KR20200056494A - 로봇 청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20200056494A
KR20200056494A KR1020180136867A KR20180136867A KR20200056494A KR 20200056494 A KR20200056494 A KR 20200056494A KR 1020180136867 A KR1020180136867 A KR 1020180136867A KR 20180136867 A KR20180136867 A KR 20180136867A KR 20200056494 A KR20200056494 A KR 20200056494A
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하상두
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기는 본체를 이동시키는 주행부; 주변 조도를 감지하는 센싱부; 및 감지된 조도에 근거하여 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 또한, 제어부는, 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정하고, 설정된 청소영역으로 이동하도록 주행부를 제어하며, 설정된 청소영역에서 청소 동작을 수행하는 동안 감지된 조도가 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여 기 설정된 동작을 수행할 수 있다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어방법{A ROBOT CLEANER AND A CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 자율주행하며 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
청소기는 먼지와 이물질을 흡입하거나 걸레질을 통하여 청소 기능을 수행하는 장치이다. 일반적으로 청소기는 바닥에 대한 청소 기능을 수행하게 되며, 청소기는 이동을 위한 휠을 포함한다. 일반적으로 휠은 청소기 본체에 가해지는 외력에 의해 굴림되어 청소기 본체를 바닥에 대하여 이동시키도록 이루어진다.
그러나, 최근에는 사용자의 조작 없이 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기, 사용자의 조작에 의해 이동되는 노즐을 따라 스스로 이동하는 청소기 등과 같은 자율주행 청소기에 대한 연구가 활발해졌다.
또한, 기존에는 이러한 로봇 청소기가 정해진 알고리즘에 따라 청소영역을 청소했으나, 이에 의하면 다양한 상황과 사용자의 니즈를 만족시키지 못한다. 이에, 이러한 로봇 청소기에, 다양한 상황에 맞추어 최적의 청소영역을 스스로 설정하여 청소를 수행하는 스마트 케어 기능을 적용시키는 연구가 수행되고 있다.
이와 관련하여, 선행문헌 KR 10-2014-0066850 호는 원격제어기를 통해서 청소영역을 가리키면, 로봇 청소기가 그 청소영역으로 이동하여 청소를 수행하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이에 의하면, 원격제어기가 추가 구성으로 필요하다는 단점이 있다. 또한, 사용자가 원격제어기를 이용하여 청소영역을 직접 포인팅해야하는 불편이 존재한다.
또 다른 선행문헌 KR 10-2014-0071999 호는 로봇 청소기에 구비된 카메라를 통해 촬영한 천장 이미지에 기초하여 로봇 청소기의 현재 위치를 인식하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 천장 이미지는 전체 실내 구조를 파악하는데는 도움이 되지만, 이를 기초로 로봇 청소기가 청소영역을 구분하기는 기준이 모호하다는 단점이 있다.
이에, 본 발명의 일 목적은, 원격제어기와 같은 추가 구성 없이, 보다 명확한 기준에 근거하여 최적의 청소영역을 설정하고, 청소를 수행 및 종료할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 정해진 알고리즘대로 청소를 수행하는 것이 아니라 현재 사람이 활동하는 공간을 청소영역으로 인지하여 그에 따라 스스로 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 시간별, 계절별, 날씨별, 사용자별로 차별화된 서비스를 제공받을 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 실내의 조도가 계절별로 달라지고 그에 따라 사용자의 활동시간이 달라지는 점을 고려하여 맞춤형 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 본체를 이동시키는 주행부; 주변 조도를 감지하는 센싱부; 및 상기 감지된 조도에 근거하여 상기 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정하고, 설정된 청소영역으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 수행하는 동안 감지된 조도가 상기 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여 기 설정된 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 기설정된 동작은 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 종료하고 상기 본체를 정해진 위치로 이동되는 동작을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 설정된 청소영역의 조도가 상기 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 상기 설정된 청소영역을 벗어난 주변의 조도를 센싱하기 위한 제자리 회전 모션을 수행하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 설정된 청소영역의 조도가 상기 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 타이머를 설정하고, 상기 설정된 타이머에 대응되는 시간이 경과하면 해당 청소영역을 벗어나는 것을 상기 기설정된 동작으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 기 지정된 영역을 청소하는 동안 상기 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역이 검출되면, 상기 본체가 현재 위치에서 상기 검출된 영역을 향해 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 검출된 영역에 대한 청소 동작이 완료된 후에는 상기 기 지정된 영역의 최종 위치로 이동하여 남은 청소 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 기 지정된 영역을 청소하는 동안 상기 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역이 검출되면, 상기 기정된 영역 및 상기 검출된 영역을 포함하여 상기 청소 영역을 재설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 서버와 통신하여 일출 및 일몰 관련 시각 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 서버로부터 수신된 일출 및 일몰 관련 시각 정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 청소시간은 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 개시 시각, 청소 종료 시간, 및 청소 동작 유지 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 통신부는 상기 서버로부터 날씨 정보를 더 수신하고, 상기 제어부는, 상기 서버로부터 수신되는 날씨정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 다르게 변경하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어방법에 의하면, 청소기 본체가 작동되면, 주변 조도를 감지하는 단계; 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정하는 단계; 설정된 청소영역으로 이동하는 단계; 및 설정된 청소영역에서 청소 동작을 수행하는 동안 감지된 조도가 상기 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소되면, 기 설정된 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 기 설정된 동작을 수행하는 단계는, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 종료하고 상기 본체가 정해진 위치로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어방법은, 서버와 통신하여 일출 및 일몰 관련 시각 정보를 수신하는 단계; 상기 서버로부터 수신된 일출 및 일몰 관련 시각 정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 청소기간에 기초하여 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 원격제어기와 같은 추가 구성 없이, 감지된 조도에 근거하여 사람이 활동하는 공간을 인식하여 청소영역을 설정하고, 청소를 수행 및 종료할 수 있도록 함으로써, 사용자 편의에 이바지한다. 또한, 현재 사람이 활동하는 공간 또는 활동하려는 공간을 청소영역으로 인지하여 스스로 청소를 수행할 수 있는 스마트한 기능을 제공한다. 또한, 시간별, 계절별, 날씨별, 사용자별 최적의 청소 개시 시간, 청소 종료 시간을 설정할 수 있고, 특히 계절별로 사용자의 활동시간이 달라지는 점을 고려하여 보다 차별화된 맞춤형 청소를 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서, 주변의 조도에 근거하여 청소영역을 설정하고 로봇 청소기의 청소 동작을 제어하는 방법을 설명하기 위한 대표 흐름도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서, 영역 내의 조도의 변화에 근거하여 로봇 청소기의 이동을 제어하는 서로 다른 예시를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 7, 도 8a, 도 8b 는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서, 설정된 청소영역을 청소하는 동안 조도가 어두워진 경우, 로봇 청소기의 동작의 서로 다른 예시들을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서, 기 지정된 영역을 청소하는 동안 조도가 밝아진 영역이 새로 검출된 경우, 로봇 청소기의 동작의 서로 다른 예시들을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서, 서버로부터 수신된 정보에 기초하여, 조도 기반의 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 방법을 설명하기 위한 개념도 및 흐름도이다.
이하, 본 발명에 관련된 로봇 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 측면도이다.
본 명세서에서 로봇 청소기, 로봇 청소기 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는, 바닥의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것이 포함된다.
로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110), 청소 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함할 수 있다.
청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 또한, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠 유닛(111)이 구비된다. 휠 유닛(111)에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.
도 3을 참조하면, 휠 유닛(111)은 메인 휠(111a) 및 서브 휠(111b)을 포함한다.
메인 휠(111a)은 청소기 본체(110)의 양측에 각각 구비되어, 제어부의 제어 신호에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 각각의 메인 휠(111a)은 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 메인 휠(111a)은 서로 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다. 또는, 하나의 모터에 구비된 복수의 서로 다른 축에 의해서 구동될 수 있다.
서브 휠(111b)은 메인 휠(111a)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 메인 휠(111a)에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다. 이러한 서브 휠(111b)은 후술하는 청소 유닛(120)에도 구비될 수 있다.
제어부는 휠 유닛(111)의 구동을 제어함으로써, 로봇 청소기(100)는 바닥을 자율 주행하도록 이루어진다.
한편, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 장착된다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 청소기 본체(110)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
도 1에서, 청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하거나 또는 걸레질을 할 수 있다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.
본 도면에서는, 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측방으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 청소 유닛(120)의 전단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 청소 유닛(120)의 좌우 양단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.
청소기 본체(110)가 원형으로 형성되고, 청소 유닛(120)의 후단부 양측이 청소기 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 청소 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 로봇 청소기(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.
상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버부재(129)가 상기 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
커버부재(129)는 청소기 본체(110) 또는 청소 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 청소 유닛(120)의 후단부 양측에 각각 커버부재(129)가 돌출 형성되어, 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치된 것을 보이고 있다.
청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)로 분리되면, 분리된 청소 유닛(120)을 대체하여 걸레 모듈(미도시)이 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 사용자는 바닥의 먼지를 제거하고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 청소 유닛(120)을 장착하고, 바닥을 닦고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.
청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)에 장착시, 상술한 커버부재(129)에 의해 상기 장착이 가이드될 수 있다. 즉, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치됨으로써, 청소기 본체(110)에 대한 청소 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.
청소 유닛(120)에는 캐스터(castor, 123)가 구비될 수 있다. 캐스터(123)는 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하고, 또한 로봇 청소기(100)를 지지하도록 이루어진다.
청소기 본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)이 위치하는 청소기 본체(110)의 일측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
센싱 유닛(130)은 청소기 본체(110)의 상하 방향으로 청소 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)의 상부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.
센싱 유닛(130)은 이러한 감지 기능 외의 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성될 수 있다.
예로써, 센싱 유닛(130)은 주변의 영상을 획득하기 위한 카메라(131)를 포함할 수 있다. 카메라(131)는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라(131)는 청소기 본체(110) 주변의 영상을 제어부가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 상기 제어부가 청소기 본체(110)의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
또한, 센싱 유닛(130)은 로봇 청소기(100)의 주행 면상 또는 주행 경로 상의 벽체, 가구, 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 배터리 충전을 수행하는 도킹 기기의 존재를 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 천장 정보를 감지하여서, 로봇 청소기(100)의 주행 구역 또는 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.
청소기 본체(110)에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다.
또한, 먼지통(140)에는 먼지통(140)을 덮는 먼지통 덮개(150)가 구비된다. 일 실시예로, 먼지통 덮개(150)는 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성될 수 있다. 먼지통 덮개(150)는 먼지통(140) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(140)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 먼지통 덮개(150)가 먼지통(140)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(150)에 의해 먼지통(140)이 청소기 본체(110)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
먼지통(140)의 일부는 먼지통 수용부(113)에 수용되되, 먼지통(140)의 다른 일부는 청소기 본체(110)의 후방(즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R))을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.
먼지통(140)에는 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 청소기 본체(110)에 먼지통(140)의 장착시 상기 입구와 출구는 본체(110)의 내측벽에 형성된 개구(155)를 통해 연통되도록 구성된다. 이에 의하여, 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로와 배기유로가 형성될 수 있다.
이러한 연결관계에 따라, 청소 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로를 거쳐, 먼지통(140)으로 유입되고, 먼지통(140)의 필터 내지는 사이클론을 거치면서 공기와 먼지가 상호 분리된다. 먼지는 먼지통(140)에 집진되며, 공기는 먼지통(140)에서 배출된 후 청소기 본체(110) 내부의 배기유로를 거쳐 최종적으로 배기구(112)를 통하여 외부로 배출된다.
이하의 도 4에서는 로봇 청소기(100)의 구성요소와 관련된 일 실시예가 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100) 또는 로봇 청소기는, 통신부(1100), 입력부(1200), 주행부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800), 청소부(1900) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 로봇 청소기에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 로봇 청소기가 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.
이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(1500)은 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 출력부(1500)에 표시할 수 있다.
배터리는 로봇 청소기 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 로봇 청소기는 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.
제어부(1800)는, 인공 지능 기술에 기반하여 정보들을 처리하는 역할을 수행하는 것으로, 정보의 학습, 정보의 추론, 정보의 지각, 자연 언어의 처리 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(1800)는 머신 러닝(machine running) 기술을 이용하여, 청소기 내에 저장된 정보, 이동 단말기 주변의 환경 정보, 통신 가능한 외부 저장소에 저장된 정보 등 방대한 양의 정보(빅데이터, big data)를 학습, 추론, 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그리고, 제어부(1800)는 상기 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 상기 적어도 하나의 예측된 동작들 중 실현성이 가장 높은 동작이 실행되도록 청소기를 제어할 수 있다.
머신 러닝 기술은 적어도 하나의 알고리즘에 근거하여, 대규모의 정보들을 수집 및 학습하고, 학습된 정보를 바탕으로 정보를 판단 및 예측하는 기술이다. 정보의 학습이란 정보들의 특징, 규칙, 판단 기준 등을 파악하여, 정보와 정보 사이의 관계를 정량화하고, 정량화된 패턴을 이용하여 새로운 데이터들을 예측하는 동작이다.
제어부(1800)는 외부의 서버 또는 메모리에 저장된 트레이닝 데이터를 이용하며, 소정의 물체를 인식하기 위한 특징을 검출하는 학습 엔진을 탑재할 수 있다. 이때, 물체를 인식하기 위한 특징에는 물체의 크기, 형태 및 음영 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제어부(1800)는 청소기에 구비된 카메라를 통해 획득된 영상 중 일부를 학습 엔진에 입력하면, 상기 학습 엔진은 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다.
이와 같이, 학습 엔진을 청소기의 주행에 적용하는 경우, 제어부(1800)는 청소기의 주행에 방해되는 의자 다리, 선풍기, 특정 형태의 발코니 틈과 같은 장애물이 청소기 주변에 존재하는지 여부를 인식할 수 있으므로, 청소기 주행의 효율 및 신뢰도를 높일 수 있다.
한편, 위와 같은 학습 엔진은 제어부(1800)에 탑재될 수도 있고, 외부 서버에 탑재될 수도 있다. 학습 엔진이 외부 서버에 탑재된 경우, 제어부(1800)는 분석의 대상인 적어도 하나의 영상을 상기 외부 서버로 전송하도록 통신부(1100)를 제어할 수 있다.
한편, 주행부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 좌, 우측 주바퀴는 독립적으로 움직일 수 있다. 주행부(1300)는 로봇 청소기의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.
한편, 입력부(1200)는 사용자로부터 로봇 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(1200)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(1200)는 확인버튼, 설정버튼 등을 포함할 수 있다. 확인버튼은 감지 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 맵 정보를 확인하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이다.
또한, 입력부(1200)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼, 충전대로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼 등을 포함할 수 있다.
또한, 입력부(1200)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.
한편, 출력부(1500)는, 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.
또한, 출력부(1500)는, 센싱부(1400)가 검출한 로봇 청소기 내부의 상태 정보, 예를 들어 로봇 청소기에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 센싱부(1400)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(1500)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.
출력부(1500)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 로봇 청소기의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.
이때, 음향 출력 수단(미도시)은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(1500)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 로봇 청소기는 출력부(1500)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(1100)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.
메모리(1700)는 로봇 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.
상기 메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.
한편, 센싱부(1400)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외부 신호 감지 센서는 로봇 청소기의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.
로봇 청소기는 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 로봇 청소기가 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 로봇 청소기는 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기의 전방, 구체적으로 로봇 청소기의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 로봇 청소기의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 로봇 청소기의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다.
전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 로봇 청소기는 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.
적외선 센서는 초음파 센서와 함께 로봇 청소기의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 로봇 청소기의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 로봇 청소기는 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.
한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 로봇 청소기의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.
즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 로봇 청소기의 배면에 설치되되, 로봇 청소기의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 로봇 청소기의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.
일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 로봇 청소기의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다. 예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.
또한, 센싱부(1400)는 조도 센서(CDS sensor, Cadmium Sulfide Sensor)를 포함할 수 있다. 조도 센서는 빛에 반응하여 주변의 밝기에 따라 저항값이 달라지도록 설계된다. 예를 들어, 로봇 청소기의 외주면의 일측 또는 사방에 조도 센서(CDS sensor, Cadmium Sulfide Sensor)가 구비되어, 주변의 밝기를 센싱할 수 있다.
상기 조도 센서는 천장에 설치된 조명의 밝기나 창문을 통해 들어오는 빛의 광량을 센싱하므로, 로봇 청소기(100)의 상방에 설치되거나 상방 및 측면 외곽에 설치될 수 있다.
또한, 로봇 청소기는, 상기 조도 센서를 통해 현재 위치의 조도 변화를 인식할 수 있다. 또한, 상기 로봇 청소기의 제어부(1800)는, 현재 위치로부터 조도가 밝은 영역이 존재하는 방향을 인식하고, 그 방향으로 이동하도록 주행부를 제어할 수도 있다.
청소부(1900)는 제어부(1800)로부터 전달되는 제어명령에 따라, 지정된 청소 영역을 청소한다. 청소부(1900)는 지정된 청소 영역의 먼지를 비산시키는 브러쉬(미도시)를 통해 주변의 먼지를 비산시킨 다음, 흡입 팬 및 흡입 모터를 구동하여 비산된 먼지를 흡입한다. 또한, 청소부(1900)는 구성의 교체에 따라 지정된 청소 영역에 걸레질을 수행할 수도 있다.
또한, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.
한편, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.
다른 예로, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 로봇 청소기의 들림 현상을 판단할 수도 있다.
한편, 2차원 카메라 센서는, 로봇 청소기의 일면에 구비되어, 이동 중 본체 주변과 관련된 이미지 정보를 획득한다.
옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(1700)에 저장될 수 있다.
옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 로봇 청소기의 미끄러짐과 무관하게 로봇 청소기의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 옵티컬 플로우 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 로봇 청소기의 위치를 산출할 수 있다. 옵티컬 플로우 센서를 이용하여 로봇 청소기의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(1800)는 다른 수단에 의해 산출한 로봇 청소기의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.
3차원 카메라 센서는 로봇 청소기의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
즉, 3차원 카메라 센서는 로봇 청소기와 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.
구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 기기와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.
통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.
또한, 통신부(1100)는 특정 영역 또는 일정 범위 내에 위치한 다른 로봇 청소기(100)와 통신할 수도 있다.
이상에서 살펴본 구성 중 적어도 일부를 포함하는 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 정해진 알고리즘에 따라 일률적으로 청소를 수행하는 것이 아니라, 주변의 조도를 감지하여 청소기 본체의 동작을 제어하도록 구현되었다.
그에 따라, 추가 구성이 없이, 현재 감지된 조도에 따라 청소영역을 설정하고, 설정된 청소영역에 대한 청소 동작 및 청소 종료를 최적으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 조도가 밝은 영역은 사람이 활동하는 공간으로 인식하여, 해당 공간에서 청소 동작을 수행하도록 제어명령을 출력할 수 있다. 또, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 청소 동작을 수행하는 중에 조도가 어두워 지면, 해당 공간의 청소를 빨리 끝내거나 정해진 위치로 복귀하기 위한 제어명령을 출력할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 로봇 청소기(100)는 자율주행 청소기, 이동 로봇, 로봇, 또는 청소기로 명명될 수 있다.
또, 본 명세서 사용된 '조도' 또는 '주변(의) 조도'는 일정 공간의 밝기를 의미하는 것으로, 단위는 럭스(lx) 또는 칸델라(cd)를 사용한다.
또한, 본 명세서 사용되는 '조도' 또는 '주변(의) 조도'는 조명에 의한 밝기뿐만 아니라, 햇빛에 의한 광량 밝기를 모두 포함한다.
조도 센서(illumination sensor)는 주변 환경의 밝기를 측정할 수 있는 센서로, 가변저항을 이용하여 조도 및 조도의 변화를 감지한다. 예를 들어, 조도 센서는, 옥외주차장, 휴식중 극장 객석 정도의 밝기(10 Lux) 에서는 약 10KΩ의 저항을 가질 수 있고, 암실에서는 약 200KΩ의 저항을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 주변 조도를 감지하기 위해, 본체 외곽의 일측 또는 사방에 적어도 하나의 조도 센서를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 평소에는 정해진 알고리즘에 따라 기 정해진 영역을 스스로 주행하며 청소를 수행할 수 있다. 또, 기 정해진 영역을 주행하다가 장애물 등(예, 장애물, 낭떠러지, 가상의 트랩영역 등)이 감지되면, 장애물을 피하여 주행하도록 제어될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 청소기 본체가 작동되면, 주변의 조도를 감지할 수 있다(S10). 이를 위해, 청소기 본체의 외곽 주변에는 하나 이상의 조도 센서가 구비되고, 청소기 본체의 작동 여부에 따라 활성화/비활성화될 수 있다.
로봇 청소기(100)에 구비된 하나 이상의 조도 센서는 서로 이격되게 배치될 수 있고, 로봇 청소기(100)의 주행방향을 기준으로 전방 및 전방 이외의 방향의 조도를 인지할 수 있다. 또는, 로봇 청소기(100)에 구비된 하나 이상의 조도 센서를 이용하여 사방의 조도를 인지하기 위해, 제어부의 구동명령에 따라 바퀴를 회전시킬 수 있다.
로봇 청소기(100)는 감지된 조도에 근거하여 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 스스로 설정할 수 있다(S20).
여기서, 상기 제1기준범위는, 사람이 활동하는 공간으로 인식될 정도로 밝은 임계조도범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1기준범위는 400 ~ 500럭스(lux) 또는 1000 럭스(lux) 내외일 수 있다.
상기 제1기준범위는, 로봇 청소기(100)의 현재 위치에서 감지된 조도와 현재 시간대를 기준으로 가변될 수 있다. 예를 들어, 낮시간대에는 전체적으로 공간의 조도가 밝으므로 상기 제1기준범위를 상향 조절하고(예, 1000 럭스(lux)), 저녁시간대에는 조명에 의존하여 공간의 조도가 조절되므로 상기 제1기준범위를 하향 조절(예, 400 럭스(lux))하도록 구현될 수 있다.
또, 상기 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역은, 일정 크기 이상을 만족하는 영역 또는 공간을 의미한다. 예를 들어, 실내 공간의 가전기기(예, TV, 램프) 등으로부터 방출되는 빛에 의해 형성된 좁은 영역은, 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역에서 제외된다.
또, 상기 설정된 청소영역은 정해진 알고리즘에 따라 지정된 청소 공간과 구분된다. 구체적으로, 상기 설정된 청소영역은 정해진 알고리즘에 따라 지정된 청소 공간 중, 사람이 활동하는 공간으로 인식되는 밝은 구역을 의미한다.
따라서, 동일한 구역이라도 밤/낮 여부, 현재 시간대, 설치된 조명의 온/오프(on/off) 여부에 따라 청소영역으로의 설정 여부가 달라질 수 있다.
또, 상기 제1기준범위 이상의 조도를 갖는 구역은 복수 개일 수 있다. 이러한 경우, 특징 맵(map)을 이용하여 검출된 복수의 구역에 대한 위치 정보를 메모리에 저장해둘 수 있다.
또, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 기설정된 조건에 따라, 복수의 구역에 대한 청소(/작업) 우선순위를 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1기준범위 이상의 조도를 갖는 구역이 복수인 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부는 현재 위치에서 가까운 순서대로 청소(/작업) 우선순위를 결정하고, 그에 대응되는 주행경로를 설정할 수 있다.
또, 예를 들어, 상기 제1기준범위 이상의 조도를 갖는 구역이 복수인 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부는 복수의 구역들 간의 동선을 고려하여, 복수의 구역에 대한 청소(/작업) 우선순위를 결정할 수 있다.
또, 예를 들어, 상기 로봇 청소기(100)의 제어부는, 상기 제1기준범위 이상의 조도를 갖는 구역이 검출된 시간 순서에 따라 복수의 구역에 대한 청소(/작업) 우선순위를 결정할 수 있다.
구체적으로, 사용자가 저녁 시간대에 방1, 방2, 방3 의 순서로 조명을 킨(on) 경우, 상기 로봇 청소기(100)의 제어부는, 방1, 방2, 방3의 순서로 청소를 수행하도록 청소영역을 설정할 수 있다.
이때, 방2를 청소영역에서 제외하고 싶은 경우, 맵(map) 또는 주행경로를 변경해줄 필요 없이, 방2의 조명을 끄는(off) 것으로 청소영역의 설정을 변경할 수 있다. 그러면, 로봇 청소기(100)의 제어부는 이제 방1, 방3의 순서로 청소를 수행하게 될 것이다.
이와 같이 조도 기반의 청소 영역이 설정되면, 로봇 청소기(100)는 주행부에 제어신호를 전달하여, 설정된 청소영역으로 본체를 이동시킨다(S30).
구체적으로, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 제1기준범위 이상의 조도가 감지되는 방향/영역을 목표지점으로 하여 주행부를 회전 및 이동시킬 수 있다. 또, 제1기준범위 이상의 조도가 감지되는 방향/영역이 변경되면, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 변경된 방향/영역을 추종하며 이동하도록 주행부를 제어할 수 있다.
이때, 상기 로봇 청소기(100)가 이미 청소 동작을 수행하고 있는 중이라면, 상기 설정된 청소영역으로 이동하는 동안 청소 동작을 계속 유지할 수 있다.
또, 기 지정된 공간을 청소하는 중에 조도 기반의 청소 영역이 설정된 경우이면, 기 지정된 공간에 대한 청소를 즉시 중단하고 상기 설정된 청소 영역의 위치로 이동할 수 있다. 이때, 기 지정된 공간에서의 최종 위치 좌표가 로봇 청소기의 메모리 등에 저장될 수 있다.
또한, 일 예에서, 로봇 청소기(100)의 이동 중에 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 구역의 위치가 변경되는 경우, 로봇 청소기(100)가 변경된 위치를 추종하며 이동하도록 제어될 수 있다.
예를 들어, 로봇 청소기(100)는 이동하는 조명기기의 이동 경로를, 일정 거리 간격을 두고 추종하며 이동할 수 있다. 이를 위해, 로봇 청소기(100)와 조명기기 각각에 위치감지센서 또는 거리감지센서(예, UWB)를 두어, 로봇 청소기(100)와 조명기기 간의 거리가 일정 거리 간격 이상으로 멀어지거나 가까워지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 일 예에서, 청소기 본체가 이동한/이동할 청소영역이 주행불가영역(예, 낭떠러지를 지나야 하는 현관영역)이거나 청소불가영역(예, 바닥에 카펫이 깔린 경우)으로 인식된 경우, 로봇 청소기(100)는 기설정된 알림을 출력한 다음, 이동명령을 거부하거나 이전의 위치로 복귀할 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)가 설정된 청소영역으로 이동하여 청소를 수행하는 동안 감지된 조도가 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소된 경우, 로봇 청소기(100)의 제어부는 기 설정된 동작을 수행할 수 있다(S40).
여기서, 상기 제2기준범위는 더 이상 사람이 활동하지 않는 공간으로 인식될 정도로 어두운 임계조도범위를 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1기준범위는 1~125럭스(lux) 일 수 있다. 이는, 촛불 하나의 밝기 내지는 밤에 거실 조명을 어둡게 한 정도의 밝기에 해당한다.
또한, 상기 제2기준범위는 위에서 설명한 바와 마찬가지로, 로봇 청소기(100)의 현재 위치에서 감지된 조도와 현재 시간대를 기준으로 가변 적용될 수 있다. 예를 들어, 낮시간대에는 전체적으로 공간의 조도가 밝으므로 상기 제2기준범위를 상향 조절하고, 저녁시간대에는 조명에 의존하여 공간의 조도가 조절되므로 상기 제2기준범위를 하향 조절하도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 기설정된 동작은 사람이 활동하지 않는 것으로 인지된 공간에 대한 동작과 관련된다. 예를 들어, 본 발명에서는 사람이 활동하는 것으로 인지된 공간을 청소영역으로 설정한다고 가정할 때, 상기 기설정된 동작은 청소 동작의 중단, 모드 변경, 종료 등을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)의 제어부는, 설정된 청소영역에 대한 조도가 제2기준범위 이하의 감소되면, 더 이상 사람이 활동하지 않는 것으로 인식하여, 청소영역의 설정을 해제할 수 있다.
또한, 설정된 청소영역의 조도 감소시, 상기 기설정된 동작은 현재 상황에 따라 다양하게 가변될 수 있다.
이를 위해, 상기 로봇 청소기(100)는 설정된 청소영역의 조도가 제2기준범위 이하로 감소된 시점에서의 상황정보를 수집할 수 있다. 그리고, 수집된 상황정보에 근거하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 상황정보는 예를 들어, 로봇 청소기(100)의 동작 상태 정보 및 주변 조도 정보를 포함할 수 있다.
일 예로, 설정된 청소영역의 조도가 제2기준범위 이하로 감소된 시점에 상기 로봇 청소기(100)의 청소 진행 정도에 근거하여, 현재 공간을 빠르게 청소하거나 또는 청소를 종료하고 정해진 위치로 복귀하도록 청소기 본체를 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 설정된 청소영역에 대한 청소가 상당 정도 진행된 경우이면 현재 공간을 빠르게 청소하고, 설정된 청소영역에 대한 청소가 상당부분 남은 경우이면 청소를 종료하고 충전 스테이션으로 복귀할 수 있다.
또 다른 예로, 설정된 청소영역의 조도가 제2기준범위 이하로 감소된 시점에 감지된 로봇 청소기(100)의 청소 동작 모드에 기초하여, 청소 동작 모드를 다르게 변경할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)의 청소 동작 모드가 흡입력 '강'으로 청소 중이었다면, 흡입력 '중' 또는 '약'으로 조절하여 나머지 청소를 빠르게 수행할 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 그 제어방법은, 청소기 작동 후 감지된 조도에 따라 청소영역의 설정, 이동, 청소 동작을 제어함으로써, 정해진 알고리즘대로 청소를 수행하는 것보다 사용자 니즈에 적합한 스마트 청소 기능을 수행할 수 있다.
이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 실내 공간에서 특정 영역의 조도의 변화에 근거하여 로봇 청소기의 이동을 제어하는 서로 다른 예시를 설명하겠다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 지정된 공간(610)에 대한 맵(map)을 인식할 수 있다. 지정된 공간(610)의 고정된 위치에는 충전 스테이션(50)이 설치될 수 있고, 로봇 청소기(100)는 충전 스테이션(50)의 위치를 기준으로 현재 위치를 파악할 수 있다.
로봇 청소기(100)가 작동됨에 따라 조도 센서가 활성화된다.
이 후, 예를 들어 사용자가 지정된 공간(610)의 특정 영역(611)의 조명을 온(on) 상태로 전환하면, 로봇 청소기(100)는 활성화된 조도 센서를 통해 특정 영역(611)의 조도 변화를 감지할 수 있다.
로봇 청소기(100)의 제어부는 이와 같이 특정 영역(611)의 조도 변화가 감지되면, 사람이 활동하는 공간으로 인식하거나 또는 '청소 개시'를 요청받은 것으로 인식할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 조도 센서를 통해, 현재 위치에서 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 특정 영역(611)의 방향을 인식한다. 그리고, 특정 영역(611)이 존재하는 방향으로 이동한다.
이를 위해, 로봇 청소기(100)는 맵(map)을 참조하거나 본체에 구비된 위치감지센서와 조명에 의해 발산되는 빛 방향에 근거하여, 자신의 현재 위치에서 특정 영역(611)까지의 거리와 방향을 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 거리와 방향에 기초하여 현재 위치에서 특정 영역(611)을 향해 이동한다.
특정 영역(611)을 향해 이동하는 동안 장애물 등이 감지되면, 감지된 장애물 등을 피하며 특정 영역(611)에 진입하기 위한 경로를 실시간으로 생성 및 변경할 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)는 맵(map) 상에서 특정 영역(611)의 위치가 인식되면, 특정 영역(611)은 청소영역으로 설정할 수 있다. 이때, 로봇 청소기(100)가 실내 공간(610)의 다른 구역을 이미 청소 하고 있더라도 조도 기반으로 설정된 특정 영역(611)이 우선 청소영역으로 설정될 수 있다.
한편, 특정 영역(611)에 대한 조도가 일정 시간 내에 다시 변화될 수 있으므로, 로봇 청소기(100)의 제어부는 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 시간이 일정 시간을 초과하는 경우에 한하여 청소영역으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 특정 영역(611)의 조명을 잠깐 켰다가 일정 시간이 경과하기 전에 꺼버린 경우에는 청소영역으로 설정되지 않는다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 특정 영역(611)을 향해 이동하는 중에 조도 센서를 통해 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 다른 영역이 검출되면, 현재 위치에서 검출된 다른 영역의 위치를 서칭(searching)하는 모션을 수행하고, 파악된 위치를 다음 청소영역으로 설정할 수 있다.
도 6b는 로봇 청소기(100)가 특정 영역(611)에 진입하여 청소를 수행하는 중에, 예를 들어 사용자가 특정 영역(611)의 조명을 오프(off) 상태로 전환한 경우이다. 로봇 청소기(100)는 특정 영역(611)에 대한 청소를 수행하는 동안에도 조도 센서를 통해 특정 영역(611)의 조도 변화를 감지할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 특정 영역(611)의 조도가 제2기준범위 이하로 감소된 것이 감지되면, 이를 사람이 더 이상 활동하지 않는 공간으로 인식하거나 또는 '청소 종료'를 요청받은 것으로 인식할 수 있다.
그에 따라, 로봇 청소기(100)는 현재 위치에서 청소를 종료하고, 특정 영역(611)을 벗어나도록 이동경로를 설정할 수 있다. 이때, 특정 영역(611)을 벗어난 로봇 청소기는 정해진 위치로 이동할 수 있다.
여기서, 상기 정해진 위치는 충전 스테이션의 위치 또는 특정 영역(611)을 향해 이동하기 전 로봇 청소기(100)의 마지막 위치 중 어느 하나일 수 있다.
충전 스테이션의 위치로 이동하는 경우, 로봇 청소기(100)는 경로 a를 따라 이동한 다음, 충전 스테이션에서 배터리를 충전시킬 수 있다. 특정 영역(611)을 향해 이동하기 전 로봇 청소기(100)의 마지막 위치로 이동하는 경우, 경로 b를 따라 이동할 수 있는데, 이때 경로 b는 로봇 청소기(100)가 특정 영역(611)을 향해 이동한 경로와 동일할 수 있다.
이하에서는, 도 7, 도 8a, 도 8b 을 참조하여, 설정된 청소영역을 청소하는 동안, 해당 영역의 조도가 어두워진 경우, 로봇 청소기에서 수행되는 기설정된 동작의 서로 다른 예시들을 설명하겠다.
일 실시 예로, 도 7의 (a)는 로봇 청소기(100)가 위치한 영역(711)의 조명이 꺼지거나(off) 밤시간이 된 경우, 로봇 청소기(100)가 그에 따른 조도 변화를 인식하고, 일정 광량이 향하는 지점 또는 공간을 서칭하기 위한 동작을 수행하는 것을 보여준다.
구체적으로, 예를 들어 로봇 청소기(100)가 영역(711)을 청소하는 중에 해당 영역(711)의 조명이 꺼지면(off), 이러한 조도 변화에 응답하여 청소 동작을 중단하고, 자신의 현재 위치를 파악한다.
그리고, 상기 로봇 청소기(100)의 제어부는, 설정된 청소영역의 조도가 전술한 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 설정된 청소영역, 즉 영역(711)을 벗어난 주변의 조도를 센싱하기 위한 제자리 회전모션(701)을 수행하도록 주행부를 제어할 수 있다.
이때, 제자리 회전모션(701)의 회전 정도는 로봇 청소기(100)의 조도 센서의 설치 간격에 대응될 수 있다.
예를 들어, 로봇 청소기(100)에 구비된 조도 센서의 설치 개수와 간격이, 본체의 회전 없이 360도 방향으로 조도 감지를 수행할 수 있는 경우라면, 제자리 회전모션(701)이 생략될 수 있을 것이다. 다만, 이때에도 밝은 영역(710)을 향해 이동하기 위한 최소한의 회전을 수행될 것이다.
제자리 회전모션(701)의 수행에 따라 밝은 영역(710)이 감지되면, 도 7의 (b)와 같이, 해당 영역(710)의 위치를 목표로 하여 로봇 청소기(100) 본체가 이동한다. 이는, 마치 굴광성에 따라 식물의 줄기가 굽는 현상처럼, 로봇 청소기(100)가 스스로 빛이 향하는 쪽으로 움직이는 것처럼 보여지게 한다.
밝은 영역(710)으로 이동한 로봇 청소기(100)는 해당 영역(710)을 정해진 알고리즘에 따라, 예를 들어 지그재그방식으로 청소할 수 있다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 영역(711)에 다시 조명이 켜지면, 로봇 청소기(100)가 현재 위치에서 해당 영역(711)을 서칭하는 제자리 회전모션을 수행한 다음, 다시 영역(711)으로 이동하여 나머지 청소를 수행할 수 있을 것이다.
한편, 일 예에서는, 영역(711) 또는 영역(710)에 대한 청소가 상당히 진행된 경우에는, 해당 영역(711 또는 710)에 대한 청소를 완료할 때까지 로봇 청소기(100)의 제어부는 조도 센서를 비활성화 상태로 전환시킬 수 있다.
이는, 실내 공간에서 조명을 자주 키고 끔을 반복할 경우, 로봇 청소기(100)의 청소를 방해하거나 이동이 많아져서 비효율적이 되는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 경우에는, 해당 영역(711 또는 710)에 대한 청소가 완료되거나 그 시점에 가까워지면, 조도 센서를 다시 활성화 상태로 전환될 수 있을 것이다.
다른 예로, 도 8a는 로봇 청소기(100)가 위치한 영역(811)의 조명이 꺼지거나(off) 밤시간이 된 경우, 로봇 청소기(100)가 그에 따른 조도 변화를 인식하고, 해당 영역(811)에 대하여 청소 시간 타이머를 설정하는 예시이다.
여기서, 상기 타이머는 영역(811)의 크기와 관계없이 기설정된 시간(예, 1~3분)으로 설정되거나 또는 영역(811)의 형상 및 크기에 근거하여 가변된 시간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 영역(811)의 형상이 좁거나 크기/면적이 크면, 기설정된 시간을 소정 범위 증가시켜 적용할 수 있을 것이다.
또한, 영역(811)의 조명이 온(on) 상태에서 제1시간동안 청소 동작을 수행하도록 프로그램되었다면, 영역(811)의 조명이 오프(off) 상태로 전환되면 제1시간 보다 짧은 제2시간동안 청소 동작을 수행하도록 프로그램이 변경될 수 있다. 이때, 상기 제1시간 및 제2시간은, 영역(811)에 총 할당된 청소시간에서 이미 청소한 시간은 제외되거나 또는 반영될 수 있다.
예로서, 도 8a에서, 영역(811)의 조명이 꺼진 경우(off), 청소 동작 시간이 청소시간이 10분에서 약 3분으로 짧게 감소될 수 있다. 즉, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 제2기준범위 이하의 조도가 감지되면, 해당 영역의 청소를 빨리 수행하라는 요청을 받은 것으로 인식하여, 이동속도 및 이동경로를 변경된 청소시간에 따라 조절할 수 있다.
로봇 청소기(100)의 제어부는, 설정된 타이머에 대응되는 시간이 경과하면 청소 동작을 종료하고 해당 청소영역을 벗어나도록 주행부를 제어할 수 있다. 그리고, 로봇 청소기(100)가 정해진 위치, 예를 들어 충전 스테이션으로 이동하도록 제어한다.
또 다른 예로, 도 8b는 로봇 청소기(100)가 위치한 영역(811)의 조명이 꺼지거나(off) 밤시간이 된 경우, 로봇 청소기(100)가 그에 따른 조도 변화를 인식하고, 해당 영역(811)에 대한 주행라인을 변경할 수 있다.
구체적으로, 도 8b의 (a)와 같이 영역(811)의 조명이 밝은 상태에서는 로봇 청소기(100)의 반경만큼의 너비를 갖는 주행라인(821)을 설정하여 청소를 수행한다. 그리고, 도 8b의 (b)와 같이 영역(811)의 조명이 어두운 상태로 전환되면, 로봇 청소기(100)의 너비가 기존보다 약 2~3배 증가된 주행라인(822)으로 설정 변경할 수 있다.
즉, 영역(811)의 조명이 밝은 동안은 꼼꼼하게 청소를 수행하고, 영역(811)의 조명이 어두워지면 벽 장애물에 의한 터닝횟수와 주행라인의 수를 감소시켜서 청소가 빨리 완료될 수 있게 한다.
이하에서는, 도 9를 참조하여, 기 지정된 영역 또는 설정된 청소영역을 청소하는 중에, 조도가 밝은 영역이 새로 검출된 경우, 로봇 청소기의 동작들을 구체적으로 설명하겠다.
먼저, 도 9의 (a)를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 전체 공간에서 조도가 제1기준범위 이상으로 밝은 제1영역(911a)을 청소영역으로 설정하여 청소를 수행한다. 이때, 제1영역(911a)과 인접한 제2영역(911b)에서의 조도가 제1기준범위 이상으로 밝아지면, 다음의 두 가지 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.
일 예로, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2영역(911b)을 청소영역으로 설정하고, 제1영역(911a)은 청소영역의 설정에서 해제할 수 있다. 이때, 제1영역(911a)의 조도가 변화하였는지 여부는 상관없다.
즉, 로봇 청소기(100)는 제1영역(911a)에서 청소 동작을 중단하고, 제1영역(911a)의 현재 위치에서 제2영역(911b)으로 즉시 이동할 수 있다. 이제, 로봇 청소기(100)는 제2영역(911b)에 대한 청소를 수행하고, 제2영역(911b)에 대한 청소가 완료되면 전술한 정해진 위치로 이동한다. 따라서, 추가 명령의 입력이 없다면, 제1영역(911a)에 대한 청소는 수행되지 않는다.
또 다른 예로, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 현재 청소중인 제1영역(911a)과 추가 검출된 제2영역(911b)을 통합하여 하나의 청소영역(911c)으로 재설정할 수 있다.
그에 따라, 로봇 청소기(100)는 제1영역(911a)에 대한 청소를 마치고 이어서 제2영역(911b)에 대한 청소를 수행하거나, 반대로 제2영역(911b)에 대한 청소를 우선 수행하고 제1영역(911a)에 대한 나머지 청소를 수행할 수 있다.
또는, 통합된 청소영역(911c)에 대한 주행경로를 재설정할 수 있다. 예를 들어, 통합된 청소영역(911c)에 대한 지그재그 방식의 주행라인이 횡방향으로 형성되도록 주행경로를 생성할 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았지만, 통합된 청소영역(911c)에 대한 청소 중에 어느 한 영역에 대한 조도가 제2기준범위 이하로 감소되면, 통합된 청소영역(911c)을 분리하도록, 청소영역을 재설정할 수 있다. 예를 들어, 제2영역(911b)의 조명이 꺼진 경우, 다시 제1영역(911a)만 청소영역으로 설정 변경할 수 있을 것이다.
이상에서는 감지된 조도에 근거하여 청소영역을 설정하고, 청소기 본체를 이동하고, 청소 동작을 변경 또는 종료하는 것과 관련된 예시들을 살펴보았다.
한편, 본 발명에서 사용되는 '조도' 또는 '주변 조도'는 전술한 바와 같이 햇빛의 광량에 대응되는 밝기를 당연히 포함하는데, 이는 일출, 일몰, 날씨 등과 직간접적으로 연관된다.
또, 이러한 일출, 일몰, 날씨 등은 계절별로 달라지며, 이는 사람이 활동하는 시간대와도 관련된다. 예를 들어, 남반구에서 1월은 '겨울'에 해당하므로, 일출시각이 늦고 일몰시각이 빠르다. 그리고, 8월은 '여름'에 해당하므로, 일출시각은 빨라지고 일몰시각은 늦어진다. 또한, 사람이 활동하는 시간대도 '여름'이 '겨울'보다 길고 빨라진다.
이에, 본 발명에서는 계절별로 일출/일몰시각과 사람의 활동 시간대라 달라지는 점을 고려하여, 조도 기반의 청소영역에 대하여 최적의 청소 시간을 설정하는 방법을 제시하고자 한다.
이하에서는, 도 10 및 도 11을 참조하여, 서버로부터 수신되는 일출시각, 일몰시각, 및 날씨정보에 기초하여, 조도 기반의 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 방법을 구체적으로 설명하겠다.
먼저, 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신을 통해 단말기(200)와 서로 데이터를 주고 받을 수 있다.
또, 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신 또는 다른 통신을 통해 단말기(200)로부터 수신되는 제어명령에 따라 청소 관련 동작을 수행하거나 또는 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
또, 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신을 통해 서버(300)와 직접 통신하거나 또는 단말기(200)를 통해 상기 서버(300)와 간접적으로 통신할 수 있다.
여기에서, 네트워크 통신(50)은 WLAN(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultrawide-Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등과 같은 무선 통신 기술 중 적어도 하나를 이용한 통신을 의미할 수 있다. 또한, 도시된 네트워크(50) 통신은 로봇 청소기의 통신방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
도 10에서, 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신 또는 단말기(300)와의 통신을 통해, 서버(300)로부터 일출/일몰 시각 정보(310) 및/또는 날씨 정보(320)를 수신할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 서버(300)로부터 수신된 정보들(310, 320)에 기초하여 관련된 동작을 수행할 수 있다.
한편, 서버(300)는 일출/일몰 시각 정보(310) 및/또는 날씨 정보(320) 외에, 프로그램 처리가능한 프로세서를 포함할 수 있으며, 각종 알고리즘을 구비할 수 있다. 예로서, 서버(500)는 머신 러닝(machine learning) 및/또는 데이터 마이닝(data mining)의 수행과 관련된 알고리즘을 구비할 수 있다.
또한, 서버(300)는, 로봇 청소기(100)에 대한 펌웨어 정보를 저장하고, 로봇 청소기(100)에 대한 제품 정보를 등록할 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는 지그비(Zigbee), 지-웨이브(Z-wave), 블루투스(Blue-Tooth), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band) 등을 통해 단말기(200)와 직접 무선 연결될 수 있다.
이러한 경우, 상기 로봇 청소기(100)는 단말기(200)를 통해 서버(300)로부터 일출/일몰 시각 정보(310) 및/또는 날씨 정보(320)를 수신하고, 상기 정보들(310, 320)을 단말기(200)로부터 수신할 수 있다.
일출/일몰 시각 정보(310)에는 대응되는 날짜 정보가 포함될 수 있다. 이에, 날짜별 일출/일몰 시각 정보의 히스토리가 서버(300)에 저장될 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 서버(300)로부터 수신된 일출 및 일몰 관련 시각 정보에 근거하여, 설정된 청소영역(즉, 조도 기반의 청소영역)에 대한 청소시간을 설정할 수 있다.
여기서, 상기 청소시간은 청소 개시 시간, 청소 종료 시간, 및 청소 동작 유지 시간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수신된 일출/일몰 시각이 '여름'에 해당하는 경우, 아침 청소는 9시에 개시하고 저녁 청소는 늦어도 8시에는 종료하도록 청소 시간을 설정할 수 있다. 또, 예를 들어, 수신된 일출/일몰 시각이 '겨울'에 해당하는 경우, 아침 청소는 빨라야 10시에 개시하고 저녁 청소는 늦어도 7시에는 종료하도록 청소 시간을 설정할 수 있다. 또한, 수신된 일출/일몰 시각이 '봄'에 해당하는 경우에는, 황사가 있는 날이 많은 계절임을 고려하여, 청소 동작 유지 시간을 평소보다 길게 설정할 수도 있을 것이다.
또한, 로봇 청소기(100)의 제어부는 일출/일몰 시각 정보(310)와 함께 날씨 정보(320)를 추가로 수신하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 다르게 변경할 수 있다.
예를 들어, 비 오는 날은 청소 시간을 좀 짧게 설정하고, 맑은 날은 청소 시간을 길게 설정하고, 미세먼지가 많은 날은 청소 시간을 더 길게 그리고 자주 설정할 수 있을 것이다.
또한, 로봇 청소기(100)의 제어부는 사용자별 사용 이력을 추가로 반영하여 상기 설정된 청소 시간을 가변하여 적용할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 아침보다는 주로 저녁에 로봇 청소기를 작동시킨 경험이 많다면, 이러한 사용 이력을 사용자 선호로 반영하여 일출/일몰 시각 정보 및 날씨정보에 근거하여 결정된 청소 시간을 조절하거나 택일할 수 있다.
이하, 도 11은 감지된 조도에 기초하여 청소영역을 설정하고, 일몰/일출 시각정보와 날씨정보에 기초하여 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 시간을 가변 적용하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 로봇 청소기 본체가 작동됨에 따라, 주변의 조도를 감지하는 단계가 개시된다(S1101). 다음, 로봇 청소기의 제어부는, 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정한다(S1102).
여기서, 상기 제1기준범위는, 사람이 활동하는 공간으로 인식될 정도로 밝은 임계조도범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1기준범위는 400 ~ 500럭스(lux) 또는 1000 럭스(lux) 내외일 수 있다. 또, 상기 제1기준범위는, 로봇 청소기(100)의 현재 위치에서 감지된 조도와 현재 시간대를 기준으로 가변될 수 있다.
다음, 로봇 청소기(100)의 통신부는 서버와 통신하여 일몰시각/일출시각/날씨정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 수신할 수 있다(S1103). 이를 위해, 로봇 청소기(100)는 네트워크 통신을 통해 서버와 직접 통신하거나 또는 단말기를 통해 접속된 서버와 간접적으로 통신할 수 있다.
그리고, 수신된 일몰시각/일출시각/날씨정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 시간을 가변하여 설정한다(S1104). 여기서, 상기 청소 시간은 청소 개시 시간, 청소 종료 시간, 및 청소 동작 유지 시간 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다음, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 상기 설정된 청소 시간에 기초하여 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 수행한다(S1105). 예를 들어, 설정된 청소 개시 시간에 상기 설정된 청소영역으로 이동하여 청소 동작을 개시할 수 있다. 또, 예를 들어, 설정된 청소 동작 유지 시간 동안 해당 청소영역에 대한 청소를 수행하고, 청소 종료 시간이 되면 청소 동작을 종료하고, 충전 스테이션의 위치로 이동할 수 있다.
한편, 청소 동작을 수행하는 동안 해당 영역에서 감지된 조도가 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 기 설정된 동작을 수행할 수 있다(S1106).
여기에서, 상기 제2기준범위란, 더 이상 사람이 활동하지 않는 공간으로 인식될 정도로 어두운 임계조도범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1기준범위는 1~125럭스(lux) 일 수 있다. 이는, 촛불 하나의 밝기 내지는 밤에 거실 조명을 어둡게 한 정도의 밝기에 해당한다.
또한, 상기 제2기준범위는 위에서 설명한 바와 마찬가지로, 로봇 청소기(100)의 현재 위치에서 감지된 조도와 현재 시간대를 기준으로 가변 적용될 수 있다.
또한, 일 예에서, 상기 기 설정된 동작은, 로봇 청소기가 해당 청소영역에서 청소 동작을 종료하고, 정해진 위치로 이동하는 동작일 수 있다. 여기서, 상기 정해진 위치는 충전 스테이션 또는 해당 청소영역의 설정 전에 로봇 청소기의 마지막 위치 중 어느 하나일 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 기설정된 동작은 조도가 제1기준범위 이상이 되는 주변 영역을 검출하기 위한 모션, 예를 들어 제자리 회전모션일 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 기설정된 동작은 정해진 청소 시간을 감소시키거나 또는 설정된 주행라인의 개수 또는 너비가 감소되도록 설정을 변경하는 동작일 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예들은 사용자 입력을 통해 활성화/비활성화되는 하나의 기능으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조도 센서가 활성화된 경우라도 조도 기반의 청소영역을 설정하는 기능이 비활성화 상태라면, 해당 기능을 실행하지 않고 정해진 알고리즘에 따라 청소영역을 설정할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 원격제어기와 같은 추가 구성 없이, 감지된 조도에 근거하여 사람이 활동하는 공간을 인식하여 청소영역을 설정하고, 청소를 수행 및 종료할 수 있도록 함으로써, 사용자 편의에 이바지한다. 또한, 현재 사람이 활동하는 공간 또는 활동하려는 공간을 청소영역으로 인지하여 스스로 청소를 수행할 수 있는 스마트한 기능을 제공한다. 또한, 시간별, 계절별, 날씨별, 사용자별 최적의 청소 개시 시간, 청소 종료 시간을 설정할 수 있고, 특히 계절별로 사용자의 활동시간이 달라지는 점을 고려하여 보다 차별화된 맞춤형 청소를 수행할 수 있게 된다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부(1800)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 본체를 이동시키는 주행부;
    주변 조도를 감지하는 센싱부; 및
    상기 감지된 조도에 근거하여 상기 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정하고, 설정된 청소영역으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
    상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 수행하는 동안 감지된 조도가 상기 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 기 설정된 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 동작은 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 종료하고 상기 본체를 정해진 위치로 이동되는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정된 청소영역의 조도가 상기 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 상기 설정된 청소영역을 벗어난 주변의 조도를 센싱하기 위한 제자리 회전 모션을 수행하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정된 청소영역의 조도가 상기 제2기준범위 이하로 감소된 것에 응답하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 타이머를 설정하고,
    상기 설정된 타이머에 대응되는 시간이 경과하면 해당 청소영역을 벗어나는 것을 상기 기 설정된 동작으로 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 지정된 영역을 청소하는 동안 상기 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역이 검출되면, 상기 본체가 현재 위치에서 상기 검출된 영역을 향해 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 영역에 대한 청소 동작이 완료된 후에는 상기 기 지정된 영역의 최종 위치로 이동하여 남은 청소 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 지정된 영역을 청소하는 동안 상기 제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역이 검출되면, 상기 기 지정된 영역 및 상기 검출된 영역을 포함하여 청소 영역을 재설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제1항에 있어서,
    서버와 통신하여 일출 및 일몰 관련 시각 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 서버로부터 수신된 일출 및 일몰 관련 시각 정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 청소시간은 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 개시 시각, 청소 종료 시간, 및 청소 동작 유지 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 서버로부터 날씨 정보를 더 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 서버로부터 수신되는 날씨정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 다르게 변경하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 본체가 작동되면, 주변 조도를 감지하는 단계;
    제1기준범위 이상의 조도가 감지된 영역을 청소영역으로 설정하는 단계;
    설정된 청소영역으로 이동하는 단계; 및
    설정된 청소영역에서 청소 동작을 수행하는 동안 감지된 조도가 상기 제1기준범위 보다 작은 제2기준범위 이하로 감소되면, 기 설정된 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기 설정된 동작을 수행하는 단계는,
    상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 종료하고 상기 본체가 정해진 위치로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    서버와 통신하여 일출 및 일몰 관련 시각 정보를 수신하는 단계;
    상기 서버로부터 수신된 일출 및 일몰 관련 시각 정보에 근거하여, 상기 설정된 청소영역에 대한 청소시간을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 청소기간에 기초하여 상기 설정된 청소영역에 대한 청소 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
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CN115191866A (zh) * 2021-04-09 2022-10-18 美智纵横科技有限责任公司 一种回充方法、装置、清洁机器人及存储介质

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