KR20170133620A

KR20170133620A - 청소 로봇 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20170133620A
Application number: KR1020160064582A
Authority: KR
Inventors: 이병인; 김신; 김병찬; 오우람; 정경한; 임원규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2017-12-06
Also published as: US11324373B2; EP3446608A4; EP3446608B1; KR102506421B1; US20210219803A1; WO2017204517A1; EP3446608A1

Abstract

개시된 실시예는 청소장치가 주행장치에서 분리되면, 주행장치가 청소장치를따라 이동하는 청소로봇 및 그 제어방법을 제공한다. 개시된 실시예는 또한, 청소장치가 주행장치에서 분리되면 청소장치가 분리된 위치를 저장하고, 청소장치가 주행장치에 장착되면 저장된 위치로 이동하는 주행장치를 포함하는 청소로봇 및 그 제어방법을 제공한다. 일 실시예에 따른 청소로봇은 청소장치가 탈착 가능하도록 마련된 장착홈을 포함하는 주행장치; 및 상기 장착홈에 탈착 가능하도록 마련되는 청소장치;를 포함하고, 상기 주행장치는 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 저장된 위치로 이동한다.

Description

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

개시된 발명은 청소 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

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

청소공간을 주행하면서 청소하는 청소로봇의 장점에 소형 무선 청소기의 장점을 결합하고자 하는 시도가 있다.

개시된 실시예는 청소장치가 주행장치에서 분리되면, 주행장치가 청소장치를따라 이동하는 청소로봇 및 그 제어방법을 제공한다.

개시된 실시예는 또한, 청소장치가 주행장치에서 분리되면 청소장치가 분리된 위치를 저장하고, 청소장치가 주행장치에 장착되면 저장된 위치로 이동하는 주행장치를 포함하는 청소로봇 및 그 제어방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 청소로봇은 청소장치가 탈착 가능하도록 마련된 장착홈을 포함하는 주행장치; 및 상기 장착홈에 탈착 가능하도록 마련되는 청소장치;를 포함하고, 상기 주행장치는 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 저장된 위치로 이동한다.

또한, 상기 주행장치는, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 청소장치의 위치를 감지하고, 상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면 상기 청소장치를 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 주행장치는 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여 수행 중이었던 청소를 이어서 수행할 수 있다.

또한, 상기 주행장치는, 상기 장착홈에서 분리된 청소장치로부터 호출신호가 송신되면, 상기 호출신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치로 이동할 수 있다.

또한, 상기 청소장치는, 상기 주행장치를 청소장치의 위치로 호출하기 위한 호출명령을 입력받도록 마련된 입력부를 포함하고, 상기 입력부를 통해 상기 호출명령이 입력되면 상기 주행장치로 호출신호를 송신할 수 있다.

또한, 상기 청소로봇의 충전 중 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 경우, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치는 충전을 위한 위치로 이동하여 다시 충전을 수행할 수 있다.

또한, 상기 주행장치는, 상기 청소장치가 분리된 후에도 상기 주행장치가 주행할 수 있도록 전력을 공급하는 주행장치 배터리; 상기 청소장치가 분리되면 상기 청소장치로부터 출력된 위치신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치를 감지하도록 마련된 위치 감지부; 및 상기 위치 감지부의 감지결과에 기초하여 상기 주행장치의 이동을 제어하는 주행장치 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치를 상기 저장된 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 위치 감지부의 감지결과에 기초하여 상기 청소장치의 위치를 결정하고, 상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면 상기 주행장치를 상기 청소장치를 따라 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여, 수행 중이었던 청소가 이어서 수행되도록 상기 청소로봇을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 장착홈에서 분리된 청소장치로부터 출력된 호출신호를 상기 위치 감지부에서 수신하면, 상기 수신된 호출신호에 기초하여 상기 주행장치를 상기 청소장치의 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 청소로봇의 충전 중 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 경우, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 다시 충전이 수행되도록 상기 주행장치를 충전을 위한 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 청소장치는, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 청소장치의 위치를 알리는 위치신호를 송신하는 위치신호 송신부; 및 상기 청소장치의 청소 기능 수행을 위한 전력을 공급하는 배터리;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 청소장치는 상기 청소로봇의 주행 및 청소를 위한 전력을 공급하는 메인 배터리를 포함하고, 상기 주행장치는 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 후에도 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 청소 데이터를 저장하는데 필요한 전력을 공급하는 보조 배터리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 주행장치는, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착된 상태에서 상기 메인 배터리로부터 공급되는 전압을 상기 보조 배터리의 충전을 위한 전압으로 조절하는 전압조절부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보조 배터리는 상기 청소로봇의 충전 중에는 충전전원으로부터 공급되어 상기 메인 배터리와 상기 전압조절부를 거쳐 조절된 전압으로 충전되고, 상기 청소로봇이 상기 충전전원과 연결되어 있지 않은 경우에는 상기 메인 베터리로부터 공급되어 상기 전압조절부를 거쳐 조절된 전압으로 충전되도록 마련될 수 있다.

일 실시예에 따른 청소로봇의 제어방법은 주행장치와 상기 주행장치의 장착홈에 탈착 가능하도록 마련되는 청소장치를 포함하는 청소로봇에 있어서, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고; 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치의 위치를 결정하고; 상기 주행장치가 상기 저장된 위치에 있지 않으면, 상기 주행장치를 상기 저장된 위치로 이동시키는 것;을 포함한다.

또한, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 주행장치에서 상기 청소장치의 위치를 감지하고; 상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면, 상기 주행장치를 상기 청소장치를 따라 이동시키는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 청소장치의 위치를 감지하는 것은, 상기 청소장치의 위치신호 송신부에서 상기 청소장치의 위치를 알리는 신호를 송신하고; 상기 주행장치의 위치 감지부에서 상기 위치신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치를 감지하는 것;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하는 것은, 상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하는 것;을 포함하고, 상기 주행장치가 상기 저장된 위치로 이동하면, 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여 수행 중이었던 청소를 이어서 수행하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하는 것은, 상기 청소로봇의 충전 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소로봇의 충전 위치를 저장하는 것;을 포함하고, 상기 주행장치가 상기 충전 위치로 이동하면, 상기 청소로봇의 충전을 수행하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 장착홈으로부터 분리된 청소장치에서 상기 주행장치로 호출신호를 출력하고; 상기 주행장치에서 상기 호출신호를 수신하면, 상기 주행장치를 상기 청소장치의 위치로 이동시키는 것;을 더 포함할 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, 청소장치가 분리되면 주행장치가 청소장치를 따라이동하므로, 청소장치를 주행장치에 장착시키기 위해 주행장치로 이동해야 하는 불편이 해소될 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, 청소장치가 장착되면 청소장치가 분리되었을 때 중단되었던 작업이 이어서 수행되므로 사용자가 중단된 작업을 이어서 수행하기 위해 작업과 관련된 정보를 기억하는 불편이 해소될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 청소장치가 주행장치에 장착된 상태의 청소 로봇의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 청소 로봇의 청소장치가 주행장치로부터 분리된 상태를 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 청소로봇의 하면을 도시한다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 청소 로봇의 제어 구성을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 청소로봇의 충전 중 청소장치와 주행장치의 배터리가 충전되는 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 청소로봇의 청소장치가 분리된 경우 주행장치의 배터리에서 전력이 공급되는 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 청소로봇의 주행장치에 청소장치가 장착된 경우 주행장치의 배터리가 충전되는 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 청소로봇의 청소장치가 주행장치를 호출하는 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 청소로봇의 주행장치가 청소장치를 따라 이동하는 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 청소로봇의 청소장치가 주행장치에 장착된 경우 주행장치가 이동하는 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 청소로봇의 충전 중 청소장치가 분리된 경우 주행장치가 이동하는 예를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 청소로봇의 청소장치가 주행장치에 장착된 경우 주행장치가 이동하는 예를 도시한다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 청소로봇의 제어방법을 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예가 구체적으로 설명된다. 도 1은 일 실시예에 따른 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태의 청소 로봇의 외관을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 청소 로봇의 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리된 상태를 도시한다. 도 3은 일실시예에 따른 청소로봇의 하면을 도시하고, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 청소 로봇의 제어 구성을 도시한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 청소 로봇(100)은 주행장치(10)와 주행장치(10)에 탈착 가능하도록 마련된 청소장치(101)를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 장착될 수 있도록 청소장치(101)의 크기와 형상에 대응되는 형태로 마련된 장착홈(e)을 포함한다. 도 1은 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 것처럼 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서, 사용자는 청소장치(101)의 손잡이를 잡고, 도 2에 도시된 것처럼 청소장치(101)를 장착홈(e)에서 빼내기 위한 방향(a)으로 힘을 가하여 청소장치(101)를 주행장치(10)로부터 분리시킬 수 있다. 미리 정해진 크기 이상의 힘이 미리 정해진 방향으로 인가되지 않으면 청소장치(101)가 장착홈(e)으로부터 분리되지 않도록 청소장치(101)와 장착홈(e)에는 고정부재가 마련될 수 있다. 또한, 장착홈과 청소장치에는 주행장치와 청소장치를 전기적으로 연결시켜주는 연결단자가 마련될 수 있다. 장착홈과 맞닿는 청소장치의 적어도 한 면에 연결단자가 마련될 수 있고, 장착홈의 적어도 한 면 중 청소장치의 연결단자와 맞닿는 위치에 연결단자가 마련될 수 있다. 청소장치가 장착홈에 장착되면 청소장치의 장착홈의 연결단자는 접촉하도록 마련된다. 연결단자는 도전성이 있는 재료로 형성될 수 있다.

한편, 청소장치(101)는 먼지 등을 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 구성을 포함한다. 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 경우, 청소장치(101)는 청소를 위한 흡입력을 제공하여 청소로봇(100)이 청소영역을 주행하면서 청소할 수 있도록 한다. 청소장치(101)가 주행장치(10)에서 분리되면, 청소장치(101)는 그 자체로 무선 청소기의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 사용자는 청소장치(101)를 주행장치(10)로부터 분리시키고 청소장치(101)를 가동시켜 원하는 영역의 청소를 수행할 수도 있다.

주행장치(10)는 청소로봇(100)을 주행시키기 위한 구성을 포함한다. 즉, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서 주행장치(10)는 청소로봇(100)을 이동시켜 청소로봇(100)이 청소영역을 이동하면서 청소할 수 있도록 한다. 또한, 청소장치(101)가 주행장치(10)에서 분리된 경우, 주행장치(10)는 청소장치(101)의 위치를 감지하여 청소장치(101)를 따라 이동할 수 있고, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 다시 장착되면, 청소장치(101)가 분리된 시점의 위치로 이동하여 기존에 수행 중이던 작업이 이어질 수 있도록 한다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술된다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 청소로봇(100)의 청소장치(101)와 주행장치(10)의 구체적인 구성이 설명된다.도 4를 참조하면, 주행장치(10)는 사용자와 상호 작용하는 유저 인터페이스(120), 청소 로봇(100)의 움직임과 관련된 정보를 검출하는 움직임 감지부(130), 청소 공간의 장애물을 감지하는 장애물 검출부(140), 청소 로봇(100)의 주변 영상을 획득하는 영상 획득부(150), 청소장치(101)가 분리된 경우 청소장치(101)의 위치를 감지할 수 있는 위치 감지부(146), 청소 로봇(100)을 이동시키는 주행부(160), 청소장치(101)의 청소를 보조하는 청소부(170), 청소 로봇(100)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 저장부(180), 청소로봇(100)의 주행을 위한 전력을 제공하는 주행장치 배터리(194), 외부 장치와 통신하는 통신부(190) 및 청소 로봇(100)의 동작을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면 청소장치(101)는, 청소장치(101)가 분리되면 청소장치(101)의 위치를 알리는 위치신호(s)를 송신하는 위치신호 송신부(102), 청소부(170)에 의해 비산된 먼지를 흡입하는 먼지 흡입 팬(104), 먼지 흡입 팬을 회전시키는 먼지 흡입 모터(103), 먼지 흡입 모터의 구동을 위한 전력을 공급하는 청소장치 배터리(105)를 포함할 수 있다.

유저 인터페이스(120)는 청소 로봇(100)의 주행장치(10)의 일면, 특히 상면에 마련될 수 있으며, 사용자로부터 제어 명령을 입력받는 복수의 입력 버튼과 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스는 주행장치(10) 뿐만 아니라, 청소장치(101)에도 마련될 수 있다. 청소장치(101)에 유저 인터페이스가 마련될 경우, 유저 인터페이스는 주행장치(10)와 마찬가지로 상면에 마련될 수 있고, 청소 수행을 위한 제어명령을 입력받는 복수의 입력버튼과 청소장치(101)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 주행장치(10)와 청소장치(101)에 모두 유저 인터페이스가 마련되면, 청소장치(101)의 유저 인터페이스는 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리될 경우, 동작하도록 구현될 수 있다. 즉, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서는, 주행장치(10)의 유저 인터페이스가 동작하고, 청소장치(101)의 유저 인터페이스는 청소장치(101)가 주행장치(10)에서 분리될 경우에 동작할 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서도 청소장치(101)의 유저 인터페이스가 동작하도록 구현될 수도 있다. 이하, 주행장치(10)의 유저 인터페이스를 일 예로 들어 보다 구체적으로 설명한다.

복수의 입력 버튼(121)은 청소 로봇(100)을 온 또는 오프시키는 전원 버튼, 청소 로봇(100)을 동작시키거나 정지시키는 동작 버튼, 청소 로봇(100)을 충전기(CS)으로 복귀시키는 복귀 버튼 등을 포함할 수 있다.

이와 같은 복수의 입력 버튼(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) 등을 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, 충전기(cs)로의 복귀 여부 등을 표시할 수 있다.

이와 같은 디스플레이(123)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)와 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 또는 액정 디스플레이(Liquid Cystal Display) 등을 채용할 수 있다.

또한, 디스플레이(123)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받고, 입력받은 제어 명령에 대응하는 동작 정보를 표시하는 터치 스크린 패널(Touch SCeen Panel: TSP)을 채용할 수도 있다.

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.

터치 스크린 컨트롤러는 터치 패널을 통하여 검출하는 사용자의 터치 좌표와 디스플레이를 통하여 표시하는 제어 명령의 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 제어 명령을 인식할 수 있다.

청소장치(101)의 유저 인터페이스는 청소장치(101)가 분리된 상태에서, 주행장치(10)를 청소장치(101)가 있는 위치로 호출하기 위한 호출명령이 입력될 수 있도록 마련된 호출버튼을 포함할 수 있다. 사용자가 상기 호출버튼을 누르는 등의 미리 정해진 조작명령에 따라 상기 호출버튼을 조작하면, 청소장치(101)는 호출신호(c)를 주행장치(10)로 출력한다. 호출신호(c)는 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)에서 출력될 수 있고, 주행장치(10)의 위치 감지부(146)에서 수신될 수 있다. 청소장치(101)가 주행장치(10)를 호출하는 구체적인 예는 후술된다.

움직임 감지부(130)는 청소 로봇(100)이 청소 공간을 주행하는 동안 청소 로봇(100)의 움직임을 감지할 수 있다.

구체적으로, 움직임 감지부(130)는 청소 로봇(100)이 선형 이동하는 동안 청소 로봇(100)의 가속도, 이동 속도, 이동 변위 및 이동 방향 등을 측정할 수 있다. 또한, 움직임 감지부(130)는 청소 로봇(100)이 회전 이동하는 동안 청소 로봇(100)의 회전 속도, 회전 변위 및 회전 반경 등을 측정할 수 있다.

이와 같은 움직임 감지부(130)는 자체적으로 청소 로봇(100)의 움직임을 감지하는 가속도 센서(131)와 자이로 센서(133), 아래에서 설명되는 주행 바퀴(163)의 회전을 감지하는 엔코더(135)와 홀 센서 모듈(137)를 포함할 수 있다.

가속도 센서(131)는 선형 이동을 감지할 수 있다. 예를 들어, 체적으로, 가속도 센서(131)는 뉴턴의 제2 운동 법칙(가속도의 법칙)을 이용하여 청소 로봇(100)의 선형 가속도, 선형 속도 및 선형 변위 등을 측정할 수 있다.

이러한, 가속도 센서(131)는 마이크로 기계, 마이크로 전자 및 반도체 공정 기술을 융합하여 소형화된 MEMS(MiCo Electro Mechanical System)형 센서를 채용할 수 있다.

자이로 센서(133)는 자이로 스코프 또는 각속도 센서라 불리며, 청소 로봇(100)의 회전 이동을 감지한다. 구체적으로, 자이로 센서(133)는 각운동량 보존 법칙, 사냑 효과, 코리올리 힘 등을 이용하여 검출 대상의 회전 각속도 및 회전 변위 등을 측정할 수 있다.

이러한, 자이로 센서(133) 역시 MEMS(MiCo Electro Mechanical System)형 센서를 채용할 수 있다. 예를 들어, MEMS형 자이로 센서 가운데 정전 용량 자이로 센서는 회전 속도에 비례하는 코리올리 힘에 의한 미세 기계 구조물의 변형을 정전용량 변화로 검출하고, 정전 용량의 변화로부터 회전 속도를 산출한다.

엔코더(135)는 광을 발신하는 발광 소자(미도시), 광을 수신하는 수광 소자(미도시), 발광 소자와 수광 소자 사이에 마련되는 회전 슬릿(미도시)과 고정 슬릿(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 회전 슬릿은 주행 바퀴(163)와 함께 회전하도록 마련되고, 고정 슬릿은 메인 바디(101)에 고정되어 마련될 수 있다.

회전 슬릿의 회전에 따라 발광 소자가 발신한 광이 회전 슬릿을 통과하여 수광 소자에 도달하거나, 회전 슬릿에 의하여 차단될 수 있다. 그 결과, 수광 소자는 회전 슬릿의 회전에 따라 수신된 광에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있다.

또한, 아래에서 설명되는 제어부(110)는 수광 소자가 출력한 전기적 신호를 기초로 주행 바퀴(163)의 회전 속도 및 회전 변위를 산출하고, 주행 바퀴(163)의 회전 속도 및 회전 변위를 기초로 청소 로봇(100)의 선형 이동 속도, 선형 이동 변위, 회전 이동 속도 및 회전 이동 변위 등을 산출할 수 있다.

홀 센서 모듈(137)은 자기장을 생성하는 영구 자석(미도시), 자기장을 검출하는 홀 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 영구 자석은 주행 바퀴(163)와 함께 회전하도록 마련되고, 홀 센서는 주행장치(10)에 고정되어 마련될 수 있다.

영구 자석의 회전에 따라 홀 센서는 영구 자석이 생성하는 자기장을 검출하거나 검출하지 못할 수 있다. 그 결과, 홀 센서는 영구 자석의 회전에 따라 검출된 자기장에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다.

또한, 아래에서 설명되는 제어부(110)는 홀 센서가 출력한 전기적 신호를 기초로 주행 바퀴(163)의 회전 속도 및 회전 변위를 산출하고, 주행 바퀴(163)의 회전 속도 및 회전 변위를 기초로 청소 로봇(100)의 선형 이동 속도, 선형 이동 변위, 회전 이동 속도 및 회전 이동 변위 등을 산출할 수 있다.

장애물 검출부(140)는 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물을 검출한다.

장애물은 청소 공간의 바닥으로부터 돌출되어 청소 로봇(100)의 이동을 방해하거나 청소 공간의 바닥으로부터 움푹 패여 청소 로봇(100)의 이동을 방해할 수 있는 모든 것을 의미한다. 이러한, 장애물은 테이블, 쇼파 등의 가구, 청소 공간을 구획하는 벽면 또는 청소 공간의 바닥보다 낮은 현관 등을 포함할 수 있다.

장애물 검출부(140)는 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 광을 발신하는 전방 광 발신 모듈(141), 전방 장애물로부터 반사된 광을 수신하는 전방 광 수신 모듈(143), 청소 로봇(100)의 측면을 향하여 광을 발신하고 측면 장애물로부터 반사되는 광을 수신하는 측면 광 센서 모듈(145)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 의한 청소 로봇(100)은 장애물을 감지하기 위하여 적외선 등의 광을 이용하나 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저, 초음파 또는 전파 등을 이용할 수도 있다.

전방 광 발신 모듈(141)은 광을 발신하는 광원과 발신된 광을 청소 바닥과 평행한 방향으로 확산시키는 광각 렌즈를 포함할 수 있다.

광원은 광을 청소 로봇(100)의 진행 방향으로 발신하는 엘이디(Light Emitting Diode: LED) 또는 레이저(Light Amplification by Simulated Emission of Radiation: LASER) 다이오드 등을 채용할 수 있다.

광각 렌즈는 광을 투과시킬 수 있는 재질로 구성될 수 있으며, 굴절 또는 전반사를 이용하여 광원으로부터 발산된 광을 청소 바닥과 평행한 방향으로 확산시킨다. 광각 렌즈로 인하여 전방 광 발신 모듈(141)로부터 발신된 광은 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 부채꼴 형태로 확산될 수 있다.(이하에서는 청소 바닥과 평행한 방향을 확산되어 부채꼴 형태를 갖는 광을 평면광이라 한다.)

이와 같이 전방 광 발신 모듈(141)은 청소 로봇(100)의 진행 방향을 향하여 평면광을 발신할 수 있다.

또한, 전방 광 발신 모듈(141)에 의하여 발신된 평면광이 도달하지 않는 부분이 최소가 되도록 장애물 검출부(140)는 복수의 전방 광 발신 모듈(141)을 포함할 수 있다.

전방 광 수신 모듈(143)은 장애물로부터 반사된 광을 집중시키는 반사 미러(미도시), 반사 미러에 의하여 반사된 광을 수신하는 영상 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

영상 센서는 반사 미러의 아래에 마련될 수 있으며, 반사 미러에 의하여 반사되어 진행 방향이 변경된 광을 수신한다. 다시 말해, 영상 센서는 장애물에 반사된 반사광에 의하여 반사 미러에 맺히는 2차원 영상을 획득할 수 있다.

여기서, 영상 센서는 광 센서가 2차원으로 배열된 2차원 영상 센서로 구성될 수 있다. 구체적으로, 영상 센서는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD(Charge coupled device) 센서를 채용할 수 있다.

이때 영상 센서는 전방 광 발신 모듈(141)의 광원이 발신하는 광과 같은 파장의 광을 수신할 수 있는 영상 센서를 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광원이 적외선 영역의 광을 발신하는 경우, 영상 센서 역시 적외선 영역의 영상을 획득할 수 있는 영상 센서를 채용하는 것이 바람직하다.

이처럼, 전방 광 수신 모듈(143)은 청소 로봇(100)의 진행 방향에 위치하는 장애물에서 반사되는 반사광에 의하여 생성된 장애물 영상을 획득할 수 있다.

또한, 전방 광 수신 모듈(143)은 전방 광 발신 모듈(141)과 다른 개수가 마련될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 전방 광 발신 모듈(141)은 광각 렌즈를 이용하여 광원으로부터 발신된 광을 다양한 방향으로 확산시키고, 전방 광 수신 모듈(143)은 반사 미러를 이용하여 다양한 방향으로부터의 광을 영상 센서로 집중시킬 수 있다. 따라서, 장애물 검출부(140)는 서로 다른 개수의 전방 광 발신 모듈(141)과 전방 광 수신 모듈(143)를 포함할 수 있다.

청소 로봇(100)의 진행 방향에 위치하는 장애물을 검출하는 장애물 검출부(140)는 청소 로봇(100)의 진행 방향으로 평면광을 생성하는 전방 광 발신 모듈(141)과 장애물로부터 반사된 광에 의하여 생성되는 영상을 획득하는 전방 광 수신 모듈(143)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 장애물 검출부(140)는 청소 로봇(100) 전방의 특정 방향을 향하여 직선 형태의 광을 발신하고, 장애물로부터 반사되는 반사광을 이용하여 장애물의 위치를 검출하는 광 센서 모듈을 포함할 수도 있다.

측면 광 센서 모듈(145)은 청소 로봇(100)의 좌측을 향하여 광을 발신하고 좌측의 장애물로부터 반사되는 광을 수신하는 좌측 광 센서 모듈 및 청소 로봇(100)의 우측을 향하여 광을 발신하고 우측의 장애물로부터 반사되는 광을 수신하는 우측 광 센서 모듈을 포함할 수 있다.

이와 같은 측면 광 센서 모듈(145)는 장애물의 검출 뿐만 아니라, 청소 로봇(100)의 주행에도 이용될 수 있다.

예를 들어, 청소 로봇(100)이 장애물과 일정한 거리를 유지하며 주행하는 외곽선 추종 주행의 경우, 측면 광 센서 모듈(145)은 청소 로봇(100)의 측면과 장애물 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 제어부(110)는 측면 광 센서 모듈(145)의 측정 결과를 기초로 청소 로봇(100)이 장애물과 일정한 거리를 유지하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다.

측면 광 센서 모듈(145)은 청소 로봇(100)의 전방에 위치하는 장애물을 감지하기 위한 전방 광 발신 모듈(141)과 전방 광 수신 모듈(143)을 보조하는 구성이며, 필요에 따라서 장애물 검출부(140)는 측면 광 센서 모듈(145)을 포함하지 않을 수 있다.

위치 감지부(146)는 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리된 경우, 청소장치(101)로부터 전송되는 위치신호(s)를 감지한다. 일 실시예에 의한 위치 감지부(146)는 적외선 등의 광을 수신하는 광 수신부(147)로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저, 초음파 또는 전파 등을 수신하는 장치로 구현될 수도 있다. 물론, 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102) 또한 적외선 등의 광을 송신하는 광 송신부로 구현될 수 있고, 레이저, 초음파 또는 전파 등을 송신하는 장치로 구현될 수도 있다. 주행장치(10)의 위치 감지부(146)는 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)에서 송신되는 신호의 종류에 대응하여 결정될 수 있다.

위치 감지부(146)는 주행장치(10)의 전방, 좌우 측장 및 후방에 미리 정해진 간격을 두고 복수개가 설치될 수 있다. 일 예에 따르면, 장애물 검출부와 위치 감지부(146)가 함께 설치될 수 있다. 또는 다른 예로, 위치 감지부(146)가 별도로 설치되지 않고 장애물 검출부가 청소장치(101)에서 송신되는 위치신호(s)를 감지하는 기능도 겸하도록 구현될 수도 있다.

위치 감지부(146)에서 청소장치(101)로부터 송신된 위치신호(s)를 수신하면, 제어부(110)는 수신된 위치신호(s)에 기초하여, 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리 및 청소장치(101)의 방향을 포함하는 청소장치(101)의 위치정보를 산출한다. 제어부(110)는 청소장치(101)가 이동할 경우, 실시간으로 청소장치(101)의 위치정보를 갱신하여, 주행장치(10)가 청소장치(101)를 따라 이동하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술된다.

영상 획득부(150)는 청소 로봇(100) 상방 즉 천장의 영상을 획득하는 상방 카메라 모듈(151)와 청소 로봇(100) 주행 방향의 영상을 획득하는 전방 카메라 모듈(153)를 포함할 수 있다.

상방 카메라 모듈(151)는 청소 로봇(100)의 상면에 마련되어 청소 로봇(100)의 상방(上方) 영상 즉 청소 공간의 천장의 영상을 획득하는 영상 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

전방 카메라 모듈(153)는 청소 로봇(100)의 전면에 마련되어 청소 로봇(100)의 주행 방향의 영상을 획득하는 영상 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 상방 카메라 모듈(151) 및 전방 카메라 모듈(153) 각각에 포함된 영산 센서는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD(Charge coupled device) 센서를 채용할 수 있다.

영상 획득부(150)는 상방 카메라 모듈(151) 및 전방 카메라 모듈(153)이 획득한 영상을 제어부(110)로 출력할 수 있다.

제어부(110)는 상방 카메라 모듈(151) 및 전방 카메라 모듈(153)이 획득한 영상을 기초로 청소 로봇(100)의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 상방 카메라 모듈(151) 및 전방 카메라 모듈(153)이 획득한 영상으로부터 특징점을 추출하고, 추출된 특징점의 위치 변화를 기초로 청소 로봇(100)의 이동 거리, 이동 방향 및 이동 속도 등을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 청소 로봇(100)의 이동 거리, 이동 방향 및 이동 속도 등을 기초로 청소 로봇(100)의 위치를 판단할 수 있다.

주행부(160)는 청소 로봇(100)을 이동시키며, 바퀴 구동 모터(161) 및 주행 바퀴(163)를 포함할 수 있다.

주행 바퀴(163)는 도 3에 도시된 것처럼 주행장치(10)의 하면의 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(미도시)와 우측 주행 바퀴(163b)를 회전시키는 우측 구동 모터(미도시)를 포함한다.

좌측 구동 모터와 우측 구동 모터는 각각 제어부(110)로부터 구동 제어 신호를 수신하여 독립적으로 동작할 수 있다.

이와 같이 독립적으로 동작하는 좌측 구동 모터와 우측 구동 모터에 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.

또한, 이외에도 주행부(160)는 제어부(110)의 제어 신호에 따라 바퀴 구동 모터(163)에 구동 전류를 공급하는 모터 구동 회로(미도시), 바퀴 구동 모터(161)의 회전력을 주행 바퀴(163)에 전달하는 동력 전달 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.

도 4에 도시된 실시예에 따르면, 주행장치(10)는 주행장치(10)의 주행에 필요한 전력을 공급하는 주행장치 배터리(194)를 포함할 수 있다. 그리고, 청소장치(101)는 먼지 흡입 모터를 구동하기 위한 전력을 공급하는 청소장치 배터리(105)를 포함할 수 있다. 청소장치 배터리(105)는 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성된 배터리 팩으로 구현될 수 있고, 먼지 흡입 모터의 사용전류를 고려하여 일정 수준 이상의 높은 전압의 전력을 공급하도록 마련될 수 있다. 마찬가지로, 주행장치 배터리(194) 또한 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성된 배터리 팩으로 구현될 수 있고, 바퀴 구동 모터의 사용전류를 고려하여 일정 수준 이상의 높은 전압의 전력을 공급하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 청소장치 배터리(105)와 주행장치 배터리(194)는 모두 3.6V의 배터리 셀 6개를 직렬로 연결한 21.6V의 배터리 팩으로 구현될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 주행장치(10)는 청소장치 배터리(105)가 공급할 수 있는 수준의 전력을 공급할 수 있도록 마련된 주행장치 배터리(194)를 포함하기 때문에, 청소장치(101)가 분리되어 청소장치 배터리(105)로부터 전력을 공급받을 수 없는 상황에서도 주행장치 배터리(194)로부터 청소장치 배터리(105)에 버금가는 전력을 공급받을 수 있다.

따라서, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 분리된 상태일지라도, 주행장치 배터리(194)로부터 전력을 공급받아 수행 중이던 작업과 관련된 데이터를 저장할 수 있고, 청소장치(101)의 위치를 감지하여 청소장치(101)를 따라 이동할 수 있다. 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 경우, 청소로봇(100)은 청소장치 배터리(105)나 주행장치 배터리(194) 중 어느 하나로부터 전력을 공급받아 청소를 수행할 수 있다.

한편, 도 5에는 도 4과 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 실시예에 따른 구성은 도 4에 도시된 실시예와 주행장치(10)의 배터리 구성이 다르다는 점을 제외하고는 동일하다. 도 5에 도시된 실시예에서 청소장치(101)의 배터리는 메인 배터리(105)로 명명하였으나, 도 4에 도시된 실시예의 청소장치 배터리(105)와 이름만 다를 뿐 동일하다.

도 5에 도시된 실시예에 따르면, 주행장치(10)는 보조 배터리(196)와 보조배터리로 공급되는 전력의 전압을 조절하는 전압 조절부, 예를 들면 전원회로(197)를 포함하는 배터리 모듈(195)을 포함한다. 주행장치(10)의 보조 배터리(196)는 도 4의 주행장치 배터리(194)보다 낮은 전압의 전력을 공급하도록 마련된다. 도 5에 도시된 실시예에서 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 경우, 청소장치(101)에 마련된 메인 배터리(105)가 청소로봇(100)의 청소에 필요한 전력을 공급한다. 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되어 주행장치(10)가 메인 배터리(105)로부터 전력을 공급받을 수 없게 되면, 보조 배터리(196)가 전력을 공급한다. 도 5에 도시된 실시예에서 보조 배터리(196)는 청소장치(101) 분리에 의한 전원상실로 인해 청소 히스토리를 포함하는 청소 데이터, 주행장치(10)의 위치, 충전기(cs)의 위치 등과 같은 수행 중이던 작업과 관련된 데이터가 손실되는 것을 방지하기 위해 마련된다. 따라서, 보조 배터리(196)는 전술한 목적에 적합하게 3~5V의 전압의 전력을 공급할 수 있도록 마련된다. 예를 들면, 보조 배터리(196)는 3.6V의 배터리 셀 하나로 구현될 수 있다. 청소장치(101)가 분리되면, 주행장치(10)의 제어부(110)는 보조 배터리(196)로부터 전력을 공급받아 수행 중이던 작업과 관련된 데이터들을 메모리나 저장부에 저장한다. 전술한 것처럼, 도 5의 보조 배터리(196)는 도 4의 주행장치 배터리(194)보다 낮은 전압의 전력을 공급하므로, 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면 주행장치(10)는 수행 중이던 작업과 관련된 데이터를 저장할 수는 있으나, 청소장치(101)를 따라 이동할 수는 없다. 청소장치(101)가 다시 주행장치(10)에 장착되면, 주행장치(10)는 메인 배터리(105)로부터 전력을 공급받을 수 있으므로, 제어부(110)는 청소장치(101), 청소부(170) 및 주행부(160) 등을 제어하여 중단된 청소를 이어서 수행할 수 있다. 청소장치(101)가 분리된 후 주행장치(10) 이동과 관련된 후술할 실시예들은 도 4의 실시예에 따른 청소로봇(100)에 적용될 수 있다.

배터리 모듈(195)의 전원회로(197)는 보조 배터리(196)의 충전 시 공급전원을 보조 배터리(196)에 적합한 전압으로 조절한다. 예를 들면, 전원회로(197)는 공급전압을 5V의 전압으로 조절하여 보조 배터리(196)로 공급한다. 도 6 내지 도 8을 참조하여, 도 5에 도시된 실시예에 따른 청소로봇(100)이 충전되는 예에 대해 구체적으로 설명한다. 도 6은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 충전 중 청소장치(101)와 주행장치(10)의 배터리가 충전되는 예를 도시하고, 도 7은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 청소장치(101)가 분리된 경우 주행장치(10)의 배터리에서 전력이 공급되는 예를 도시한다. 도 8은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 주행장치(10)에 청소장치(101)가 장착된 경우 주행장치(10)의 배터리가 충전되는 예를 도시한다.

도 6에 도시된 것처럼, 청소로봇(100)이 충전기(cs)에 장착되어 충전될 경우, 메인 배터리(105)는 충전기(cs)로부터 직접적으로 충전되는 반면, 보조 배터리(196)는 충전기(cs)로부터 직접적으로 충전되지 않고, 메인 배터리(105)로부터 공급되어 전원회로(197)를 거쳐 전압이 조절된 전력(P1)을 공급받는다. 전술한 것처럼, 보조 배터리(196)의 전압은 메인 배터리(105)의 전압보다 낮기 때문에 전원회로(197)에서 전압이 조절된 전력을 공급받는다. 충전 중에 제어부(110)는 전원회로(197)를 거쳐 전압이 조절된 전력(P1)을 공급받아 필요한 데이터를 저장하는 등의 작업을 수행할 수 있다.

도 7에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면, 주행장치(10)는 메인 배터리(105)로부터 전력을 공급받을 수 없다. 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면, 제어부(110)는 보조 배터리(196)로부터 전력을 공급받아, 청소장치(101)가 분리되면서 중단된 작업과 관련된 데이터를 저장한다. 예를 들어, 청소로봇(100)의 청소 중에 청소장치(101)가 분리된 경우, 제어부(110)는 보조 배터리(196)로부터 전력을 공급받아 청소 히스토리를 저장할 수 있다. 또한, 특정 위치에서 청소장치(101)가 분리된 경우, 제어부(110)는 보조 배터리(196)로부터 전력을 공급받아 해당 위치를 저장할 수 있다. 청소장치(101)가 다시 주행장치(10)에 장착되면, 제어부(110)는 저장된 청소 히스토리에 따라 중단된 청소를 이어서 수행할 수 있다. 또한, 청소장치(101)가 재장착된 시점의 위치가 저장된 특정 위치가 아닌 경우, 제어부(110)는 청소로봇(100)을 저장된 특정 위치로 다시 이동시킬 수 있다.

도 8에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면, 보조 배터리(196)는 메인 배터리(105)로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 다시 말해, 청소장치(101)가 분리되었다가 재장착되면, 보조 배터리(196)는 메인 배터리(105)로부터 공급되어 전원회로(197)를 거쳐 전압이 조절된 전력(P1)을 공급받아 충전될 수 있다. 즉, 보조 배터리(196)는 도 6에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서 청소로봇(100)이 충전기(cs)에 연결되어 충전되거나, 청소로봇(100)이 충전기(cs)에 연결되어 있지 않아도 도 8에 도시된 것처럼 메인 배터리(105)로부터 전력을 공급받아 충전될 수도 있다.

다시 도 4를 참조하여 청소로봇(100)의 나머지 구성이 설명된다.청소부(170)는 청소 영역의 바닥의 먼지를 비산시키는 드럼 브러시(173), 드럼 브러시(173)를 회전시키는 브러시 구동 모터(171)를 포함한다. 그리고, 청소장치(101)는 비산된 먼지를 흡입하는 먼지 흡입 팬(104), 먼지 흡입 팬(104)을 회전시키는 먼지 흡입 모터(175)를 포함한다.

드럼 브러시(173)는 주행장치(10)의 하면에 형성된 먼지 흡입구(172)에 마련되며, 주행장치(10)의 청소 바닥과 수평하게 마련된 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 바닥의 먼지를 먼지 흡입구(172)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.

도면에는 도시되지 않았으나, 청소부(170)는 제어부(110)의 제어 신호에 따라 브러시 구동 모터(171)에 구동 전류를 공급하는 모터 구동 회로(미도시), 브러시 구동 모터(171)의 회전력을 드럼 브러시(173)에 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 주행장치(10)는 청소장치(101)의 먼지 흡입을 도울 수 있는 전술한 드럼 브러쉬와 브러쉬 구동모터를 포함하고, 먼지 흡입을 위한 흡입력을 발생시키는 구성은 청소장치(101)에 마련된다.

청소장치(101)에 마련된 먼지 흡입 팬(177)은 드럼 브러시(173)에 의하여 비산된 먼지를 흡입한다.

먼지 흡입 모터(175)는 먼지 흡입 팬(177)과 인접한 위치에 마련되며, 제어부(110)의 제어 신호에 의하여 먼지 흡입 팬(177)을 회전시킨다.

도면에는 도시되지 않았으나, 청소장치(101)는 제어부(110)의 제어 신호에 따라 먼지 흡입 모터(175)에 구동 전류를 공급하는 모터 구동 회로(미도시), 먼지 흡입 모터(175)의 회전력을 먼지 흡입 팬(177)에 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 청소장치(101)는 주행장치(10)에 장착된 상태에서 주행장치(10)의 제어부(110)의 제어를 받아 흡입력을 발생시킬 수 있다. 또는, 도면에는 도시하지 않았으나 청소장치(101)도 제어부를 포함하여, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서도 청소장치(101)에 마련된 제어부의 제어 하에 흡입력을 발생시킬 수도 있다. 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면, 청소장치(101)는 청소장치(101)에 마련된 제어부의 제어 하에 흡입력을 발생시킨다. 청소장치의 제어부의 구성은 후술할 주행장치(10)의 제어부(110)와 동일하므로, 청소장치의 제어부에 대한 설명은 주행장치(10)의 제어부(110)의 설명으로 대체한다.

저장부(180)는 청소 로봇(100)을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터 및 사용자 입력에 따라 다양한 기능을 수행하는 다양한 어플리케이션 프로그램 및 어플리케이션 데이터를 저장할 수 있다.

예를 들어, 저장부(180)는 청소 로봇(100)에 포함된 구성 및 자원(소프트웨어 및 하드웨어)를 관리하는 OS (operating system) 프로그램, 장애물 검출부(140)가 획득한 반사광 영상을 처리하는 영상 처리 프로그램, 주행부(160)에 포함된 모터, 청소부(170)에 포함된 모터 및 청소장치(101)에 포함된 모터를 제어하는 모터 제어 프로그램 등을 저장할 수 있다.

또한, 저장부(180)는 아래에서 설명되는 메모리(115)의 보조 기억 장치로서 동작할 수 있다. 특히, 저장부(180)는 청소 로봇(100)의 최초 주행 전에 생성된 청소 공간의 지도를 나타내는 맵 데이터를 저장할 수 있다.

청소 공간의 지도는 청소 공간에 포함된 복수의 청소 영역 사이의 연결 관계를 포함하는 위상 지도(topological map), 청소 공간의 형상과 장애물들의 위치를 나타내는 측량 지도(metric map), 격자 지도(gird map) 또는 기하 지도(geometry map)를 포함할 수 있다.

이러한, 격자 지도와 위상 지도는 청소 로봇(100)이 청소 공간을 최초로 주행하기 전에 생성되어, 저장부(180)에 저장될 수 있다. 또한, 청소 공간을 주행하는 중에 청소 로봇(100)은 저장부(180)에 저장된 위상 지도와 격자 지도를 갱신할 수 있다.

이와 같은 저장부(180)는 전원이 차단되더라도 프로그램 또는 데이터가 손실되지 않는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장부(180)는 자기 디스크 드라이브(Hard disk drive) (181) 또는 반도체 소자 드라이브(solid state drive) (183) 등을 포함할 수 있다.

통신부(190)는 무선 통신을 중계하는 접속 중계기(Access Point, AP), 이동 통신이 가능한 사용자 단말기, 다른 가전 기기 등의 외부 장치와 데이터를 주고 받는다.

통신부(190)는 통신 규약에 따라 다양한 통신 모듈(191, 193)과 안테나(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(190)는 블루투스(bluetooth™) 통신모듈(191) 또는 근거리 통신망을 형성하거나 인터넷 등의 광역 통신망에 접속하기 위하여 이용되는 와이파이(Wi-Fi™) 통신모듈(193) 등을 포함할 수 있다.

청소 로봇(100)는 통신부(190)를 통하여 외부 장치로부터 맵 데이터를 수신하거나, 외부 장치에 맵 데이터를 전송할 수 있다.

제어부(110)는 청소 로봇(100)에 포함된 각 구성을 제어한다.

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)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(110)에는 입출력 인터페이스(117), 메모리(115), 그래픽 프로세서(113) 및 메인 프로세서(111) 사이의 데이터 송수신을 매개하는 데이터 버스(119)가 마련될 수 있다.

입출력 인터페이스(117)는 유저 인터페이스(120)가 수신한 사용자 명령, 움직임 감지부(130)가 감지한 청소 로봇(100)의 움직임 정보, 장애물 검출부(140)가 검출한 장애물 등을 수신하고, 이를 데이터 버스(119)를 통하여 메인 프로세서(111), 그래픽 프로세서(113), 메모리(115) 등으로 전송할 수 있다.

뿐만 아니라, 입출력 인터페이스(117)는 메인 프로세서(111)가 출력하는 각종 제어 신호를 유저 인터페이스(120), 주행부(160), 청소부(170) 또는 청소장치(101)에 전달할 수 있다.

메모리(115)는 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 유저 인터페이스(120)가 수신한 사용자 명령, 움직임 검출부(130)가 검출한 움직임 정보, 장애물 검출부(140)가 감지한 장애물 위치 정보, 위치 감지부(146)가 감지한 청소장치(101)의 위치정보 및 메인 프로세서(111)가 출력하는 각종 제어 신호 등을 임시로 기억할 수 있다.

메모리(115)는 S램(S-RAM), D랩(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

구체적으로, 비휘발성 메모리는 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반영구적으로 저장할 수 있으며, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 불러와 기억하거나, 유저 인터페이스(120)가 수신한 사용자 명령, 움직임 검출부(130)가 검출한 움직임 정보, 장애물 검출부(140)가 감지한 장애물 위치 정보 및 메인 프로세서(111)가 출력하는 각종 제어 신호를 기억할 수 있다.

그래픽 프로세서(113)는 장애물 검출부(140)가 획득한 반사광 영상을 메인 프로세서(111)가 처리할 수 있는 해상도의 영상으로 변환하거나, 반사광 영상을 메인 프로세서(111)가 처리할 수 있는 포맷으로 변환할 수 있다.

메인 프로세서(111)는 메모리(115)에 기억된 제어 프로그램에 따라 메모리(115)에 기억된 데이터를 처리한다.

예를 들어, 메인 프로세서(111)는 움직임 감지부(130), 위치 감지부(146) 및 장애물 검출부(140)의 출력 신호를 처리하고, 주행부(160), 청소부(170) 또는 청소장치(101)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

메인 프로세서(111)는 움직임 감지부(130)가 감지한 청소 로봇(100)의 움직임 정보를 기초로 주행 기록을 생성하고 생성된 주행 기록을 메모리(115)에 저장할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(111)는 주행 기록을 기초로 저장부(180)에 저장된 맵 데이터를 갱신할 수 있다.

메인 프로세서(111)는 장애물 검출부(140)가 획득한 반사광 영상을 기초로 장애물의 방향, 거리 및 크기를 산출할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(111)는 장애물의 방향, 거리 및 크기 등에 따라 장애물을 회피하기 위한 주행 경로를 산출하고, 산출된 주행 경로를 따라 청소 로봇(100)이 이동하도록 주행부(160)에 제공할 주행 제어 신호를 생성할 수 있다.

이와 같이 제어부(110)는 움직임 감지부(130)의 출력 신호를 기초로 청소 로봇(100)의 위치 및 이동 등을 판단하고, 장애물 검출부(140)의 출력 신호를 기초로 장애물의 위치 및 크기 등을 판단할 수 있다.

또한, 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)와 청소장치(101)를 제어할 수 있다.

이하에서는 앞서 설명된 도 4에 도시된 실시예에 따른 청소로봇(100)에서 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리된 경우, 주행장치(10)가 이동하는 방법이 설명된다.

도 9는 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 청소장치(101)가 주행장치(10)를 호출하는 예를 도시하고, 도 10은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 주행장치(10)가 청소장치(101)를 따라 이동하는 예를 도시한다. 도 11은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 경우 주행장치(10)가 이동하는 예를 도시한다. 도 12는 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 충전 중 청소장치(101)가 분리된 경우 주행장치(10)가 이동하는 예를 도시하고, 도 13은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 경우 주행장치(10)가 이동하는 예를 도시한다.

도 9의 (a)에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면 청소장치(101)는 주행장치(10)를 청소장치(101)의 위치로 이동시키기 위한 호출신호(c)를 주행장치(10)로 출력할 수 있다. 전술한 것처럼, 청소장치(101)의 유저 인터페이스는 청소장치(101)가 분리된 상태에서, 주행장치(10)를 청소장치(101)가 있는 위치로 호출하기 위한 호출명령이 입력될 수 있도록 마련된 호출버튼을 포함할 수 있다. 사용자가 상기 호출버튼을 누르는 등의 미리 정해진 조작명령에 따라 상기 호출버튼을 조작하면, 청소장치(101)는 호출신호(c)를 주행장치(10)로 출력한다. 호출신호(c)는 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)에서 출력될 수 있고, 주행장치(10)의 위치 감지부(146) 또는 장애물 검출부(140)에서 수신될 수 있다.

주행장치(10)의 위치 감지부(146)에서 호출신호(c)를 수신하면, 제어부(110)는 수신된 호출신호(c)에 기초하여 청소장치(101)의 위치를 결정한다. 즉, 제어부(110)는 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리와, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치로 도달하기 위한 주행장치(10)의 이동방향을 산출할 수 있다. 제어부(110)는 산출된 정보에 기초하여, 주행부(160)를 제어함으로써 도 9의 (b)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)를 청소장치(101) 쪽으로 이동시킬 수 있다.

제어부(110)는 주행장치(10)를 청소장치(101) 쪽으로 이동시킬 때, 주행장치(10)가 청소장치(101)로부터 미리 정해진 기준거리에 도달하면 이동을 정지시킬 수 있다. 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치에 정확하게 도달하도록 주행부(160)가 제어될 경우, 주행장치(10)가 청소장치(101)에 충돌하는 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 제어부(110)는 주행장치(10)가 청소장치(101)의 근처까지만 도달하도록 주행부(160)를 제어할 수 있다. 또한, 청소장치(101) 장착에 용이한 위치에 주행장치(10)가 위치하도록 주행장치(10)를 호출하는 것이기 때문에, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 장착에 용이한 위치에 도달한 경우, 즉 미리 정해진 기준거리에 도달한 경우에는 주행장치(10)가 더 청소장치(101) 쪽으로 이동할 필요는 없다. 따라서, 미리 정해진 기준거리는 사용자가 추가적인 이동없이 청소장치(101)를 주행장치(10)에 용이하게 장착할 수 있는 거리로 미리 설정되어 저장될 수 있다.

전술한 것처럼, 호출버튼의 조작을 통해 주행장치(10)가 호출될 수도 있고, 핸드폰과 같은 통신장치의 조작을 통해 동일한 기능을 수행할 수도 있다. 핸드폰에는 주행장치(10)의 호출 기능 등을 포함하는 어플리케이션이 탑재되어 어플리케이션을 통해 호출기능이 구현될 수 있다. 사용자가 어플리케이션의 호출기능을 조작하여 호출명령이 출력되면, 주행장치(10)의 통신부(190)에서 핸드폰으로부터 출력된 호출명령을 수신할 수 있다. 이때, 핸드폰과 주행장치(10)는 전술한 블루투스 방식이나 와이파이 방식을 통해 통신을 수행할 수 있다. 주행장치(10)에서 호출명령이 수신되면, 주행장치(10)는 장애물 감지부나 영상 획득부와 같은 구성을 이용하여 청소장치(101)의 위치를 탐색할 수 있다. 청소장치(101)의 위치탐색을 통해 청소장치(101)의 위치가 결정되면, 제어부(110)는 청소장치(101)의 위치로 주행장치(10)를 이동시키기 위해 주행부(160)를 제어할 수 있다.

또는, 사용자가 어플리케이션의 호출기능을 조작하여 호출명령이 출력되면, 청소장치(101)에서 핸드폰으로부터 출력된 호출명령을 수신할 수 있다. 이 경우, 청소장치(101)에도 주행장치(10)처럼 핸드폰과 통신하기 위한 통신부를 포함할 수 있다. 청소장치(101)에서 호출명령이 수신되면, 청소장치(101)는 전술한 것처럼 호출신호(c)를 주행장치(10)로 출력하여 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치로 이동하도록 할 수 있다. 이에 대한 내용은 전술한 호출버튼의 조작을 통한 호출명령에 따른 주행장치(10)의 이동과 동일하므로 구체적인 설명은 생략된다.

또는 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착된 상태에서, 핸드폰을 이용하여 호출명령을 입력함으로써, 청소로봇(100)이 사용자가 있는 위치로 이동하도록 할 수도 있다. 이 경우, 주행장치(10)에서 핸드폰으로부터 출력된 호출신호(c)가 수신되면, 청소로봇(100)은 호출신호(c)가 발신된 위치를 탐색하여 사용자의 위치로 이동할 수 있다. 사용자의 위치로 청소로봇(100)을 호출하는 것은, 핸드폰뿐만 아니라 청소로봇(100)에 원격으로 다양한 조작명령을 입력하기 위한 리모트 컨트롤러의 조작을 통해서도 구현될 수 있다.

도 9에 도시된 것처럼, 주행장치(10)를 청소장치(101)로 호출하여 주행장치(10)가 청소장치(101) 쪽으로 이동하도록 할 수도 있고, 도 10에 도시된 것처럼, 호출명령없이 주행장치(10)가 청소장치(101)를 따라 이동할 수도 있다.

도 10의 (a)에 도시된 것처럼, 청소로봇(100)의 청소중에 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되고, 도 10의 (b)에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 이동하면, 도 10의 (c)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다. 또한, 청소장치(101)가 도 10의 (d)에 도시된 것처럼, 다른 위치로 이동하면, 도 10의 (e)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다.

예를 들어, 청소로봇(100)의 청소 중에 사용자가 청소장치(101)를 주행장치(10)로부터 분리시킨 후, 원하는 장소에서 청소장치(101)를 이용하여 청소를 수행하면, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 청소장치(101)가 분리되면, 우선 주행장치(10)의 제어부(110)는 수행 중이던 청소 히스토리를 저장한다. 즉, 청소수행 경로와 청소가 중단된 위치 등을 저장한다. 제어부(110)는 청소 히스토리를 저장하여 추후 청소장치(101)가 재장착될 때, 중단되었던 청소가 이어서 수행될 수 있도록 한다. 청소장치(101)가 이동하면, 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)는 청소장치(101)의 위치를 알리기 위한 위치신호(s)를 출력하고, 주행장치(10)의 위치 감지부(146)는 상기 위치신호(s)를 수신한다. 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)는 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면 위치신호(s)를 자동적으로 송신하도록 제어될 수 있다. 제어부(110)는 수신된 위치신호(s)에 기초하여, 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리와, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치로 도달하기 위한 주행장치(10)의 이동방향을 산출할 수 있다. 이러한 과정은 청소장치(101)가 이동할 때마다 이루어질 수 있고, 실시간으로 갱신될 수 있다. 제어부(110)는 산출된 정보에 기초하여, 주행부(160)를 제어함으로써 도 10의 (c)나 도 10의 (e)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)를 청소장치(101) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 주행장치(10)가 청소장치(101)를 따라 이동하게 되면, 사용자는 청소장치(101)를 주행장치(10)에 장착하기 위해 주행장치(10)의 위치로 이동할 필요없이 청소장치(101)의 근처로 이동해 온 주행장치(10)에 청소장치(101)를 바로 장착할 수 있다. 따라서, 청소장치(101)의 재장착을 위해 주행장치(10)로 사용자가 이동해야 하는 불편이 해소될 수 있다.

제어부(110)는 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리가 미리 정해진 기준거리 이상일 경우 주행장치(10)를 이동시킬 수 있다. 전술한 것처럼, 청소장치(101)의 재장착에 용이한 위치에 주행장치(10)가 위치하도록 주행장치(10)가 이동하는 것이기 때문에, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 재장착에 용이한 위치에 있는 경우, 즉 미리 정해진 기준거리 이내에 있는 경우에는 주행장치(10)가 이동할 필요는 없다. 따라서, 미리 정해진 거리는 사용자가 추가적인 이동없이 청소장치(101)를 주행장치(10)에 용이하게 장착할 수 있는 거리로 미리 설정되어 저장될 수 있다.

도 11의 (a)에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면, 청소로봇(100)은 청소장치(101)가 분리되었던 위치(P1)로 자동적으로 이동할 수 있다. 전술한 것처럼, 제어부(110)는 청소장치(101)가 분리되면, 청소장치(101)가 분리된 시점의 주행장치(10)의 위치와, 수행 중이던 작업과 관련된 데이터, 예를 들면 청소 중이었던 경우 청소 히스토리를 저장한다. 청소장치(101)가 다시 주행장치(10)에 장착되면, 제어부(110)는 주행부(160)를 제어하여 저장된 위치로 청소로봇(100)을 이동시키고, 청소로봇(100)이 저장된 위치로 이동하면, 청소장치(101), 청소부(170) 및 주행부(160) 등을 제어하여 중단된 청소를 이어서 수행한다.

한편, 도 12의 (a)에 도시된 것처럼, 청소로봇(100)에 충전기(cs)에 연결되어 충전 중인 상태에서, 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되고, 도 12의 (b)에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 이동하면, 도 12의 (c)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다. 또한, 청소장치(101)가 도 12의 (d)에 도시된 것처럼, 다른 위치로 이동하면, 도 12의 (e)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다.

예를 들어, 청소로봇(100)의 충전 중에 사용자가 청소장치(101)를 주행장치(10)로부터 분리시킨 후, 원하는 장소에서 청소장치(101)를 이용하여 청소를 수행하면, 주행장치(10)는 청소장치(101)가 이동한 위치로 이동할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 충전 중 청소장치(101)가 분리되면, 우선 주행장치(10)의 제어부(110)는 청소장치(101)가 충전 중이었음을 저장한다. 즉, 제어부(110)는 주행장치(10)가 충전기(cs)에 연결되어 충전될 수 있는 위치(P1)를 저장한다. 제어부(110)는 청소로봇(100)이 충전 중이었다는 사실을 저장하여, 추후 청소장치(101)가 재장착될 때, 중단되었던 충전이 이어서 수행될 수 있도록 한다. 도 12에 도시된 실시예는 청소로봇(100)의 충전 중에 청소장치(101)가 분리되었다는 점에서 도 10에 도시된 실시예와 다를 뿐 청소장치(101)가 분리된 후에 주행장치(10)가 청소로봇(100)을 따라 이동하는 점은 동일하다. 따라서, 주행장치(10)의 이동에 대한 구체적인 설명은 도 10과 동일하므로 생략한다.

도 13의 (a)에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면, 청소로봇(100)은 청소장치(101)가 분리되었던 위치(P1), 즉 충전 위치로 자동적으로 이동할 수 있다. 전술한 것처럼, 제어부(110)는 청소로봇(100)의 충전 중 청소장치(101)가 분리되면, 청소로봇(100)의 충전 위치를 저장하므로, 청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면 중단되었던 충전이 수행되도록 주행부(160)를 제어하여 저장된 충전 위치로 청소로봇(100)을 이동시킨다.

도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 청소로봇(100)의 제어방법을 도시한다. 도 14 내지 도 16을 참조하여, 주행장치(10)의 이동을 위한 청소로봇(100)의 제어방법의 실시예들을 설명한다.

도 14에 도시된 것처럼, 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리된 후(800), 청소장치(101)로부터 호출신호(c)가 출력되어(810), 주행장치(10)에서 호출신호(c)가 수신되면(820), 제어부(110)는 호출신호(c)에 기초하여 청소장치(101)의 위치를 결정한다(830). 제어부(110)는 주행부(160)를 제어하여 결정된 위치로 주행장치(10)를 이동시킨다(840).

청소장치(101)가 분리된 후 사용자가 청소장치(101)에 마련된 호출버튼을 조작하면, 청소장치(101)는 호출신호(c)를 주행장치(10)로 출력한다. 주행장치(10)의 위치 감지부(146)에서 호출신호(c)를 수신하면, 제어부(110)는 수신된 호출신호(c)에 기초하여 청소장치(101)의 위치를 결정한다. 즉, 제어부(110)는 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리와, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치로 도달하기 위한 주행장치(10)의 이동방향을 산출할 수 있다. 제어부(110)는 산출된 정보에 기초하여, 주행부(160)를 제어함으로써 도 9의 (b)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)를 청소장치(101) 쪽으로 이동시킬 수 있다.

한편, 도 15에 도시된 것처럼, 청소로봇(100)의 청소 수행 중(900), 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면(905), 제어부(110)는 주행장치(10)의 위치 및 청소 히스토리를 저장한다(910).

청소장치(101)가 분리되면, 우선 주행장치(10)의 제어부(110)는 수행 중이던 청소 히스토리를 저장한다. 즉, 청소수행 경로와 청소가 중단된 위치 등을 저장한다. 제어부(110)는 청소 히스토리를 저장하여 추후 청소장치(101)가 재장착될 때, 중단되었던 청소가 이어서 수행될 수 있도록 한다.

청소장치(101)로부터 위치신호(s)가 수신되면(915), 제어부(110)는 위치신호(s)에 기초하여 청소장치(101)의 위치를 결정하고(920), 결정된 위치로 주행장치(10)를 이동시킨다(925).

청소장치(101)가 이동하면, 청소장치(101)의 위치신호 송신부(102)는 청소장치(101)의 위치를 알리기 위한 위치신호(s)를 출력하고, 주행장치(10)의 위치 감지부(146)는 상기 위치신호(s)를 수신한다. 제어부(110)는 수신된 위치신호(s)에 기초하여, 주행장치(10)와 청소장치(101) 간의 거리와, 주행장치(10)가 청소장치(101)의 위치로 도달하기 위한 주행장치(10)의 이동방향을 산출할 수 있다. 이러한 과정은 청소장치(101)가 이동할 때마다 이루어질 수 있고, 실시간으로 갱신될 수 있다. 제어부(110)는 산출된 정보에 기초하여, 주행부(160)를 제어함으로써 도 10의 (c)나 도 10의 (e)에 도시된 것처럼, 주행장치(10)를 청소장치(101) 쪽으로 이동시킬 수 있다.

청소장치(101)가 장착되면(930), 제어부(110)는 저장된 위치로 주행장치(10)를 이동시키고(935), 저장된 청소 히스토리에 기초하여 중단된 청소가 이어서 수행되도록 한다(940).

청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면 제어부(110)는 주행부(160)를 제어하여 저장된 위치로 청소로봇(100)을 이동시키고, 청소로봇(100)이 저장된 위치로 이동하면, 청소장치(101), 청소부(170) 및 주행부(160) 등을 제어하여 중단된 청소를 이어서 수행한다.

한편, 도 16에 도시된 것처럼, 청소로봇(100)의 충전 중(945), 청소장치(101)가 주행장치(10)로부터 분리되면(950), 제어부(110)는 충전위치를 저장한다(955).

청소장치(101)가 분리되면, 우선 주행장치(10)의 제어부(110)는 주행장치(10)가 충전기(cs)에 연결되어 충전될 수 있는 위치(P1)를 저장하고, 추후 청소장치(101)가 재장착될 때, 중단되었던 충전이 이어서 수행될 수 있도록 한다.

청소장치(101)로부터 위치신호(s)가 수신되면(960), 제어부(110)는 위치신호(s)에 기초하여 청소장치(101)의 위치를 결정하고(965), 결정된 위치로 주행장치(10)를 이동시킨다(970). 이에 대한 설명은 도 15의 설명과 동일하므로 생략한다.

청소장치(101)가 장착되면(975), 제어부(110)는 저장된 충전 위치로 주행장치(10)를 이동시키고(980), 청소로봇(100)의 충전이 수행되도록 한다(985).

청소장치(101)가 주행장치(10)에 장착되면 제어부(110)는 주행부(160)를 제어하여 충전위치로 청소로봇(100)을 이동시킨다. 청소로봇(100)이 충전 위치로 이동하여 충전기(cs)와 연결되면, 청소로봇(100)의 충전이 다시 시작된다.

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 10: 주행장치
101: 청소장치 110: 제어부
120: 유저 인터페이스 130: 움직임 감지부
140: 장애물 검출부 146: 위치 감지부
150: 영상 획득부 160: 주행부
170: 청소부 180: 저장부
190: 통신부

Claims

청소장치가 탈착 가능하도록 마련된 장착홈을 포함하는 주행장치; 및
상기 장착홈에 탈착 가능하도록 마련되는 청소장치;를 포함하고,
상기 주행장치는 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 저장된 위치로 이동하는 청소로봇.
제1항에 있어서,
상기 주행장치는,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 청소장치의 위치를 감지하고, 상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면 상기 청소장치를 따라 이동하는 청소로봇.
제1항에 있어서,
상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 주행장치는 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여 수행 중이었던 청소를 이어서 수행하는 청소로봇
제1항에 있어서,
상기 주행장치는,
상기 장착홈에서 분리된 청소장치로부터 호출신호가 송신되면, 상기 호출신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치로 이동하는 청소로봇
제1항에 있어서,
상기 청소장치는,
상기 주행장치를 청소장치의 위치로 호출하기 위한 호출명령을 입력받도록 마련된 입력부를 포함하고,
상기 입력부를 통해 상기 호출명령이 입력되면 상기 주행장치로 호출신호를 송신하는 청소로봇.
제1항에 있어서,
상기 청소로봇의 충전 중 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 경우, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치는 충전을 위한 위치로 이동하여 다시 충전을 수행하는 청소로봇
제1항에 있어서,
상기 주행장치는,
상기 청소장치가 분리된 후에도 상기 주행장치가 주행할 수 있도록 전력을 공급하는 주행장치 배터리;
상기 청소장치가 분리되면 상기 청소장치로부터 출력된 위치신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치를 감지하도록 마련된 위치 감지부; 및
상기 위치 감지부의 감지결과에 기초하여 상기 주행장치의 이동을 제어하는 주행장치 제어부;를 포함하는 청소로봇.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치를 상기 저장된 위치로 이동시키는 청소로봇.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 위치 감지부의 감지결과에 기초하여 상기 청소장치의 위치를 결정하고, 상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면 상기 주행장치를 상기 청소장치를 따라 이동시키는 청소로봇.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하고, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여, 수행 중이었던 청소가 이어서 수행되도록 상기 청소로봇을 제어하는 청소로봇.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 장착홈에서 분리된 청소장치로부터 출력된 호출신호를 상기 위치 감지부에서 수신하면, 상기 수신된 호출신호에 기초하여 상기 주행장치를 상기 청소장치의 위치로 이동시키는 청소로봇
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 청소로봇의 충전 중 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 경우, 상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 다시 충전이 수행되도록 상기 주행장치를 충전을 위한 위치로 이동시키는 청소로봇.
제1항에 있어서,
상기 청소장치는,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면 상기 청소장치의 위치를 알리는 위치신호를 송신하는 위치신호 송신부; 및
상기 청소장치의 청소 기능 수행을 위한 전력을 공급하는 배터리;를 포함하는 청소로봇
제1항에 있어서,
상기 청소장치는 상기 청소로봇의 주행 및 청소를 위한 전력을 공급하는 메인 배터리를 포함하고,
상기 주행장치는 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리된 후에도 상기 주행장치의 위치를 저장하고, 청소 데이터를 저장하는데 필요한 전력을 공급하는 보조 배터리를 포함하는 청소로봇
제14항에 있어서,
상기 주행장치는,
상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착된 상태에서 상기 메인 배터리로부터 공급되는 전압을 상기 보조 배터리의 충전을 위한 전압으로 조절하는 전압조절부를 포함하는 청소로봇.
제15항에 있어서,
상기 보조 배터리는 상기 청소로봇의 충전 중에는 충전전원으로부터 공급되어 상기 메인 배터리와 상기 전압조절부를 거쳐 조절된 전압으로 충전되고, 상기 청소로봇이 상기 충전전원과 연결되어 있지 않은 경우에는 상기 메인 베터리로부터 공급되어 상기 전압조절부를 거쳐 조절된 전압으로 충전되도록 마련되는 청소로봇.
주행장치와 상기 주행장치의 장착홈에 탈착 가능하도록 마련되는 청소장치를 포함하는 청소로봇에 있어서,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하고;
상기 청소장치가 상기 장착홈에 장착되면, 상기 주행장치의 위치를 결정하고;
상기 주행장치가 상기 저장된 위치에 있지 않으면, 상기 주행장치를 상기 저장된 위치로 이동시키는 것;을 포함하는 청소로봇의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 주행장치에서 상기 청소장치의 위치를 감지하고;
상기 청소장치와 상기 주행장치 간의 거리가 미리 정해진 거리 이상이면, 상기 주행장치를 상기 청소장치를 따라 이동시키는 것;을 더 포함하는 청소로봇의 제어방법.
제18항에 있어서,
상기 청소장치의 위치를 감지하는 것은,
상기 청소장치의 위치신호 송신부에서 상기 청소장치의 위치를 알리는 신호를 송신하고;
상기 주행장치의 위치 감지부에서 상기 위치신호를 수신하여 상기 청소장치의 위치를 감지하는 것;을 포함하는 청소로봇의 제어방법
제17항에 있어서,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하는 것은,
상기 청소로봇의 청소 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리되기 전까지 수행됐던 청소 데이터를 저장하는 것;을 포함하고,
상기 주행장치가 상기 저장된 위치로 이동하면, 상기 저장된 청소 데이터에 기초하여 수행 중이었던 청소를 이어서 수행하는 것;을 더 포함하는 청소로봇의 제어방법
제17항에 있어서,
상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소장치가 분리됐을 때의 상기 주행장치의 위치를 저장하는 것은,
상기 청소로봇의 충전 중에 상기 청소장치가 상기 장착홈에서 분리되면, 상기 청소로봇의 충전 위치를 저장하는 것;을 포함하고,
상기 주행장치가 상기 충전 위치로 이동하면, 상기 청소로봇의 충전을 수행하는 것;을 더 포함하는 청소로봇의 제어방법
제17항에 있어서,
상기 장착홈으로부터 분리된 청소장치에서 상기 주행장치로 호출신호를 출력하고;
상기 주행장치에서 상기 호출신호를 수신하면, 상기 주행장치를 상기 청소장치의 위치로 이동시키는 것;을 더 포함하는 청소로봇의 제어방법