KR20190130177A - 로봇 청소기 - Google Patents

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KR20190130177A
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성철모
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 로봇 청소기는 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체와, 상기 본체에 배치되고, 상기 본체 전방의 소정 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부와, 상기 본체에 배치되고, 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사하는 제 1 패턴 조사부와, 상기 본체에서 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사하는 제 2 패턴 조사부를 포함하고, 상기 제 1 패턴은 제 1 수평선과 상기 제 1 수평선과 교차하는 제 1 수직선을 포함하고, 상기 제 2 패턴은 제 2 수평선과 상기 제 2 수평선과 교차하는 제 2 수직선을 포함하고, 상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 상기 제 1 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 1 교차점과 상기 제 2 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점은 상기 제 1 수평선, 상기 제 1 수직선, 상기 제 2 수평선 및 상기 제 2 수직선에 의해 규정된 사각형의 1 대각선 상에 위치한다.

Description

로봇 청소기{ROBOT CLEANER}
본 발명은 자율주행 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하는 기기이다. 이러한 로봇 청소기는 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 스스로 감지하여 장애물 회피 동작을 수행하거나 청소구역을 매핑(mapping)한다.
최근에는 로봇 청소기의 전방으로 특정한 패턴의 광을 조사하여 이를 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 상기 패턴을 추출하고, 이를 바탕으로 청소구역 내의 장애물 상황을 파악하여 주행을 제어하는 기술이 적용되고 있다. 예를 들어, 한국공개특허 10-2013-0141979호(이하, '979 발명이라 함.)는 십자 패턴의 광을 조사하는 광원모듈과 청소기 전방의 영상을 획득하는 카메라 모듈을 구비한 로봇 청소기를 개시하고 있다. 이러한 로봇 청소기는 카메라 모듈을 통해 획득된 영상으로부터 패턴을 추출하고, 이를 바탕으로 청소구역 내의 장애물 상황을 파악하고 있다. 그런데, 이러한 로봇 청소기의 경우, 상기 광원모듈은 일정한 각도로 광을 조사하도록 구성되고, 하나만 구비되기 때문에, 장애물을 감지할 수 있는 범위에 제약이 따르고, 높이를 갖는 장애물의 입체적인 형태를 파악하는데도 어려움이 있었다. 특히, '979 발명은 십자 패턴이 청소구역의 바닥을 향해 조사되는 특성상, 상기 광원 모듈보다 높이 위치한 장애물 또는 바닥으로부터의 높이가 상기 광원 모듈부터 높은 곳까지 이르는 장애물을 감지할 수는 없다.
'979 발명은 상기 카메라 모듈로부터 출사된 수직선 형태의 광이 장애물에 입사되는 경우, 상기 장애물의 높이를 어느 정도 가늠해 볼 수는 있으나, 이로부터 알 수 있는 장애물 정보는 어디까지나 수직선 패턴이 조사된 부분에 한정된 것이었다.
또한, 침대와 같은 장애물의 경우는, 침대 다리에 매트리스가 거치되기 때문에, 상기 매트리스 아래로 소정의 공간이 형성되기 마련인데, 침대로부터 로봇 청소기의 위치에 따라서는, 상기 광원모듈로부터 조사된 십자 패턴의 광 모두가 상기 공간 내의 바닥으로 조사되어, 로봇 청소기의 제어 유닛은 상기 매트리스를 식별해 내지 못하고, 따라서, 로봇 청소기가 침대가 있는 쪽으로 계속하여 주행되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 공간의 높이에 따라서는 로봇 청소기가 상기 공간 내로 진입하지 못하고, 매트리스를 지지하는 프레임 등의 구조물과 충돌하거나, 바닥과 프레임 사이에 끼게 되어 더 이상 주행하지 못하게 되는 문제가 있었다.
또한, '979 발명의 경우에는 영상에 표시된 수평선의 형태로부터 패턴 광이 입사된 장애물의 형태를 가늠할 수 있으나, 이러한 방식을 통해 얻게되는 장애물의 형태에 대한 정보는 상기 수평선이 입사된 영역에 한정되기 때문에, 로봇 청소기가 현 위치에서 얻을 수 있는 정보가 제한적이었다. 예를 들어, 장애물의 상/하부에 이르는 전반적인 형태에 대한 정보를 얻기 위해서는 로봇 청소기가 이동 또는 회전하면서 상기 패턴 광을 이용하여 장애물을 스캔하여야 하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 첫째, 상하로 배치된 두 개의 패턴 조사부로부터 조사된 패턴들을 이용하여 장애물에 대한 보다 구체적인 정보를 획득할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
둘째, 패턴 조사부로부터 조사된 패턴 광을 구성하는 수평선과 수직선의 교차점의 위치 정보를 이용하여 장애물의 형태에 대한 구체적인 정보를 획득할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
셋째, 영상이 획득된 현 위치에서 전방의 장애물의 상, 하부 전반에 대한 형태 정보를 획득할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다. 특히, 장애물의 상부가 하부에 대해 돌출되었거나 오목한 형태인 경우, 이러한 형태를 현위치에서 획득한 영상으로부터 파악할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
넷째, 벽을 따라 주행하는 동작(wall following)을 보다 정교하게 실시할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
다섯째, 침대와 같이 청소 구역의 바닥과의 사이에 소정 높이의 공간을 형성하는 장애물이 존재하는 경우, 주행 중에 상기 공간에 끼이는 것을 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 로봇 청소기는, 본체, 영상 획득부, 제 1 패턴 조사부 및 제 2 패턴 조사부를 포함한다.
상기 본체는 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입한다. 상기 영상 획득부는, 상기 본체에 배치되고, 상기 본체 전방의 소정 영역의 영상을 획득한다.
상기 제 1 패턴 조사부는 상기 본체에 배치되고, 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사한다. 상기 제 2 패턴 조사부는, 상기 본체에서 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사한다. 상기 제 2 패턴 조사부는 상기 제 1 패턴 조사부에 비해 상측에 위치한 장애물을 감지하는데 이용될 수 있다.
상기 제 1 패턴은 제 1 수평선과 상기 제 1 수평선과 교차하는 제 1 수직선을 포함한다. 상기 제 1 수직선에 대해 비대칭일 수 있다. 상기 제 1 패턴은, 상기 제 1 수평선에 대해 비대칭일 수 있다.
상기 제 2 패턴은, 제 2 수평선과 상기 제 2 수평선과 교차하는 제 2 수직선을 포함한다. 상기 제 2 패턴은 상기 제 2 수직선에 대해 비대칭일 수 있다. 상기 제 2 패턴은 상기 제 2 수평선에 대해 비대칭일 수 있다.
상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 상기 제 1 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 1 교차점과 상기 제 2 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점은 상기 제 1 수평선, 상기 제 1 수직선, 상기 제 2 수평선 및 상기 제 2 수직선에 의해 규정된 사각형의 제 1 대각선(diagonally arranged)상에 위치한다.
상기 수직면 상에서 상기 제 1 교차점은 상기 제 2 교차점 보다 하측에 위치할 수 있다.
상기 로봇 청소기는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 영상에서 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점의 좌표값을 바탕으로 장애물의 형태를 파악할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 영상에서 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점의 좌표값을 바탕으로 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점이 입사된 벽을 따라 상기 본체가 주행하도록 제어할 수 있다.
상기 제 1 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 3 교차점과, 상기 제 2 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 4 교차점은 상기 사각형의 제 2 대각선 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 상기 제 1 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 1 교차점은 상기 제 2 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점 보다 하측에 위치하고, 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점은 수평방향으로 이격되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시 상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴은 사각형을 구성한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 로봇 청소기는, 첫째, 상하로 배치된 두 개의 패턴 조사부로부터 조사된 패턴들을 이용하여 장애물에 대한 보다 구체적인 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다. 특히, 장애물의 상부와 하부에서의 구체적인 형태를 파악할 수 있다.
둘째, 패턴 광을 구성하는 수평선과 수직선의 교차점의 위치 정보를 이용하여 장애물의 형태에 대한 구체적인 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다. 특히, 상기 교차점들이 둘 이상이어서, 어느 교차점에 대한 다른 교차점의 상대 위치를 바탕으로 상기 각 교차점 인근의 장애물의 형태를 파악할 수 있다.
셋째, 영상이 획득된 현 위치에서 전방의 장애물의 상, 하부 전반에 대한 형태 정보를 획득할 수 있고, 상부가 하부에 대해 돌출되었거나 오목한 형태인 경우, 장애물에 대한 정보를 현위치에서 획득한 영상으로부터 파악할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기를 이동 또는 회전시켜 패턴 광이 장애물을 스캔하도록 하고, 이를 통해 장애물에 대한 정보를 얻는 종래의 방식에 비해 효율적이다.
넷째, 벽을 따라 주행하는 동작(wall following)을 보다 정교하게 실시할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 침대와 같이 청소 구역의 바닥과의 사이에 소정 높이의 공간을 형성하는 장애물이 존재하는 경우, 주행 중에 상기 공간에 로봇 청소기가 끼는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 로봇 청소기의 수평 화각을 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 로봇 청소기의 전면도이다.
도 4는 도 1의 로봇 청소기의 저면을 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 로봇 청소기의 주요부들을 도시한 블록도이다.
도 6은 장애물 감지유닛의 전면도(a)와 측면도(b)이다.
도 7은 장애물 탐지 모듈의 감지유닛의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다.
도 8은 패턴 조사부에 의해 패턴 광이 생성되는 원리를 보이는 도면이다.
도 9는 제 1 패턴 광(a)과 제 2 패턴 광(b)을 도시한 것이다.
도 10은 소정의 수직면 상에 입사된 패턴 광들을 도시한 것이다.
도 11은 제 1 장애물에 패턴 광들이 입사된 상태를 도시한 것이다.
도 12는 제 2 장애물에 패턴 광들이 입사된 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다. 도 2는 도 1의 로봇 청소기의 수평 화각을 도시한 것이다. 도 3은 도 1의 로봇 청소기의 전면도이다. 도 4는 도 1의 로봇 청소기의 저면을 도시한 것이다. 도 5는 도 1의 로봇 청소기의 주요부들을 도시한 블록도이다. 도 6은 장애물 감지유닛의 전면도(a)와 측면도(b)이다. 도 7은 장애물 탐지 모듈의 감지유닛의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다. 도 8은 패턴 조사부에 의해 패턴 광이 생성되는 원리를 보이는 도면이다. 도 9는 제 1 패턴 광(a)과 제 2 패턴 광(b)을 도시한 것이다. 도 10은 소정의 수직면 상에 입사된 패턴 광들을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 청소구역의 바닥을 따라 이동하며, 상기 바닥 상의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되는 장애물 감지유닛(obstacle sensor 100)을 포함할 수 있다.
본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)에 배치되어 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)과, 케이싱(11)에 회전 가능하게 구비되는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 포함할 수 있다. 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))이 회전함에 따라 본체(10)가 청소구역의 바닥을 따라 이동되며, 이 과정에서 흡입유닛(34)을 통해 이물질이 흡입된다.
흡입유닛(34)은 흡입력을 발생시키는 흡입 팬(미도시)과, 상기 흡입 팬의 회전에 의해 생성된 기류가 흡입되는 흡입구(10h)를 포함할 수 있다. 흡입유닛(34)은 흡입구(10h)를 통해 흡입된 기류 중에서 이물질을 채집하는 필터(미도시)와, 상기 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 본체(10)는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 구동시키는 주행 구동부(300)를 포함할 수 있다. 주행 구동부(300)는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 구동모터는 좌륜(36(L)))을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜(36(R))을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.
제어부(controller, 200)는 주행 구동부(300)를 제어하는 주행제어부(travel controller, 230)을 포함할 수 있다. 주행제어부(230)에 의해 상기 좌류 구동모터와 상기 우륜 구동모터의 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어 질 수 있다. 예를들어, 본체(10)가 직진 주행하는 경우에는 상기 좌륜 구동모터와 상기 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 상기 좌륜 구동모터와 상기 우륜 구동모터가 다른 속도로 회전되거나, 서로 반대 방향으로 회전되는 경우에는 본체(10)의 주행 방향이 전환될 수 있다. 본체(10)의 안정적인 지지를 위한 적어도 하나의 보조륜(37)이 더 구비될 수 있다.
데이터부(240)에는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 획득영상이 저장되고, 장애물 정보획득부(220)가 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장된다. 또한, 데이터부(240)에는 로봇 청소기(1)의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 로봇 청소기(1)의 청소모드에 따른 데이터가 저장되며, 생성되거나 또는 외부로부터 수신되는 맵이 저장될 수 있다.
청소부(310)는 브러쉬를 동작시켜 로봇 청소기(1) 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하기 쉬운 상태로 만들고, 흡입장치를 동작시켜 먼지 또는 이물질을 흡입한다. 청소부(310)는 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)에 구비되는 흡입 팬의 동작을 제어하여 먼지가 흡입구를 통해 이물질 채집통에 투입되도록 한다.
또한, 데이터부(240)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.
케이싱(11)의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 브러시(35)가 더 구비될 수 있다. 브러시들(35)의 회전에 의해 청소구역의 바닥으로부터 먼지들이 제거되며, 이렇게 바닥으로부터 분리된 먼지들은 흡입구(10h)를 통해 흡입되어 채집통에 모인다.
케이싱(11)의 상면에는 사용자로부터 로봇 청소기(1)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 컨트롤 패널(39)이 구비될 수 있다.
본체(10)에는 재충전이 가능한 베터리(38)가 구비되며, 베터리(38)의 충전 단자(33)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 별도의 충전대(미도시)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자(33)가 상용 전원과 전기적으로 연결되고, 베터리(38)의 충전이 이루어질 수 있다. 로봇 청소기(1)를 구성하는 전장 부품들은 베터리(38)로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 베터리(38)가 충전된 상태에서 로봇 청소기(1)는 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.
장애물 감지유닛(100)은 본체(10)의 전면에 배치될 수 있다. 장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120)와, 제 2 패턴 조사부(130)와, 영상 획득부(140)를 포함한다. 영상 획득부(140)는 본체(10) 전방의 소정 영역의 영상을 획득한다. 제 1 패턴 조사부(120)는 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사한다. 제 2 패턴 조사부(130)는 제 1 패턴 조사부(120)의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사한다.
보다 상세하게, 도 6을 참조하면, 장애물 감지유닛(100)은 케이싱(11)의 전면에 고정되고, 상하로 길게 형성된 모듈 프레임(110)을 더 포함할 수 있고, 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)는 모듈 프레임(110)에 설치될 수 잇다. 실시예에 따라, 모듈 프레임(110)이 없이 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및/또는 영상 획득부(140)가 케이싱(11)에 직접 고정되는 것도 가능하다.
도 8을 참조하면, 각각의 패턴 조사부(120, 130)는 광원(41)과, 광원(41)으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element, 43)를 포함할 수 있다.
또한, 패턴 조사부(120, 130)는 광원(41)으로부터 조사된 광(도 8은 예시적으로 제 1 수평선(P11)을 도시하고 있음.)을 직진광(또는, 평행관)으로 변환하는 콜리메이터(collimator, 42)를 포함할 수 있다. 특히, 광원(41)이 점광원인 경우, 광원(41)으로부터 나오는 발산광이 콜리메이터(42)를 통과하며 직진광으로 변환된 후, 패턴생성자(43)로 입사될 수 있다. 참고로, 도 8에서 HW는 영상 획득부(140)에 의해 영상이 획득되는 범위를 표시한 것이다.
광원(41)은 레이져 다이오드(Laser Diode, LD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등 일 수 있다. 레이져 광은 단색성, 직진성 및 접속 특성에 있어 다른 광원에 비해 월등해, 정밀한 거리 측정이 가능하며, 특히, 적외선 또는 가시광선은 대상체의 색상과 재질 등의 요인에 따라 거리 측정의 정밀도에 있어서 편차가 크게 발생되는 문제가 있기 때문에, 광원(41)으로는 레이져 다이오드가 바람직하다. 패턴생성자(43)는 렌즈 또는 DOE(Diffractive Optical Element)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 조사부(120, 130)에 구비된 패턴 생성자(43)의 구성에 따라 다양한 패턴의 광을 구현할 수 있다.
예를 들어, 한국공개특허 10-2015-0050160은 광원으로부터 조사된 광을 십자 패턴으로 변화하는 렌즈를 개시하고 있다. 상기 렌즈는 상기 광원으로부터 조사된 광이 입사되는 입사면에 볼록셀들을 갖고, 상기 입사면은 상기 광원으로부터 조사된 광을, 상기 수평선 형태로 변환시키는 제 1 영역과, 상기 수직선 형태로 변환시키는 제 2영역으로 구분되고, 상기 제 1 영역에는 서로 평행하게 수직 방향으로 연장되는 수직 볼록셀들이 형성되고, 상기 제 2 영역에는 서로 평행하게 수평 방향으로 연장되는 수평 볼록셀들이 형성된다. 본 실시예에서와 같이 비 대칭형태의 십자 패턴의 광은 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 형태나 위치나 배열을 조절하거나, 상기 렌즈의 입사면 상에서 광이 입사되는 위치를 조절함으로써 형성될 수 있으며, 이에 한하지 않고, 공지된 다양한 방식에 의할 수 있다.
한편, 제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 패턴의 광(P1, 이하, 제 1 패턴 광이라고 함.)을 본체(10)의 전방 하측을 향해 조사할 수 있다. 따라서, 제 1 패턴 광(P1)은 청소구역의 바닥을 향해 입사될 수 있다. 제 1 패턴 광(P1)은 제 1 수평선(P11)과 제 1 수직선(P12)이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 십자 패턴은 제 1 수평선(P11)에 대해 비대칭인 형태 또는 제 1 수직선(P12)에 대해 비대칭인 형태이며, 더 바람직하게는, 실시예와 같이, 제 1 수평선(P11)과 제 1 수직선(P12) 모두에 대해 비대칭인 형태이다.
마찬가지로, 제 2 패턴 광(P2)은 제 2 수평선(P12)과 제 2 수직선(P22)이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 십자 패턴은 제 2 수평선(P21)에 대해 비대칭인 형태 또는 제 2 수직선(P22)에 대해 비대칭인 형태이며, 더 바람직하게는, 실시예와 같이, 제 2 수평선(P21)과 제 2 수직선(P22) 모두에 대해 비대칭인 형태이다.
제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)는 일렬로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 위에서 아래로, 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140) 순으로 배치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.
제 1 패턴 조사부(120)는 전방을 향해 하방으로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하여, 제 1 패턴 조사부(120) 보다 하측에 위치하는 장애물을 감지하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 1 패턴 조사부(120)의 하측에 위치하여 전방을 향해 상방으로 제 2 패턴의 광(P2, 이하, 제 2 패턴 광이라고 함.)을 조사할 수 있다. 따라서, 제 2 패턴 광(P2)은 청소구역의 바닥으로부터 적어도 제 2 패턴 조사부(130) 보다 높이 위치하는 장애물, 장애물의 일정 부분 또는 벽면에 입사될 수 있다.
도 9에서 O1과 O2는 각각 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 조사되는 영역(점선으로 표시된 사각형)의 중심을 표시한 것으로, 패턴 광(P1, P2)의 조사방향은 각 패턴 조사부(120, 130)가 중심(O1, O2)을 향하는 방향으로 정의하고, 이 방향들을 따르는 직선이 도 7에는
Figure pat00001
과
Figure pat00002
로 표시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 측면에서 바라볼 시, 제 1 패턴 광(P1)이 조사되는 경로(
Figure pat00003
)와 제 2 패턴 광(P2)이 조사되는 경로(
Figure pat00004
)는 교차된다. CP는 제 1 패턴 광(P1)이 조사되는 경로(
Figure pat00005
)와 상기 제 2 패턴 광(P2)이 조사되는 경로(
Figure pat00006
)가 교차되는 지점으로, 지점(CP)은 영상 획득부(140)에 의해 영상이 획득되기 시작하는 바닥(BT) 상의 지점(d2)보다 본체(10)로부터 더 근접하게 위치될 수 있다.
한편, 도 2에 표시된 θh는 제 1 패턴 조사부(120)로부터 조사된 패턴 광(P1)의 수평 조사각을 표시한 것으로, 수평선(Ph)의 양단이 제 1 패턴 조사부(120)와 이루는 각도를 나타내며, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 2에 표시된 점선은 로봇 청소기(1)의 전방을 향하는 것이며, 제 1 패턴 광(P1)은 상기 점선에 대해 비대칭인 형태로 구성될 수 있다.
제 2 패턴 조사부(130) 역시 제 1 패턴 조사부(120)와 마찬가지로 수평 조사각이, 바람직하게는, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해질 수 있으며, 실시예에 따라서는 제 1 패턴 조사부(120)와 동일한 수평 조사각으로 패턴 광(P2)을 조사할 수 있으며, 이 경우, 제 2 패턴 광(P1) 역시 도 2에 표시된 점선에 대해 비대칭인 형태로 구성될 수 있다.
제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 이들 패턴 광(P1, P2)에 의해 사각형(Q)이 정의된다. 여기서, 상기 수직면은 도 7에서, 제 1 패턴 광(P1)이 조사되는 방향과 제 2 패턴 광(P2)이 조사되는 방향이 서로 교차하는 지점(CP)으로부터 제 1 패턴 광(P1)이 조사되는 방향이 바닥을 지시하는 지점(즉, 도 7에서
Figure pat00007
가 바닥(BT)과 만나는 지점 d2) 사이에서 정의될 수 있다.
사각형(Q)은, 제 1 수평선(P11), 제 2 수직선(P12), 제 2 수평선(P21) 및 제 2 수직선(P22)에 의해 규정된다. 제 1 수평선(P11), 제 1 수직선(P12), 제 2 수평선(P21) 및 제 2 수직선(P22)에 의해 사각형(Q)의 네 꼭지점이 형성되고, 제 1 수평선(P11)과 제 1 수직선(P12)이 교차하는 제 1 교차점(C1)과 제 2 수평선(P21)과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점(C2)은 사각형(Q)의 제 1 대각선(diagonally arranged)상에 위치된다.
한편, 실시예에 따라, 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 서로 교차하지 않아 꼭지점 C3 및/또는 C4는 미생성될 수 있고, 이 경우 사각형(Q)의 꼭지점(C3, C4)는 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)을 구성하는 수평선 및/또는 수직선이 연장됨으로써 서로 만나는 교차점이다.
영상 획득부(140)는 본체(10) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 특히, 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(이하, 획득영상이라고 함.)에는 패턴 광(P1, P2)이 나타되며, 이하, 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간 상에 입사된 패턴 광(P1, P2)이 이미지 센서에 맺힌 상이기 때문에, 패턴 광들(P1, P2)과 같은 도면 부호를 부여하여, 제 1 패턴 광(P1) 및 제 2 패턴 광(P2)과 각각 대응하는 상들을 제 1 광 패턴(P1) 및 제 2 광 패턴(P2)이라고 하기로 한다.영상 획득부(140)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 디지털 카메라를 포함할 수 있으며, 상기 디지털 카메라는 렌즈(미도시), 이미지센서(미도시) 및 영상처리모듈(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 상기 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 상기 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 상기 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.
상기 영상처리모듈은 상기 이미지센서로부터 출력된 아날로그 신호를 바탕으로 디지털 영상을 생성한다. 상기 영상처리모듈은 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터와, 상기 AD컨버터로부터 출력된 디지털 신호에 따라 일시적으로 디지털 정보(digital data)를 기록하는 버퍼 메모리(buffer memory)와, 상기 버퍼 메모리에 기록된 정보를 처리하여 디지털 영상을 구성하는 디지털 신호처리기(DSP:Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.
또한, 로봇 청소기(1)는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
획득영상에서 수평선(P11, P21)과 수직선(P12, P22)은 상기 영상처리모듈을 구성하는 렌즈의 물리적 특성으로 인해 왜곡(distortion)될 수 있다. 이 경우, 획득영상에서 얻어지는 사각형은 각 변들이 곡선으로 이루어진 형태(즉, 곡면상에 사각형을 그린 경우와 유사한 형태)로써 엄밀한 의미에서 평면상의 사각형으로 정의되지는 않으나, 이 경우에도 선분들이 이루는 네 개의 꼭지점을 명확하게 도출될 수 있는 바, 이와 같은 형태 역시 역시 사각형(Q)이라고 정의한다.
제어부(200)는 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(획득영상)으로부터 광 패턴(P1, P2)을 검출하는 패턴검출부(pattern extractor 210)을 포함할 수 있다. 패턴검출부(210)은 획득영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 광 패턴(P1, P2) 또는 광 패턴(P1, P2)을 구성하는 점, 선, 면 등을 검출할 수 있다.예를 들어, 패턴검출부(210)은 주변보다 밝은 픽셀들이 연속됨으로써 구성되는 선분들을 추출하여, 수평선(P11, P12)과 수직선(P21, P22)를 추출할 수 있다.
특히, 수평선(P11, P21)들과 수직선(P21, P22)들이 교차하며 생성하는 교차점들(C1, C2, C3, C4)은 주변보다 더 밝기 때문에, 제어부(200)는 수평선(P11, P21) 또는 수직선(P12, P22)을 구성하는 복수의 픽셀 중에서 주변보다 밝기가 밝은 하나 이상의 특징점을 교차점(C1, C2, C3, C4)으로 검출할 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 디지털 영상으로부터 원하는 형태의 패턴을 추출하는 다양한 기법들이 이미 알려져 있는 바, 패턴검출부(210)는 이들 공지된 기술들을 이용하여 제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)을 추출할 수 있다.
이하, 제 1 패턴 조사부(120) 또는 제 2 패턴 조사부(130)의 조사 방향이 수평과 이루는 각도를 수직 조사각이라고 정의한다. 구체적으로, 수직 조사각은 각각의 패턴 조사부(120, 130)를 구성하는 렌즈들의 주축(Optical axis)이 향하는 방향이 수평과 이루는 각도로 정의될 수 있으며, 여기서, 상기 렌즈들의 주축은 각각 도 9에 도시된 중심(O1, O2)을 지난다.
제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 상하 대칭으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 소정의 수직선 상에 배열되되, 제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 수직 조사각(θr1)으로 하향으로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 같은 크기의 제 2 수직 조사각(θr2)으로 상향으로 제 2 패턴 광(P2)을 조사한다.
제 1 패턴 조사부(120) 및/또는 제 2 패턴 조사부(130)로부터 조사된 패턴 광이 장애물에 입사되었을 시, 상기 장애물이 제 1 패턴 조사부(120)로부터 떨어진 위치에 따라, 획득영상에서 광 패턴(P1, P2)의 위치가 달라진다. 예를 들어, 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 소정의 장애물에 입사되었을 시, 상기 장애물이 로봇 청소기(1)로부터 가깝게 위치한 것일수록, 획득영상에서 제 1 광 패턴(P1)- 특히, 수평선(P11)-이 높은 위치에 표시되며, 반대로, 제 2 광 패턴(P2)의 수평선(P21)은 낮은 위치에 표시된다. 즉, 영상 획득부(140)에 의해 생성되는 영상을 구성하는 행(횡방향으로 배열된 픽셀들로 이루어진 선)에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터를 미리 저장하였다가, 영상 획득부(140)를 통해 획득된 영상에서 검출된 광 패턴(P1, P2)이 소정의 행에서 검출되면, 그 행에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터로부터 장애물의 위치가 추정될 수 있다.
한편, 영상 획득부(140)는 렌즈의 주축이 수평한 방향을 향하도록 정렬될 수 있다. 도 7에 표시된 θs는 영상 획득부(140)의 화각을 표시한 것으로, 100˚ 이상의 값으로 설정되고, 바람직하게는 100˚ 내지 110˚이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다.
도 4에서, 영상 획득부(140)가 획득한 영상에서 청소구역의 바닥은 d2로 표시된 지점 이후부터 나타난다. 지점 CP로부터 d2 사이에 수직면이 위치하는 경우, 상기 수직면 상에는 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)에 의해 규정되는 사각형(Q)이 정립된 형태로 형성된다.
참고적으로, 지점 CP 보다 로봇 청소기(1)에 더 근접한 위치에 수직면이 위치하는 경우, 상기 수직면 상에는 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)에 의해 규정되는 사각형(Q)이 상기 정립된 형태의 역상(즉, 뒤집어진 형태)으로 형성된다.
또한, 도 7에 표시된 S1(로봇 청소기(1)로부터 d1 지점에 이르는 영역)제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)의 위치가 역전되는 영역을 표시한 것으로, 영역 S1내에 장애물이 위치하는 경우, 획득영상에서 제 1 수평선(P11)이 제 2 수평선(P21) 보다 상측에 위치된다.
도 11은 제 1 장애물에 패턴 광들이 입사된 상태를 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 제어부(200)는 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 형태 또는 위치를 바탕으로 장애물에 대한 정보를 획득할 수 있다.
수직면(PL)은 도 7에서 지점(CP)과 지점(d2) 사이에 위치한다. 점선으로 도시된 井자 형태의 격자는, 로봇 청소기(1)와 수직면(PL) 사이에 제 1 장애물(OB1, OB2)이 존재하지 않을 시, 수직면(PL)에 입사된 패턴 광(P1, P2)의 형태이다. 제 1 장애물(OB1, OB2)은 제 1 부분(OB1)과 제 1 부분(OB1)의 하부에서 전방으로 돌출된 제 2 부분(OB2)을 포함하고 있다.
이와 같은 경우, 제 1 패턴 광(P1)은 장애물(OB1, OB2)의 전방에서 후방으로 하향 조사되고 있고, 제 2 패턴 광(P1)은 장애물(OB1, OB2)의 전방에서 후방으로 상향 조사되고 있다.
BT는 로봇 청소기(1)가 주행하는 바닥이고, WL은 바닥에 수직하고 장애물(OB1, OB2)의 후방에 위치하는 벽이다.
점선으로 도시된 격자에서, 제 1 교차점(C1)은 상기 격자의 중심에서 XY 직교 좌표계를 정의할 시 제 4 사분면 상에 위치하고, 제 2 교차점(C2)은 제 2 사분면 상에 위치한다.
그리고, 제 3 교차점(C3)은 제 3 사분면에 위치하고, 제 4 교차점(C4)은 제 1 사분면에 위치한다. 제 2 교차점(C3)과 제 4 교차점(C4)은 사각형(Q)의 제 2 대각선(상기 제 1 대각선을 가로지르는 대각선) 상에 위치할 수 있다.
한편, 지점(CP, 도 7 참조.)과 수직면(PL) 사이에 제 1 장애물(OB1, OB2)이 존재하는 경우, 장애물(OB1, OB2)에 표시된 패턴에서, 점선으로 표시된 격자와 비교하여 제 1 수평선(P11)은 상방향(+Y)으로 이동되는 반면, 제 2 수평선(P21)은 하방향(-Y)으로 이동되고, 제 1 수직선(P12)은 좌방향(-X)로 이동되고, 제 2 수직선(P22)은 우방향(+X)로 이동된다.
그런데, 제 2 부분(OB2)은 제 1 부분(OB1) 보다 더 전방으로 돌출되어 있기 때문에, 제 2 부분(OB2)에 입사된 제 1 수평선(P11)의 일부분은 제 1 부분(OB1)에 입사된 제 1 수평선(P11)의 다른 부분 보다 더 상측으로 이동되며, 제 2 부분(OB2)에 입사된 제 2 수평선(P12)의 일부분은 제 1 부분(OB1)에 입사된 제 1 수평선(P11)의 다른 부분 보다 더 우측으로 이동된다.
제어부(200)는 획득영상에서 구한 교차점의 위치 또는 좌표(실시예에서, C1*, C3*)를 바탕으로 장애물의 형상이 제 1 부분(OB1)과 제 1 부분(OB1)으로부터 돌출된 제 2 부분(OB2)을 포함하여 구성된다는 점을 파악할 수 있다.
특히, 장애물(OB1, OB2)의 형상에 대한 구체적인 정보가 현 위치에서의 획득영상에서 바로 구해질 수 있다. 구체적으로, 획득영상에 나타난 둘 이상의 교차점의 좌표값으로부터 어느 교차점이 위치한 부분이 다른 교차점이 위치한 부분에 비해 전방에 있는지 또는 후방에 있는지, 즉, 교차점들 간의 상대위치를 파악할 수가 있으며, 이러한 과정이 본체(10)의 회전이나 이동을 통한 장애물 탐지(scan) 없이도 이루어질 수 있는 것이다.
한편, 실시예에서는 획득영상에서의 제 3 교차점(C3*)의 좌표값(x3, y3)을 바탕으로 장애물의 돌출된 부분(OB1)을 탐지하는 것을 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 획득영상에서의 다른 교차점들(C1, C2, C4)의 좌표값을 바탕으로 장애물의 형태를 파악할 수도 있음은 물론이다. 참고로, 도 10은 로봇 청소기(1)와 장애물간의 거리가 가까워 질수록 획득영상에 표시되는 수평선(P11, P21)과 수직선(P12, P22)의 변위를 굵은 화살표로 표시하고 있고, 수평선(P11, P21)과 수직선(P12, P22)의 변위가 조합된 결과인 제 1 교차점(C1)과 제 2 교차점(C2)의 변위는 점선으로 표시하였다.
제어부(200)는, 획득영상에서 제 1 교차점(C1)과 제 2 교차점(C2)의 좌표값을 바탕으로 제 1 교차점(C1)과 제 2 교차점(C2)이 입사된 벽(WL)을 따라 본체(10)가 주행하도록 제어할 수 있다. 이러한 벽 추종주행(wall following)은 제 3 교차점(C3) 및/또는 제 4 교차점(C4)의 좌표값을 바탕으로 이루어질 수도 있다. 벽(WL)에 입사된 점(C1, C2, C3, C4)은 그 형태에 있어서는 큰 변화가 없이, 벽(WL)의 형태나 벽(WL)까지의 거리에 따라 위치만 가변되기 때문에, 로봇 청소기(1)가 획득영상에서의 점(C1, C2, C3, C4)을 추종하며 주행하도록 하는 것이 용이하다. 따라서, 벽 추종주행이 정교하게 이루어질 수 있다.
도 12는 제 2 장애물에 패턴 광들이 입사된 상태를 도시한 것이다. 도 12를 참조하면, 제 2 장애물(OB3, OB4)은 제 1 부분(OB3)의 하측에 후방으로 움푹한 공간을 형성하는 제 2 부분(OB4)을 포함한다. 이와 같은 장애물의 형태는 침대와 같이 다리들이 프레임을 떠받치고 있어서 상기 프레임 아래쪽에 공간이 형성되는 경우에 해당한다.
도 12에서 보이는 바와 같이, 제 1 패턴 광(P1)은 제 1 장애물(OB3)의 하측의 공간 내에까지 이르나, 제 2 패턴 광(P2)은 제 1 부분(OB1)에 입사되는 경우이다.
이 때, 제 1 패턴 광(P1)은 바닥(BT)에 입사되기 때문에 제 1 수평선(P11)은 획득영상에서 기준위치(로봇 청소기(1)가 위치하는 바닥 상에 제 1 패턴 광(P1)을 조사하였을 시 획득영상에 표현되는 위치)에 있을 것이다. 그리고, 제 1 패턴 광(P1)의 제 1 수직선(P12)은 전부가 바닥(BT)에 입사되거나, 부분적으로는 제 2 부분(OB4)상에까지 이를 수 있으며, 제어부(200)는 획득영상에서의 제 1 수직선(P12)의 위치를 바탕으로 제 1 부분(OB1) 하측의 공간의 깊이를 파악할 수 있다.
그리고, 제어부(200)는 획득영상에서의 제 2 패턴 광(P2)의 위치로부터, 로봇 청소기(1)로부터 제 1 부분(OB1)까지의 거리, 제 1 부분(OB1)의 높이나 형태를 파악할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 획득영상으로부터 구해지는 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)의 위치(또는, 형태)로부터 소정의 공간을 하측에 둔 장애물을 파악할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체;
    상기 본체에 배치되고, 상기 본체 전방의 소정 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 본체에 배치되고, 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사하는 제 1 패턴 조사부; 및
    상기 본체에서 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사하는 제 2 패턴 조사부를 포함하고,
    상기 제 1 패턴은,
    제 1 수평선과 상기 제 1 수평선과 교차하는 제 1 수직선을 포함하고,
    상기 제 2 패턴은,
    제 2 수평선과 상기 제 2 수평선과 교차하는 제 2 수직선을 포함하고,
    상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 상기 제 1 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 1 교차점과 상기 제 2 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점은 상기 제 1 수평선, 상기 제 1 수직선, 상기 제 2 수평선 및 상기 제 2 수직선에 의해 규정된 사각형의 제 1 대각선상에 위치하는 로봇 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직면 상에서 상기 제 1 교차점은 상기 제 2 교차점 보다 하측에 위치하는 로봇 청소기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은,
    상기 제 1 수직선에 대해 비대칭인 로봇 청소기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴은,
    상기 제 1 수평선에 대해 비대칭인 로봇 청소기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 패턴은,
    상기 제 2 수직선에 대해 비대칭인 로봇 청소기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 패턴은,
    상기 제 2 수평선에 대해 비대칭인 로봇 청소기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상에서 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점의 좌표값을 바탕으로 장애물의 형태를 파악하는 제어부를 더 포함하는 로봇 청소기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상에서 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점의 좌표값을 바탕으로 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점이 입사된 벽을 따라 상기 본체가 주행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 로봇 청소기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 3 교차점과, 상기 제 2 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 4 교차점은 상기 사각형의 제 2 대각선 상에 위치하는 로봇 청소기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 측면에서 바라볼 시, 상기 제 1 패턴의 광이 조사되는 경로와 상기 제 2 패턴의 광이 조사되는 경로는 교차되는 로봇 청소기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴의 광이 조사되는 경로와 상기 제 2 패턴의 광이 조사되는 경로가 교차되는 지점은,
    상기 영상 획득부에 의해 영상이 획득되기 시작하는 상기 바닥 상의 지점보다 상기 본체로부터 더 근접한 지점에 위치하는 로봇 청소기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 조사부, 상기 제 2 패턴 조사부 및 상기 영상 획득부는 상기 본체의 전면에 상하 방향으로 일렬로 배치되는 로봇 청소기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴 조사부, 상기 제 2 패턴 조사부 및 상기 영상 획득부는 상측에서부터 하측으로 차례로 배치되는 로봇 청소기.
  14. 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체;
    상기 본체에 배치되고, 상기 본체 전방의 소정 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 본체에 배치되고, 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사하는 제 1 패턴 조사부; 및
    상기 본체에서 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사하는 제 2 패턴 조사부를 포함하고,
    상기 제 1 패턴은,
    제 1 수평선과 상기 제 1 수평선과 교차하는 제 1 수직선을 포함하고,
    상기 제 2 패턴은,
    제 2 수평선과 상기 제 2 수평선과 교차하는 제 2 수직선을 포함하고,
    상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시, 상기 제 1 수평선과 상기 제 1 수직선이 교차하는 제 1 교차점은 상기 제 2 수평선과 상기 제 2 수직선이 교차하는 제 2 교차점 보다 하측에 위치하고, 상기 제 1 교차점과 상기 제 2 교차점은 수평방향으로 이격되어 있는 로봇 청소기.
  15. 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체;
    상기 본체에 배치되고, 상기 본체 전방의 소정 영역의 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 본체에 배치되고, 상기 영역 내로 제 1 패턴의 광을 하향으로 조사하는 제 1 패턴 조사부; 및
    상기 본체에서 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되고, 상기 영역 내로 제 2 패턴의 광을 상향으로 조사하는 제 2 패턴 조사부를 포함하고,
    상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광을 소정의 수직면에 입사하였을 시 상기 제 1 패턴과 상기 제 2 패턴은 사각형을 구성하는 로봇 청소기.
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