 도 5b 및 도 5c에서 각각 도시되어 있다.

도 5b는, 제2 물체(40)가 완전히 일주되었다는 것을 프로세싱 유닛(16)이 검출할 때까지 이전에 등록된 경로 마커(36')와 만날 때 어떻게 로봇 청소 장치(10)가 제2 물체(40)의 연부(38")를 계속 따를 것(S06)인지를 도시한다. 제2 물체를 완전히 일주하였다는 것을 프로세싱 유닛(16)이 검출할 때, 로봇 청소 장치(10)는, 오프셋(D)을 가지고, 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)으로 다시 전환된다. 도 5b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 물체 주위의 그러한 완전한 일주는 특정 영역의, 도시된 경우에 제2 물체(40)의 하부 연부 부분(44)에 가까운 영역의 이중 청소를 유도할 수 있다. 제2 물체(40)를 완전히 일주하는 것은, 제2 물체(40)의 정확한 형상 및 위치/범위와 관련한 정보를 로봇 청소 장치(10)에 제공할 수 있다.

여전히 도 5b를 참조하면, 거리(R)가 오프셋(D)의 절반 보다 크다는 것이 검출되는 경우에, 로봇 청소 장치(10)는 제2 물체(40)를 완전히 일주한 것으로 판정할 수 있다. 이는, 예를 들어, 맵 그래프를 연속적으로 분석함으로써 프로세싱 유닛(16)에 의해서 검출될 수 있다. 거리(R)가 오프셋(D)의 절반 보다 클 때, 하부 연부 부분(44)에 근접한 영역은 완전히 청소된 것이 아니고, 그에 따라 로봇 청소 장치(10)는 이러한 영역을 청소하기 위해서 제2 물체(44)를 완전히 일주하도록 결정할 수 있다.

다른 한편으로, 거리(R)가 오프셋(D)의 절반 보다 작거나 대략적으로 동일하다는 것을 프로세싱 유닛(16)이 검출한 경우에, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 장애물(44)의 연부(38")를 따를 때 이전에 배치된 경로 마커(36')와 만나자 마자, 로봇 청소 장치(10)는 이전에 배치된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)으로 다시 전환될 수 있다. 도 5c에서, 로봇 청소 장치(10)가 위치(S)에 도달할 때, 이전에 등록된 경로 마커(36')와 만난다. 그에 따라, 위치(S)에서, 로봇 청소 장치(10)는 따르는 것(S06)으로부터 이전에 등록된 경로 마커를 추적하는 것(S04)으로 다시 전환될 수 있다.

이제, 2개의 루프(42', 42")를 형성하기 위해서 루프(42)를 폐쇄하고 분할하는 것에 의해서 루프(42)를 단순화하는(S08) 단계를 도시한 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 이하에서 설명되는 특정 조건이 적용되는 경우에, 루프(42)가 단지 폐쇄되고 분할될 것이다(S08a). 루프(42)를 단순화하는 것(S08)이, 전술한 바와 같은, 외향 청소 예에 의해서 설명된다. 도 6a 및 도 6b 사이의 화살표는 단순화(S08) 단계를 개략적으로 도시한다.

도 6a는, 청소하고자 하는 표면(35) 내에 배열된 제2 물체(34')의 경계(38')를 따르는 것(S02)을 시작하는 것 그리고 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)에 의해서 외향 청소를 실시하는 것에 의해서, 어떻게 로봇 청소 장치(10)가 표면(35)을 청소하는지를 도시한다. 파선 위치(11)는 다시, 도시된 경우에 청소의 시작 지점이었던, 로봇 청소 장치(10)의 이전의 위치(11)를 다시 나타낸다. 제2 물체(34')를 따르는 것(S02)으로부터, 로봇 청소 장치(10)가 외측의 제1 물체(34)의 경계(38) 벽을 따르는 것(S06)으로 전환되는(S05) 경계(38) 형태의 외측의 제1 물체(34)와 만날 때까지 로봇 청소 장치(10)가 외향으로 이동되었다.

그에 따라, 도 6a는, 청소하고자 하는 표면(35) 내에 배열된 물체(34', 40)로 로봇 청소 장치(10)가 시작될 수 있다는 것을 도시한다. 그에 따라, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 로봇 청소 장치(10)가 예를 들어 제2 물체(34', 40)에서 청소를 시작할 때, 방법은 양호하게 수행된다.

도 6b는 어떻게 루프(42)가, 복수의 지역(46', 46")을 형성하는 복수의 루프(42', 42")로 폐쇄되고 분할될(S08a) 수 있는지를 도시한다. 청소를 단순화(S08)하기 위해서, 프로세싱 유닛(16)은 현재의 폐쇄 루프(42)를 제1 및 제2 루프(42', 42")로 폐쇄하고 분할한다(S08a). 이는, 예를 들어, 로봇 청소 장치(10)가 그 현재 위치(P)에 도달하였을 때 이루어질 수 있다. 단순화는 도 6b에 표시된 위치에서 가교 시퀀스(bridge sequence)(48)를 부가하는 것을 포함한다. 이러한 가교 시퀀스(48)는, 청소하고자 하는 제1 지역(46') 및 제2 지역(46") 각각을 로봇 청소 장치(10)가 청소할 때, 로봇 청소 장치(10)에 의해서 추적될(S04) 수 있는 가상으로 부가된 경로 마커(36)를 포함할 수 있다.

가교 시퀀스(48)는 오프셋(D) 보다 짧은 길이(L1, L2)를 가질 수 있는데, 이는, 그렇지 않은 경우에, 가교 시퀀스(48)가 부가되는 곳에서 물체(34, 34', 40) 또는 장애물이 없다는 가정을 가교 시퀀스(48)가 기초로 할 것이기 때문이다. 그에 따라, 가정을 하지 않는다. 가교 시퀀스(48)는, 이러한 가교 시퀀스(48)가 부가되는 곳에 물체 또는 장애물이 없다는 인지를 기초로 한다.

도 6b에 도시된 거리(R1, R2)는, 복수의 등록된 경로 마커(36, 36')를 각각 포함하는 2개의 이웃하는 시퀀스 섹션들 사이에서 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향(A)에 수직인 방향으로 측정된다. 거리(R1, R2)는 오프셋(D) 보다 짧아야 하며, 그렇지 않은 경우에, 전술한 바와 같이, 프로세싱 유닛(16)은 가교 시퀀스(48)를 부가하지 않을 것이다.

설명된, 루프를 폐쇄 및 분할하는 것(S08a)이, 예를 들어 또한 도 5c에 도시된 맵 그래프에서와 같은 많은 상황에서 적용될 수 있다. 현재 루프(42)를 단순화하기 위해서, 현재 시퀀스 섹션과 이웃하는 시퀀스 섹션 사이의 결정된 거리(R, R1, R2)가 오프셋(D) 보다 짧은 경우에, 가교 시퀀스(48')가 예를 들어 도 5c에서 위치(B)에 부가될 수 있다.

로봇 청소 장치(10)가 제1 지역(46')으로 작업되었을 때, 제2 지역(46")은 제2 루프(42")의 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)에 의해서 청소될 것이다.

도 7은, 예를 들어, 도어 개방에 의해서 상호 연결되는 2개의 방으로 이루어진 다른 청소하고자 하는 표면(35')을 도시한다. 도 7에서, 로봇 청소 장치(10)는 청소하고자 하는 제1 지역(46')을 이미 청소하였고, 루프(42)가 2개의 루프(42', 42")로 단순화되도록 2개의 가교 시퀀스(48)를 부가하는 것에 의해서 루프(42)가 단순화되었다. 시작 위치(11)는, 규칙적인 간격으로 경로 마커(36)를 등록하면서(S03) 물체(34)의 경계(38)를 따르는 것(S02)에 의해서 로봇 청소 장치(10)가 그 청소를 시작한 것을 도시한다. 로봇 청소 장치(10)가 그 현재 위치(P)에 도달할 때, 이전에 등록된 경로 마커(36') 중 임의의 것에 대해서 오프셋(D)을 구축하는 것으로 더 이상 임의의 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적할(S04) 수 없다는 것을 검출할 것이고, 그에 따라 제1 지역(46')이 전체적으로 청소되었다는 것을 등록할 것이다.

이어서, 로봇 청소 장치(10)는 청소하고자 하는 제2 지역(46")으로 이동될(S09) 것이고 제2 루프(42")의 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 것(S04)에 의해서 이러한 제2 지역(46")을 마무리할 것이다.

도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 물체(34, 34')의 모서리(50)에서 청소를 시작하는 것이 유리할 수 있는데, 이는 이러한 것이 맵 그래프를 단순화하고 그에 따라 루프(42', 42")의 형상을 단순화하기 때문이다.

도 8은 본 발명에 따른 방법 단계를 흐름도로 도시한다. 이전에 등록된 경로 마커(36') 또는 제2, 제3, 제4, 등의 물체(40)와 만날 때마다 또는 루프(42)가 단순화될 필요가 있는 경우에, 단계(S02 내지 S08)가 반복될 수 있다.

비록 여러 가지 예에 의해서 본 발명을 이제까지 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구체적인 예로 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 방법은 다기능적이고 범용적이며, 단순하거나 매우 복잡한 배치를 가지는 청소하고자 하는 많은 잠재적인 표면에 적용될 수 있다.

또한, 전술한 설명에서, 경로 마커(36, 36')는, 청소가 완료될 때까지, 경계(38, 38')를 따르는 것(S02)의 시작으로부터 연속적으로 등록된다(S03).

부가적으로, 도면에 도시하지는 않았지만, 로봇 청소 장치(10) 및 프로세싱 유닛(16) 각각은, 청소하고자 하는 표면(35)이 너무 큰 경우에 그러한 표면(35)을 둘 이상의 표면으로 분할하는 것을 결정할 수 있다. 그러한 경우에, 로봇 청소 장치(10)는, 큰 표면의 루프를 폐쇄하기 위해서 그리고 해당 경계 가교 시퀀스를 따라서 장애물이 없도록 보장하기 위해서, 2개의 표면들 사이의 경계선 또는 경계 가교 시퀀스를 따르도록 구성될 수 있다. 경계 가교 시퀀스가 오프셋(D) 보다 더 길 수 있고, 그에 따라 경계 가교 시퀀스를 따라서 물체가 배열되지 않았다는 가정이 이루어질 수 있는지의 여부를 확인할 필요가 있다. 그에 따라, 큰 표면을 이렇게 분할하는 것이 또한 단순화 단계의 일부 일 수 있다.

몇몇 실시예를 참조하여 본 발명을 대부분 설명하였다. 그러나, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 첨부된 특허 청구범위에 의해서 규정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서, 전술한 실시예 이외의 실시예가 마찬가지로 가능하다.

Claims

로봇 청소 장치(10)에 의해서 실시되는, 청소하고자 하는 표면(35, 35') 위에서 로봇 청소 장치(10)를 동작시키는 방법으로서:
위치 정보를 포함하는 경로 마커(36)를 표면 상에서 간격을 두고 등록하면서(S03) 제1 물체(34, 34')의 경계(38, 38')를 따르는 단계(S02);
하나 이상의 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 오프셋(D)을 가지고 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는 단계(S04); 및
제2 물체의 검출시에 상기 이전에 등록된 경로 마커를 추적하는 단계로부터 제2 물체(40)의 연부(38")를 따르는 단계(S06)로 전환하는 단계(S05)를 포함하는, 방법.
상기 로봇 청소 장치는, 이전에 등록된 경로 마커(36')와 다시 만날 때까지, 상기 제2 물체(40)의 연부(38")를 따르는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 로봇 청소 장치는, 상기 제2 물체를 일주할 때까지, 상기 제2 물체(40)의 연부(38")를 따르는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이전에 등록된 경로 마커(36') 중 하나 이상과 만날 때, 청소하고자 하는 지역을 형성하는 루프(42)를 인지하는(S07) 단계를 포함하고, 상기 루프는 복수의 이전에 등록된 경로 마커를 포함하는, 방법.
제4항에 있어서,
효율적인 청소 패턴을 생성하기 위해서 상기 루프(42)를 단순화하는(S08) 단계를 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 단순화하는 단계는, 상기 로봇 청소 장치가 지역을 하나씩 청소할 수 있도록, 청소하고자 하는 복수의 지역(46', 46")을 형성하는 복수의 루프(42', 42")로 상기 루프(42)를 폐쇄 및/또는 분할하는(S08a) 단계를 포함하는, 방법.
제6항에 있어서,
상기 로봇 청소 장치가, 상기 이전에 등록된 경로 마커(36') 중 임의의 것에 대한 오프셋(D)을 구축할 수 없는 상태에서, 임의 방향으로 이동되는 경우에 이전에 등록된 경로 마커와 만날 때, 상기 복수의 지역의 제1 지역(46')이 청소된 것으로 간주되는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 복수의 지역의 상기 제1 지역(46')으로부터 청소하고자 하는 제2 지역(46")으로 이동하고(S09) 상기 청소하고자 하는 제2 지역을 형성하는 루프(42")의 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는(S04) 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇 청소 장치의 이동 방향에서 볼 때, 상기 경로 마커(36)가 상기 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부에서 또는 상기 로봇 청소 장치의 청소 개구부(18)에서 등록되는, 방법.
제9항에 있어서,
상기 로봇 청소 장치의 이동 방향에서 볼 때, 상기 로봇 청소 장치는 상기 로봇 청소 장치의 좌측 또는 우측 주변부로 또는 상기 로봇 청소 장치의 청소 개구부(18)로 상기 좌측 또는 우측의 이전에 등록된 경로 마커(36')를 추적하는(S04), 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 경로 마커가, 상기 경계(38, 38') 또는 상기 연부(38")로부터 멀리 위치된, 상기 로봇 청소 장치의 주변부 상에서 또는 상기 로봇 청소 장치의 청소 개구부(18) 상에서 등록되도록, 상기 로봇 청소 장치가 상기 제1 물체(34, 34')의 경계(38, 38') 또는 상기 제2 물체(34, 34', 40)의 연부(38")를 따르는(S02, S06), 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경로 마커(36, 36')를 등록하는(S03) 것은, 상기 제1 물체의 모서리가 검출될 때, 시작되는, 방법.
본체(11);
상기 로봇 청소 장치를 이동시키도록 배열된 추진 시스템(12, 13, 15a, 15b);
상기 본체(11)에 연결되고 상기 로봇 청소 장치가 물체와 접촉하는지의 여부를 검출하도록 배열되는 접촉 검출 부분(32);
상기 추진 시스템에 동작적으로 연결된 추측 항법 센서(30, 30');
상기 추진 시스템을 제어하도록 배열된 프로세싱 유닛(16)을 포함하고;
상기 프로세싱 유닛(16)은 상기 추측 항법 센서에 연결되고 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하도록 구성되는, 로봇 청소 장치(10).
컴퓨터-실행 가능 명령어가 로봇 청소 장치(10) 내에 포함된 프로세싱 유닛(16) 상에서 실행될 때, 로봇 청소 장치(10)로 하여금 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에서 인용된 단계를 실시하게 하기 위한 컴퓨터-실행 가능 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(25).
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(26)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(26)에 제14항에 따른 컴퓨터 프로그램(25)이 내장된, 컴퓨터 프로그램 제품.