KR20170137778A - 로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 제어 방법 Download PDF

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KR20170137778A
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Abstract

본 발명은 로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 로봇 청소 장치(10)는 관성 측정부(24) 및 제어기(16)를 포함한다. 관성 측정부(24)는 로봇 청소 장치(10)의 변위를 감지하도록 이루어지고, 제어기(16)는 로봇 청소 장치(10)의 변위의 특성을 결정하고 결정된 변위 특성과 연관된 작동 모드로 로봇 청소 장치(10)를 설정하도록 이루어진다.

Description

로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 제어 방법
본 발명은 로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
많은 기술 분야에서, 예상 가능한 장애물과 충돌하지 않고 공간을 자유롭게 돌아다닐 수 있도록 자율적 거동을 하는 로봇을 사용하는 것이 바람직하다.
청소 표면에서 청소기를 이동시키기 위한 모터 형태의 구동 수단이 구비된 로봇 진공 청소기가 당 분야에 알려져 있다. 로봇 진공 청소기에는 또한, 이러한 로봇 진공 청소기가 예컨대 방 형태의 공간을 자유롭게 돌아다니며 청소할 수 있도록 자율적 거동을 가능하게 하기 위한 주행(navigation) 수단 및 마이크로프로세서(들) 형태의 지능이 구비된다. 따라서, 이들 종래의 로봇 진공 청소기에는 테이블이나 의자와 같은 가구 및 벽이나 계단과 같은 다른 장애물이 위치한 방에서의 거의 자율적인 진공 청소 능력이 구비된다.
현대의 로봇 진공 청소기에는, 로봇 청소기의 사용자가 수행할 청소 프로그램을 선택하고 그 일정을 관리하거나 시간 및 날짜와 같은 데이터를 입력하기 위한 명령들을 입력할 수 있게 하는 사용자 인터페이스(UI)가 구비된다. 이들 UI의 문제점은, 입력될 수 있는 입력 데이터의 유형이 상당히 한정된다는 점이다. 또한, 사용자에 의해 작동되는 UI의 크기가 작아서, 사용자가 UI를 통해 데이터를 입력하는 것을 번거롭게 만든다. 게다가, 많은 전자 장치들의 경우, 입력되는 데이터가 사용자에게는 이해하기 어려운 것으로 인지될 수 있다.
본 발명의 목적은, 이러한 당업계의 문제 중 한 가지 이상을 해결하거나 적어도 경감시키고, 사용자가 사용자 명령을 로봇 청소 장치에 제공하는 것을 용이하게 하기 위한 개선된 방법 및 로봇 청소 장치를 제공하는 데에 있다.
이러한 목적은 본 발명의 제1 양태에서 로봇 청소 장치의 작동을 제어하는 방법에 의해 달성된다. 이 방법은, 로봇 청소 장치의 변위를 감지하는 단계, 로봇 청소 장치의 변위의 특성을 결정하는 단계, 및 결정된 변위 특성과 관련된 작동 모드로 로봇 청소 장치를 설정하는 단계를 포함한다.
이러한 목적은 본 발명의 제2 양태에서 관성 측정부 및 제어기를 포함하는 로봇 청소 장치에 의해 달성된다. 관성 측정부는 로봇 청소 장치의 변위를 감지하도록 이루어지며, 제어기는 로봇 청소 장치의 변위의 특성을 결정하고, 결정된 변위 특성과 관련된 작동 모드로 로봇 청소 장치를 설정하도록 이루어진다.
유리하게는, 로봇 청소 장치에서, 예를 들어 관성 측정부(IMU)를 이용한 변위 감지를 통해 사용자로 인한 장치의 변위를 감지함으로써, 로봇 장치는 방향 또는 회전 속도의 변화와 같은 감지된 변위의 특성을 결정할 수 있다.
결정된 특성에 기반하여, 로봇 청소 장치는 특정한 작동 모드(가능하게는 복수의 작동 모드 중 하나)로 설정된다. 예를 들어, 사용자가 로봇 장치를 바닥으로부터 들어올려서 앞뒤로 흔드는 경우, 로봇 장치는 설정 선호도 면에서 "리셋"으로 정의된 작동 모드로 설정되도록 구성될 수 있고, 또는 로봇 장치가 청소 프로그램을 수행하는 과정에 있는 경우, 로봇 장치를 바닥으로부터 들어올려서 앞뒤로 흔드는 동일한 동작은 "재시작"을 의미하도록 구성될 수 있다. 로봇 장치를 바닥으로부터 바닥 위의 일정 높이로 들어올리는 행위는, 본질적으로 변위가 사용자에 의해 야기된 것이며 정상적인 변위의 결과가 아니라는 것을 나타낼 수 있다.
따라서, 유리하게는 사용자가 로봇 장치의 UI를 작동시킬 필요 없이 로봇 장치에 명령을 제공할 수 있게 된다. 또 다른 이점으로는, 로봇 청소 장치에 통상적으로 하나 이상의 IMU가 구비되므로, 이미 이용 가능한 IMU 형태의 하드웨어 수단이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 선택된 작동 모드는 추가로 로봇 청소 장치의 현재 작동 모드에 기반한다. 현재 작동 모드가 예컨대 "충전기에 위치"인 경우, 흔드는 동작은 유리하게 "리셋"을 의미할 수 있는 반면, 예를 들어 현재 작동 모드가 "청소 프로그램 A 실행"인 경우, 사용자가 장치를 흔드는 동일한 움직임은 유리하게 "재시작"을 의미할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 결정된 변위 특성과 관련된 작동 모드로 로봇 청소 장치를 설정하는 단계는 유리하게, 미리 결정된 방향으로 변위된 경우 무선 랜(WLAN)에 대한 로봇 청소 장치의 무선 설정을 가능하게 하는 것을 포함한다. 이러한 특정한 예시적 실시예에서, 사용자는 로봇 장치를 바닥에서 집어 들고 예를 들어 이를 뒤집을 수 있다. 로봇 장치의 IMU가 이러한 변위를 감지하게 되고, 제어기는 사용자가 야기하고 IMU가 감지한 변위를 등록한다. 제어기는 이러한 실시예에서, 단지 IMU 데이터로부터 로봇 장치가 뒤집어졌다고 판단함으로써 변위 특성을 결정하고 로봇을 무선 설정 모드로 설정할 것이다.
무선 설정 모드에서, 로봇 장치는 유리하게는 사용자의 모바일 단말기와, 예를 들어 블루투스를 통해, 무선으로 통신할 것이다. 그 후 모바일 단말기가 특정 애플리케이션을 통해 사용자의 무선 랜 이름과 요구되는 패스워드를 전송하게 됨에 따라, 로봇 장치는 나중에 예컨대 무선 WiFi 통신을 위한 홈 라우터와 같은 접근점(AP)에 의해 제공된 무선 랜에 접속할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 정상적인 작동 중 로봇 장치가 이동하는 경우에 발생할 수 있는 변위로 사용자가 로봇 청소 장치를 작동 모드로 설정하고 따라서 정상적인 청소 프로그램의 수행 중에 실수로 로봇 자체가 작동 모드로 들어가게 하는 상황을 피하기 위해, 설정되는 작동 모드는, 로봇 청소 장치의 정상적인 작동 중 발생하는 변위에 상응하는 특성에서 벗어난 변위 특성과 관련되도록 구성된다.
일반적으로, 청구범위에 사용된 모든 용어는 본원에서 명백히 다르게 정의되지 않으면 기술 분야에서의 통상적인 의미에 따라 해석될 것이다. "요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등"에 대한 모든 언급은, 본원에서 명백히 다르게 언급되지 않으면, 이러한 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 경우를 나타내는 것으로서 열린 의미로 해석될 것이다. 본원에 개시된 임의의 방법의 단계들은 명백히 언급되지 않는 한, 개시된 순서로 정확하게 수행될 필요는 없다.
이제 첨부 도면을 참조하여 예로서 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치의 저면도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치의 정면도를 보여준다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 변위되는 로봇 청소 장치의 상면도를 보여준다.
도 3b는 본 발명에 따른 로봇 청소 장치를 제어하는 방법의 실시예의 순서도를 보여준다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 변위되는 로봇 청소 장치의 상면도를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇 청소 장치를 제어하는 방법의 또 다른 실시예의 순서도를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 설정되는 다른 작동 모드를 보여준다.
이제 본 발명의 일부 실시예들이 도시된 첨부 도면들을 참조하여 이하에 본 발명을 더욱 충분히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 많은 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본원에 제시된 실시예들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 실시예는 이러한 개시가 철저하고 완전해지도록 예로서 제공되는 것이며, 당업자에게 본 발명의 범주를 충분히 전달할 것이다. 설명 전체에 걸쳐 유사한 참조부호는 유사한 요소를 나타낸다.
본 발명은 로봇 청소 장치, 또는 다르게 말하면, 표면을 청소하기 위한 자체-추진식 자동 기기, 예컨대 로봇 진공 청소기, 로봇식 청소기(sweeper) 또는 로봇식 바닥 세정기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇 청소 장치는 예를 들어 전원으로 작동하며 코드를 구비할 수 있고, 배터리로 작동하거나 또는 임의의 다른 종류의 적합한 에너지 공급원, 예를 들어 태양 에너지를 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소 장치(10)를 저면도로 보여준다(즉, 로봇 청소 장치의 저면측이 도시됨). 화살표는 로봇 청소 장치의 전진 방향을 나타낸다. 로봇 청소 장치(10)는 본체(11)를 포함하며, 이러한 본체는, 청소 장치가 청소 표면 상에서 이동될 수 있도록 구동 휠(12, 13)의 이동을 가능하게 하기 위한 2개의 전기 휠 모터(15a, 15b) 형태의 구동 수단을 포함하는 추진 시스템과 같은 구성요소들을 수용한다. 청소 표면에서 로봇 청소 장치(10)를 이동시키기 위해, 각각의 휠 모터(15a, 15b)는 각각의 구동 휠(12, 13)을 제어하여 서로 독립적으로 회전시킬 수 있다. 다수의 다양한 구동 휠 구성뿐만 아니라 다양한 휠 모터 구성을 생각해볼 수 있다. 로봇 청소 장치는 더 전형적인 원형 본체 또는 삼각형 본체를 가진 장치처럼 어떠한 적절한 형상을 가져도 된다는 점에 주목해야 한다. 대안으로서, 트랙 추진 시스템 또는 호버크래프트 추진 시스템을 사용할 수도 있다. 추진 시스템은 또한 로봇 청소 장치(10)가 요(yaw), 피치, 병진 또는 롤 이동 중 하나 이상을 수행하게 하도록 이루어질 수 있다.
마이크로프로세서와 같은 제어기(16)가, 로봇 청소 장치가 주행해야 하는 곳 주위의 벽, 전기 스탠드, 테이블 다리 형태의 장애물을 탐지하기 위한 장애물 탐지 장치(도 1에는 도시되지 않음)로부터 수신한 정보를 고려하여, 필요한 경우 휠 모터(15a, 15b)를 제어하여 구동 휠(12, 13)을 회전시킨다. 장애물 탐지 장치는 주변을 기록하는 3D 센서 시스템 형태로 구현될 수 있고, 예컨대 장애물을 탐지하고 임의의 탐지된 장애물에 대한 정보를 마이크로프로세서(16)에 보내기 위해, 레이저, 레이저 스캐너 등과 조합된 카메라, 3D 카메라에 의해 실현될 수 있다. 마이크로프로세서(16)는, 로봇 청소 장치(10)가 청소 표면에서 원하는 대로 이동할 수 있도록, 장애물 탐지 장치에 의해 제공된 정보에 따라 휠(12, 13)의 이동을 제어하기 위해 휠 모터(15a, 15b)와 통신한다. 이에 대해서는 후속 도면을 참조하여 더 상세히 설명할 것이다.
또한, 본체(11)에는 선택적으로, 로봇 청소기(10)의 바닥의 개구(18)에 배치된 회전 브러시 롤 형태의, 청소 표면으로부터 먼지를 제거하기 위한 청소 부재(17)가 구비될 수 있다. 따라서, 회전 브러시 롤(17)은 개구(18)에 수평축을 따라 배치되어, 청소 장치(10)의 집진 특성을 향상시킨다. 브러시 롤(17)을 회전시키기 위해, 브러시 롤 모터(19)가 브러시 롤에 작동 가능하게 결합되어, 제어기(16)로부터 수신된 명령에 따라 브러시 롤의 회전을 제어한다.
더욱이, 로봇 청소기(10)의 본체(11)는, 본체(11)의 저면측의 개구(18)를 통해 본체에 수용된 먼지 봉투 또는 사이클론 장치(미도시)로 먼지를 운반하기 위한 기류를 생성하는 흡입 팬(20)을 포함한다. 흡입 팬(20)은 제어기(16)에 소통 가능하게 연결된 팬 모터(21)에 의해 구동되며, 팬 모터(21)는 제어기로부터 흡입 팬(20)을 제어하기 위한 명령을 수신한다. 먼지 봉투로 먼지를 운반하기 위한 흡입 팬(20) 및 회전 브러시 롤(17) 중 어느 하나를 구비한 로봇 청소 장치를 생각해볼 수 있다는 점에 주목해야 한다. 그러나 이 둘의 조합이 로봇 청소 장치(10)의 먼지 제거 성능을 향상시킬 것이다.
본체(11) 또는 로봇 청소 장치(10)에는 또한, 관성 측정부(IMU)(24), 예를 들어 자이로스코프 및/또는 가속도계 및/또는 자력계, 또는 예컨대 방향, 회전 속도, 중력 등의 형태의, 기준 위치에 대해 로봇 청소 장치(10)의 변위를 측정하기 위한 다른 임의의 적절한 장치가 구비된다. 3축 자이로스코프는 로봇 청소 장치(10)의 롤, 피치, 및 요 이동에서 회전 속도를 측정할 수 있다. 3축 가속도계는 모든 방향에서 가속도를 측정할 수 있으며, 주로 로봇 청소 장치가 부딪치거나 들어올려지는지 또는 어딘가에 걸려있는지(즉, 휠이 회전하는데도 움직이지 않음) 결정하는 데 이용된다. 로봇 청소 장치(10)는 또한, 휠이 회전할 때 펄스를 생성하는 각각의 구동 휠(12, 13) 상의 인코더(도 1에는 도시되지 않음)를 포함한다. 인코더는 예를 들어 자기 또는 광학 인코더일 수 있다. 제어기(16)에서 펄스를 계산함으로써, 각각의 휠(12, 13)의 속도를 결정할 수 있다. 자이로스코프 정보와 휠 속도 판독값을 조합함으로써, 제어기(16)는 소위 추측 항법(dead reckoning)을 수행하여 청소 장치(10)의 위치 및 진로 방향(heading)을 결정할 수 있다.
본체(11)에는 추가로, 개구(18)에 인접한 회전 사이드 브러시(14)가 구비될 수 있으며, 이 브러시의 회전은 구동 모터(15a, 15b), 브러시 롤 모터(19), 또는 대안적으로 별도의 사이드 브러시 모터(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 유리하게는, 회전 사이드 브러시(14)가 청소 표면으로부터 먼지를 쓸어모음에 따라, 먼지가 본체(11) 아래의 개구(18)로 옮겨지고 따라서 로봇 청소 장치의 집진실로 운반될 수 있다. 추가 이점으로서 로봇 청소 장치(10)의 도달 범위가 늘어나게 되며, 예컨대 바닥과 벽이 만나는 영역과 코너가 훨씬 더 효과적으로 청소된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 사이드 브러시(14)는 흡입 팬(20)이 먼지를 집진실로 운반할 수 있도록 개구(18)를 향해 먼지를 쓸어모으게 하는 방향으로 회전한다. 로봇 청소 장치(10)는 개구(18)에 인접하여 각각의 측부 상에 좌우로 배치된 2개의 회전 사이드 브러시를 포함할 수 있다.
도 1을 더 참조하면, 하나 이상의 마이크로프로세서 형태로 구현된 제어기/처리부(16)는, 마이크로프로세서와 연관된 적합한 저장 매체(26), 예컨대 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리 또는 하드디스크 드라이브에 다운로드된 컴퓨터 프로그램(25)을 실행하도록 이루어진다. 제어기(16)는, 컴퓨터-실행가능 명령을 포함하는 적절한 컴퓨터 프로그램(25)이 저장 매체(26)에 다운로드되고 제어기(16)에 의해 실행되는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행하도록 이루어진다. 저장 매체(26)는 컴퓨터 프로그램(25)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품일 수도 있다. 대안적으로, 컴퓨터 프로그램(25)은, 디지털 다기능 디스크(DVD), 콤팩트 디스크(CD) 또는 메모리 스틱과 같은 적합한 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 저장 매체(26)로 전송될 수 있다. 또 다른 대안으로, 컴퓨터 프로그램(25)은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 저장 매체(26)에 다운로드될 수 있다. 제어기(16)는 대안적으로 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 복합 프로그램 가능 논리 소자(CPLD) 등의 형태로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 도 1의 로봇 청소 장치(10)의 정면도를 보여주며, 이는 앞서 언급된 장애물 탐지 장치를, 수평 또는 수직 배향 라인 레이저일 수 있는 제1 및 제2 라인 레이저(27, 28) 및 적어도 하나의 카메라(23)를 포함하는 3D 센서 시스템의 형태로 도시한다. 또한 도 1a를 참조하여 앞서 논의된 제어기(16), 본체(11), 구동 휠(12, 13) 및 회전 브러시 롤(17)이 도시된다. 제어기(16)는 로봇 청소 장치(10) 부근의 이미지를 기록하기 위한 카메라(23)에 작동 가능하게 결합된다. 제1 및 제2 라인 레이저(27, 28)는 바람직하게 수직 라인 레이저일 수 있으며, 카메라(23)의 양측에 배치되고, 로봇 청소 장치(10)의 높이 및 폭보다 더 큰 높이 및 폭을 비추도록 이루어진다. 또한, 카메라(23)의 시야각은 바람직하게 제1 및 제2 라인 레이저(27, 28)가 비추는 공간보다 더 작다. 카메라(23)는 1초당 복수의 이미지를 캡쳐하고 기록하도록 제어기(16)에 의해 제어된다. 제어기(16)에 의해 이미지로부터 데이터가 추출되며, 데이터는 일반적으로 컴퓨터 프로그램(25)과 함께 메모리(26)에 저장된다.
제1 및 제2 라인 레이저(27, 28)는 일반적으로 카메라(23)의 광축에 수직인 축을 따라 카메라(23)의 각각의 측부에 배치된다. 또한, 라인 레이저(27, 28)는 각각의 레이저 빔이 카메라(23)의 시야 내에서 교차하도록 향한다. 일반적으로, 교차점은 카메라(23)의 광축과 일치한다.
제1 및 제2 라인 레이저(27, 28)는, 보통 로봇 청소 장치(10)의 이동 방향으로, 바람직하게는 수직 배향으로 로봇 청소 장치(10) 부근을 스캔하도록 구성된다. 제1 및 제2 라인 레이저(27, 28)는, 예컨대 청소할 방의 가구, 벽 및 다른 물체를 비추는 레이저 빔을 방출하도록 구성된다. 카메라(23)는 제어기(16)에 의해 제어되어 이미지를 캡쳐하고 기록하며, 이로부터 제어기(16)는, 로봇 청소 장치(10)가 청소 표면에서 이동하는 동안 이미지로부터 특징들을 추출하고 로봇 청소 장치(10)가 커버하는 거리를 측정함으로써, 로봇 청소 장치(10)가 작동하는 주변의 표현 및 레이아웃을 생성한다. 따라서, 제어기(16)는 기록된 이미지로부터 청소 표면에 대해 로봇 청소 장치(10)의 위치 데이터를 유도하고, 유도된 위치 데이터로부터 주변의 3D 표현을 생성하고, 생성된 3D 표현을 고려하여 청소 표면을 주행할 수 있도록, 구동 휠(15a, 15b)을 제어하여 로봇 청소 장치(10)에 제공된 주행 정보 및 생성된 3D 표현에 따라 로봇 청소 장치가 청소 표면에서 이동하게 한다. 유도된 위치 데이터는 로봇 청소 장치의 주행을 위한 기초로서 작용하므로, 위치제어가 정확한 것이 중요하며, 그렇지 않으면 로봇 장치는 오해의 소지가 있는 주변의 맵에 따라 주행하게 될 것이다.
따라서 3D 센서 시스템에 의해 기록된 이미지로부터 생성된 3D 표현은, 로봇 청소 장치가 주행해야 하는 곳 주위의 벽, 전기 스탠드, 테이블 다리뿐만 아니라 로봇 청소 장치(10)가 횡단해야 하는 러그, 카펫, 문턱 등의 형태의 장애물의 탐지를 용이하게 한다. 그러므로 로봇 청소 장치(10)는 작동/청소에 의해 환경 또는 주변에 대해 학습하도록 이루어진다.
그러므로, 카메라(23) 및 제1 및 제2 수직 라인 레이저(27, 28)를 포함하는 3D 센서 시스템은, 물체/장애물이 탐지될 수 있는 로봇 청소 부근의 이미지를 기록하도록 이루어진다. 제어기(16)는 기록된 이미지로부터 위치 데이터를 유도함으로써, 탐지된 장애물 및 그에 따라 청소 표면에 관하여, 로봇 청소 장치(10)의 위치를 제어할 수 있다. 위치제어로부터, 제어기(16)는 청소 표면에 걸쳐 휠 구동 모터(15a, 15b)를 통해 휠(12, 13)을 제어함으로써 로봇 청소 장치(10)의 이동을 제어한다.
유도된 위치 데이터는 로봇 청소 장치(10)의 이동의 제어를 용이하게 하고, 그에 따라 청소 장치는 물체에 매우 가깝게 이동하도록, 그리고 물체가 위치된 표면으로부터 먼지를 제거하기 위해 물체 주위에 가까이 이동하도록 주행될 수 있다. 따라서, 유도된 위치 데이터는 예컨대 두꺼운 러그 또는 벽인 물체와 같은 높이가 되도록 이동시키는 데에 이용된다. 일반적으로, 로봇 청소 장치(10)가 물체에 가깝게 주행되도록, 제어기(16)는 연속적으로 제어 신호를 생성하여 구동 모터(15a, 15b)를 통해 구동 휠(12, 13)로 전송한다.
로봇 장치(10)의 상면도가 도시된 도 3a를 참조하여, 사용자가 사용자 인터페이스(29)를 작동시키지 않으면서 특정 유형의 명령을 로봇 진공 청소기(10)에 제공하려 한다고 가정하면, 이러한 특정한 예시적 실시예에서는 하기에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 명령이 로봇 청소 장치(10)가 "리셋" 또는 "재시작"될 것을 명시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이 이러한 명령은 사용자가 로봇(10)을 바닥으로부터 들어올려서 앞뒤로 흔들게 함으로써 로봇 장치(10)에 전달된다.
UI(29)는 터치 스크린 타입일 수 있고 또는 물리적 버튼이 작동되는 것을 포함하여 기계적으로 구성될 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(29)는 사용자 선택을 시작적으로 표시하기 위한 디스플레이 수단을 포함할 수 있다. 사용자는 반드시 UI에 물리적으로 터치하여 UI(29)에 입력을 제공할 필요는 없고, 대안적으로 원격 제어를 통해 UI(29)와 통신할 수 있음을 주목해야 한다.
도 3a를 참조하여 설명한 사용자 거동은, 로봇 장치가 로봇 청소 장치(10)를 제어하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하게 하고, 도 3b는 이러한 방법의 실시예의 순서도를 도시한다. 구조적 요소에 대해서는 도 1을 또한 참조한다.
따라서, 사용자는 로봇(10)을 바닥으로부터 들어올려서 앞뒤로 흔든다. 단계 S101에서 로봇 장치(10)의 IMU(24)는 이러한 변위를 감지하고, 제어기(16)는 이에 따라 사용자가 야기한 감지된 변위를 등록한다. 이제, IMU(24)에 의해 감지된 변위를 등록할 때, 제어기(16)는 단계 S102에서 변위의 특성을 결정하고, 이 특정한 예에서는 로봇 장치를 앞뒤로 흔드는 것이다(즉, 제1 위치로부터 제2 위치로 특정 방향으로 가져가고, 이어서 제2 위치로부터 제1 위치로 실질적으로 반대 방향으로 다시 가져감). 이러한 특성은, 예를 들어 사용자가 로봇 장치(10)를 흔들 때 이의 방향 및 가능하게는 속도의 변화를 IMU(24)가 측정하게 함으로써, 제어기(16)에 의해 결정된다.
그 후, 단계 S103에서, 제어기(16)는 로봇 청소 장치를 결정된 특성과 연관된 작동 모드로 설정한다.
이제 이러한 특정한 예에서, 로봇 장치(10)가 일시적으로 비활성 상태인 경우(예를 들어 충전기에서 충전 중인 경우), 사용자에 의해 제공된 이러한 특정한 명령은, 로봇 청소 장치(10)가 등록된 다음 청소 프로그램과 관련하여 리셋됨을 의미할 수 있다. 이러한 것들은 일반적으로 메모리(25)에 저장되며, 따라서 제어기(16)는 "리셋" 디폴트 설정을 위해 이러한 등록된 다음 청소 프로그램을 삭제할 수 있다.
그러나, 로봇 장치(10)가 청소 프로그램을 수행하는 과정 중에 있는 경우, 로봇 장치를 바닥에서 들어올려 앞뒤로 흔드는 동작은 현재의 청소 프로그램을 다시 시작하라는 것을 의미하도록 구성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 구현예에서, 선택된 작동 모드는 또한 로봇 청소 장치(10)의 현재 작동 모드에 기반한다. 현재 작동 모드가 예를 들어 "충전기에 위치"인 경우, 흔드는 동작은 "리셋"을 의미할 수 있는 한편, 현재 작동 모드가 예를 들어 "청소 프로그램 A 실행"인 경우, 사용자가 장치를 흔드는 동일한 동작은 "재시작"을 의미할 수 있다.
도 4를 참조하면, 또 다른 예시적인 실시예에서, 사용자는 로봇(10)에 특정 명령을 제공하기 위해 로봇 청소 장치를 "12시" 방향으로부터 "2시" 방향으로 회전시킴으로써 변위시킨다. 이에 따라 IMU(24)는 방향 변화를 감지할 수 있고, 제어기(16)는 이러한 특정 변위 특성, 즉 "12시"에서 "2시"로의 방향 변화가 주어진 작동 모드와 연관이 있다고(예컨대 정상-에너지 모드에서 저-에너지 "에코" 모드로) 판단한다.
또한, 특정 변위 순서가, 설정되는 특정한 작동 모드를 나타내는 것을 예상할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 현재의 청소 프로그램을 예상보다 빠른 시기에 끝내고 싶어서 로봇 청소장치(10)를 충전기로 돌려보낸다고 가정하면, 사용자는 제어기(16)가 프로그램을 종료하게 하고 충전기로 돌려 보내기 위해, 로봇 장치를 가볍게 연달아 3번 발로 차서 세 번의 연속적인 약간의 변위를 일으킬 수 있다. 로봇 장치(10)에 미리 정의되고, 사용자에 의해 야기된 특정한 변위 특성과 연관된 것을 고려하면, 어떠한 작동 모드도 실제로 설정될 수 있다.
또한 로봇 청소 장치(10)의 변위 특성이 반드시 기준 위치에 기반하여 결정되어야 하는 것은 아니며 대안적으로는 상대적인 특정일 수 있다는 것에 주의해야 한다. 예를 들어, 로봇 청소 장치를 "12시" 방향에서 "2시" 방향으로 회전시킴으로써 변위시키는 이전의 예시적인 실시예를 참조하면, 예를 들어 "4시" 방향에서 "6시" 방향으로 동일한 상대 회전을 수행함으로써, 제어기가 동일한 변위 특성을 결정하게 됨에 따라, 동일한 명령이 로봇에 제공될 수 있다. 또한, IMU(24)에 의해 감지된 회전 속도에 따라, 로봇이 회전되는 속도 자체가 특정한 청소 프로그램을 나타낼 수 있고, 이 때 예를 들어 제1 속도에서의 로봇(10)의 회전이 제1 작동 모드를 나타낼 수 있는 한편, 제2 속도에서의 로봇(10)의 동일한 회전이 제2 작동 모드를 나타낼 수 있다.
도 5는 로봇 청소 장치(10)의 작동을 제어하는 본 발명의 방법의 다른 실시예를 도시하는 순서도를 보여준다. 이러한 특정한 예시적 실시예에서, 사용자는 로봇 장치(10)를 바닥으로부터 들어올려서 UI(29)가 바닥을 향하도록 뒤집는다. 도 5의 (일반적으로 로봇 청소 장치(10)의 메모리(25)에 저장되는) 룩업 테이블에서 볼 수 있듯이, 로봇을 뒤집는 것으로 야기된 변위는 사용자가 로봇(10)을, 예를 들어 무선 인터페이스를 통해 로봇(10)을 사용자의 스마트폰에 연결하기 위한 무선 설정 모드로 설정하고 싶어하는 것을 나타낼 것이며, 이 때 스마트폰은 로봇(10)과 통신하기 위한 적절한 애플리케이션을 실행한다.
로봇 장치(10)의 IMU(24)는 단계 S101에서 이러한 변위를 감지할 것이고, 제어기(16)는 사용자에 의해 야기되고 IMU(24)에 의해 감지된 변위를 등록한다. 이러한 실시예에서 제어기(16)는 단계 S102에서 단지 IMU 데이터로부터 로봇 장치(10)가 뒤집어졌다는 결론을 내림으로써 변위의 특성을 결정할 것이다. 이러한 결정된 특성, 즉 실제로 IMU 판독값은 단계 S103a에서 제어기(16)에 의해 룩업 테이블의 항목 A, B 및 C와 비교되며, 여기에서는 미리 저장된 특성 C와 일치하는 것으로 결정된다. 미리 저장된 각각의 특성은 상응하는 작동 모드와 연관되며, 사용자에 의해 로봇(10)이 뒤집어지게 하는 변위는 제어기(16)로 하여금 단계 S103에서 로봇을 "무선 설정" 모드로 설정하게 할 것이라고 추론할 수 있다.
도 6을 참조하면, 무선 설정 모드에서, 로봇(10)은 예를 들어 블루투스를 통해 사용자의 모바일 단말기(30)(예컨대 스마트폰)와 무선으로 통신할 것이다. 그러면 스마트폰(30)은 특정한 애플리케이션을 통해 사용자의 무선 랜(WLAN) 이름 및 (필요한 경우) 요구되는 패스워드를 전송할 것이고, 이에 따라 로봇(10)은 그 후에 예컨대 무선 WiFi 통신을 위한 홈 라우터와 같은 접근점(AP)(31)에 의해 제공되는 무선 랜에 연결할 수 있다. 로봇(10)이 무선 설정 모드를 빠져나가 WiFi 모드에 들어가기 위해서는 정상 위치로 돌아가야 한다는 것을 예상할 수 있다. 이러한 특정 실시예에서, 제어기(16)는 트랜시버 기능을 구비하거나 또는 무선 통신을 수행하기 위한 별도의 트랜시버 장치(미도시)를 제어한다.
따라서, IMU(24)에 의해 감지된 변위는 정적인 방향 변화(예컨대 로봇(10)을 뒤집는 것) 및 동적인 방향 변화(즉, 사용자는 로봇(10)을 재빨리 특정 방향으로 돌리고 원래의 위치로 되돌림)를 둘 다 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 정상적인 작동 중 로봇 장치가 돌아다닐 때 매우 잘 발생할 수 있는 변위로 사용자가 로봇 청소 장치를 작동 모드로 설정함에 따라 정상적인 청소 프로그램 수행 중 뜻하지 않게 로봇 자체를 작동 모드에 들어가게 하는 상황을 피하기 위해, 설정되는 작동 모드는, 로봇 청소 장치의 정상 작동 중 발생하는 변위에 상응하는 특성에서 벗어나는 변위 특성과 연관되도록 구성된다.
따라서, 도 5의 룩업 테이블에 도시된 변위 특성을 참조하면, 가능하게는 사용자가 원하는 작동 모드로 로봇 청소 장치를 설정하기 위해서 취하는 동작들은, 로봇 장치의 "정상적인" 거동과 일치하지 않도록 선택되어야 한다는 결론을 내릴 수 있다. 룩업 테이블을 참조하면, 로봇 장치는 정상적인 작동 중 특성 A, B 및 C 중 임의의 하나를 따라 하도록 작동될 수 없다.
본 발명은 주로 몇 가지 실시예를 참조하여 상기에 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이, 전술된 것 이외의 다른 실시예가 본 발명의 범주 내에서 동일하게 가능하다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 로봇 청소 장치의 작동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 로봇 청소 장치의 변위를 감지하는 단계(S101);
    상기 로봇 청소 장치의 변위의 특성을 결정하는 단계(S102); 및
    상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치를 설정하는 단계(S103)를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    설정되는 상기 작동 모드는, 상기 로봇 청소 장치의 정상적인 작동 중 발생하는 변위에 상응하는 특성에서 벗어나는 변위 특성과 연관되도록 구성되는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 특성은 상기 로봇 청소 장치를 변위시키는 사용자에 의해 야기된 상기 로봇 청소 장치의 이동 패턴을 명시하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성은 상기 로봇 청소 장치의 방향 변화를 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성은 상기 로봇 청소 장치의 속도 변화를 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로봇 청소 장치를 작동 모드로 설정하는 단계는,
    상기 결정된 변위의 특성과, 특정 작동 모드와 연관된 미리 저장된 변위 특성을 비교하는 단계(S103a); 및
    상기 결정된 특성과 상기 미리 저장된 특성 사이에 관련성이 있는 경우, 상기 미리 저장된 변위 특성과 연관된 상기 특정 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치를 설정하는 단계(S103)를 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치를 설정하는 단계(S103)는 또한 상기 로봇 청소 장치의 현재 작동 모드에 기반하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치를 설정하는 단계(S103)는, 미리 결정된 방향으로 변위된 경우, 무선 랜(WLAN)에 대한 상기 로봇 청소 장치의 무선 설정을 가능하게 하는 것을 포함하는 것인 방법.
  9. 로봇 청소 장치(10)에 있어서,
    관성 측정부(24); 및
    제어기(16)를 포함하되,
    상기 관성 측정부(24)는 상기 로봇 청소 장치(10)의 변위를 감지하도록 이루어지고,
    상기 제어기(16)는 상기 로봇 청소 장치(10)의 변위의 특성을 결정하고, 상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치(10)를 설정하도록 이루어지는 것인, 로봇 청소 장치(10).
  10. 제9항에 있어서,
    설정되는 상기 작동 모드는, 상기 로봇 청소 장치(10)의 정상적인 작동 중 발생하는 변위에 상응하는 특성에서 벗어나는 변위 특성과 연관되도록 구성되는 것인 로봇 청소 장치(10).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 특성은 상기 로봇 청소 장치(10)를 변위시키는 사용자에 의해 야기된 상기 로봇 청소 장치(10)의 이동 패턴을 명시하는 것인 로봇 청소 장치(10).
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성은 상기 로봇 청소 장치(10)의 방향 변화를 포함하는 것인 로봇 청소 장치(10).
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결정된 변위의 특성은 상기 로봇 청소 장치(10)의 속도 변화를 포함하는 것인 로봇 청소 장치(10).
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기(16)는 또한, 상기 로봇 청소 장치(10)를 작동 모드로 설정할 때,
    결정된 변위의 특성과, 특정 작동 모드와 연관된 미리 저장된 변위 특성을 비교하고,
    상기 결정된 특성과 상기 미리 저장된 특성 사이에 관련성이 있는 경우, 상기 미리 저장된 변위 특성과 연관된 상기 특정 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치(10)를 설정하도록 이루어지는 것인 로봇 청소 장치(10).
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기(16)는, 상기 로봇 청소 장치(10)의 현재 작동 모드를 고려하여, 상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치(10)를 설정하도록 이루어지는 것인 로봇 청소 장치(10).
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기(16)는, 상기 결정된 변위의 특성과 연관된 작동 모드로 상기 로봇 청소 장치(10)를 설정할 때, 미리 결정된 방향으로 변위된 경우 무선 랜(WLAN)에 대한 상기 로봇 청소 장치(10)의 무선 설정을 가능하게 하도록 이루어지는 것인 로봇 청소 장치(10).
  17. 장치(10)에 포함된 제어기(16) 상에서 컴퓨터-실행 가능 명령이 실행될 때 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 단계를 상기 장치가 수행하게 하기 위한 상기 컴퓨터-실행 가능 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램(25).
  18. 제17항에 따른 컴퓨터 프로그램(25)이 내장된 컴퓨터 판독 가능 매체(26)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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