KR20200132589A

KR20200132589A - 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법

Info

Publication number: KR20200132589A
Application number: KR1020190058354A
Authority: KR
Inventors: 윤혁주
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-11-25

Abstract

본 발명은 상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 본체를 이동시키는 주행부; 상기 본체와 연결되어 있으며, 외부의 먼지를 흡입하는 청소 유닛; 상기 청소 유닛을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기를 흘려 상기 본체 내에는 청배치되는 먼지통으로 유입시키는 흡입 유로; 상기 흡입 유로에 먼지를 유입시키는 흡입 모터; 및 상기 흡입 모터 및 상기 흡입 유로의 상태에 따라 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하여 상기 흡입 유로의 상태 정보를 사용자에게 알림하는 제어부를 포함하는 이동 로봇을 제공한다. 따라서, 흡입 모터뿐만 아니라 흡입 유로의 먼지량을 정확하게 감지하여 흡입 유로의 막힘 상태를 정확하게 진단할 수 있다.

Description

이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법 {a Moving robot and Controlling method for the moving robot}

본 발명은 이동 로봇에 관한 것으로 상세하게는 로봇 청소기의 흡입유로의 막힘을 검출할 수 있는 이동 로봇에 관한 것이다.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다. 이러한 로봇 중에서 자력으로 주행이 가능한 것을 이동 로봇이라고 한다. 가정에서 사용되는 이동 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기이다.

로봇 청소기에 구비된 여러 센서를 통하여 로봇 청소기 주변의 환경 및 사용자를 감지하는 여러 기술들이 알려져 있다. 또한, 로봇 청소기가 스스로 주행 구역을 학습하여 맵핑하고, 맵 상에서 현재 위치를 파악하는 기술들이 알려져 있다. 주행 구역을 기 설정된 방식으로 주행하며 청소하는 로봇 청소기가 알려져 있다.

종래의 로봇 청소기는 주행 구역을 스스로 주행하며 청소를 진행하면서 흡입유로를 통해 먼지 등을 흡입하고, 흡입된 먼지 등을 먼지통에 수집하게 된다.

이와 같이 수집된 먼지들은 사용자가 먼지통을 비움하면서 제거된다.

이에 대하여, 종래기술 (한국특허번호 2002-0000257A)에는, 흡입 유로의 막힘을 진단하기 위해 모터의 회전수를 체크하고, 흡입 호스의 압력을 압력 센서를 통해 감지하는 기술이 개시되었다.

이와 같은 종래 기술에서는 보터의 회전수와 압력 센서를 통해 얻을 수 있는정보를 통해 유로가 막혔는지 판단하게 된다.

그러나, 종래 기술에서 사용하는 모터의 회전수를 카운트하는 것이 용이하지 않고, 압력 센서를 통해 유로에 인가되는 압력을 센싱하는 경우에는 모터의 회전수에 대한 정보와 같아 해당 변화가 모터의 오작동에 의한 것인지 불분명해진다.

따라서, 사용자가 종래 기술과 같이 모터의 회전수 및 압력 변화에 의하여 유로의 막힘으로 판단하는 경우, 로봇 청소기의 동작을 정지시키고 로봇 청소기를 분해하여 유로의 상태를 확인하였을 때, 실질적으로 유로 막힘이 발생하지 않은 오류가 발생할 수 있다.

한국특허공보 10-2002-0000257A

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 흡입 모터뿐만 아니라 흡입 유로의 먼지량을 정확하게 감지하여 흡입 유로의 막힘 상태를 정확하게 진단할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 흡입 유로의 먼지량을 감지할 수있는 먼지 센서를 이용하여 흡입 유로의 막힘 상태에 대하여 오류 없는 진단이 가능하다.

상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 본체를 이동시키는 주행부; 상기 본체와 연결되어 있으며, 외부의 먼지를 흡입하는 청소 유닛; 상기 청소 유닛을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기를 흘려 상기 본체 내에는 청배치되는 먼지통으로 유입시키는 흡입 유로; 상기 흡입 유로에 먼지를 유입시키는 흡입 모터; 및 상기 흡입 모터 및 상기 흡입 유로의 상태에 따라 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하여 상기 흡입 유로의 상태 정보를 사용자에게 알림하는 제어부를 포함하는 이동 로봇을 제공한다.

상기 제어부는, 상기 흡입 모터의 출력 전력을 감지하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 모터의 출력 전류를 획득하여 상기 출력 전력을 연산할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 설정되어 있는 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 유로의 먼지 량을 수득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 유로의 먼지 량을 주기적으로 획득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 경우 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 상태가 소정 시간동안 유지될 때, 상기 흡입 유로가 막힌 것으로 판단할 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 흡입 모터의 출력 전력을 감지하여 상기 제어부에 전송하는 출력 센서부를 더 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 흡입 유로의 먼지 량을 감지하여 상기 제어부에 먼지 량에 대한 정보를 전송하는 먼지 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 먼지 센서는 상기 흡입 유로의 내벽에 배치될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 이전 주기의 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 본 발명은, 이동 로봇의 청소 유닛으로부터 흡입 유로를 통해 먼지통으로 외부의 먼지를 흡입하는 청소를 시작하는 단계; 상기 청소 유닛의 흡입을 구동하기 위한 흡입 모터의 출력 전력을 획득하고, 상기 흡입 유로의 먼지 량에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 흡입 모터의 출력 전력과 상기 흡입 유로의 먼지 량에 대한 정보를 기초로 상기 흡입 유로의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 이동 로봇의 제어방법을 제공한다.

상기 흡입 모터의 출력 전력을 획득하는 단계는, 상기 흡입 모터의 출력 전류를 획득하여 상기 출력 전력을 연산할 수 있다.

상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 설정되어 있는 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 흡입 유로의 먼지 량을 주기적으로 획득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단할 수 있다.

상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 경우 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는, 상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 상태가 소정 시간동안 유지될 때, 상기 흡입 유로가 막힌 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 이동 로봇에 따르면, 본 발명은 흡입 모터뿐만 아니라 흡입 유로의 먼지량을 정확하게 감지하여 흡입 유로의 막힘 상태를 정확하게 진단할 수 있다.

또한, 흡입 유로의 먼지량을 감지할 수 있는 먼지 센서를 이용하여 흡입 유로의 막힘 상태에 대하여 오류 없는 진단이 가능하여, 진단 후 이동 로봇을 분해하여 흡입 유로의 상태를 파악할 때 사용자가 정확한 수리가 가능하다.

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 청소기의 청소부의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

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.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 발명인 이동 로봇(100)은 바퀴 등을 이용하여 스스로 이동이 가능한 로봇을 의미하고, 가정 도우미 로봇 및 로봇 청소기 등이 될 수 있다.

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.

본 발명에 따른 이동로봇(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동로봇(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 측면도이다.

본 명세서에서 이동 로봇, 이동로봇 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 복수의 청소기는 이하 도 1 내지 도 3에 도시된 구성 중 적어도 일부를 포함하여 이루어질 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), 센싱유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함할 수 있다. 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(1800)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. 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 청소 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 로봇 청소기(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.

상술한 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버 부재(129)가 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.

커버부재(129)는 청소기 본체(110) 또는 청소 유닛(120)에 구비될수 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.

커버부재(129)는 빈 공간, 즉 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 간의 빈 공간의 적어도 일부를 메우도록 배치된다. 따라서, 빈 공간에 장애물이 끼이는 것이 방지되거나, 빈 공간에 장애물이 끼이더라도 장애물로부터 용이하게 이탈 가능한 구조가 구현될 수 있다.

청소 유닛(120)에서 돌출 형성된 커버부재(129)는 청소기 본체(110)의 외주면에 지지될 수 있다. 만일, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)에서 돌출 형성되는 경우라면, 커버부재(129)는 청소 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 구조에 따르면, 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 청소기 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 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 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(미도시)를 포함할 수 있다. 카메라(131)는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라는 청소기 본체(110) 주변의 영상을 제어부(1800)가 처리할수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 제어부(1800)가 청소기 본체(110)의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.

물론, 센싱 유닛(130)은 영상획득부를 포함할 수 있다. 영상획득부는 주변의 영상 및 본체와 장애물과의 원근거리를 획득하는 3차원 뎁스 카메라를 포함할 수 있다. 3차원 뎁스 카메라에 대해서는 후술한다.

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.

이하의 도 4에서는 로봇 청소기(100)의 구성요소와 관련된 일 실시예가 설명된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 청소부의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는, 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.

구?b적으로, 본 발명의 제1 실시예의 로봇 청소기(100)는 주행부(1300), 영상획득부, 제어부(1800)을 포함할 수 있다.

이때, 도 4에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동로봇이 구현될 수 있음은 물론이다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 설명되는 복수의 로봇 청소기는 이하에서 설명된 구성요소들 중 일부만 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 이동로봇이 각각 서로 다른 구성요소로 이루어질 수 있다.

이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다. 우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 이동 로봇에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 이동 로봇이 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 제어부(1800)에 의해 배터리 잔량을 출력부(1500)에 표시할 수 있다.

배터리는 이동로봇 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 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 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 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 예측 하는 동작이다.

머신 러닝 기술이 사용하는 알고리즘은 통계학에 기반한 알고리즘이 될 수 있으며, 예를 들어, 트리 구조 형태를 예측 모델로 사용하는 의사 결정 나무(decision tree), 생물의 신경 네트워크 구조와 기능을 모방하는 인공 신경망(neural network), 생물의 진화 알고리즘에 기반한 유전자 프로그래밍(genetic programming), 관측된 예를 군집이라는 부분집합으로 분배하는 군집화(Clustering), 무작위로 추출된 난수를 통해 함수값을 확률로 계산하는 몬테카를로 방법(Monter carlo method) 등이 될 수 있다.

머신 러닝 기술의 한 분야로써, 딥러닝 기술은 인공 신경망(Deap Neuron Network, DNN) 알고리즘을 이용하여, 정보들을 학습, 판단, 처리 중 적어도 하나를 수행하는 기술이다. 인공 신경망(DNN)은 레이어와 레이어 사이를 연결하고, 레이어와 레이어 사이의 데이터를 전달하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 딥러닝 기술은 병렬 연산에 최적화된 GPU(graphic processing unit)를 이용하여 인공 신경망(DNN)을 통하여 방대한 양의 정보를 학습할 수 있다.

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.

제어부(1800)는 청소영역 내에서 수집된 이미지를 분석하여, 수집된 이미지 중 벽 또는 천장에 위치된 모양으로 판단된 모양 중 적어도 하나를 인공 표식으로 특정할 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 외부 서버로 전송하도록 통신부(1100)를 제어할 수 있다.

외부 서버는 청소기로부터 전송받은 영상을 학습 엔진에 입력함으로서, 해당 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다. 아울러, 외부 서버는 인식결과와 관련된 정보를 다시 청소기로 전송할 수 있다. 이때, 인식결과와 관련된 정보는 분석의 대상인 영상에 포함된 객체의 개수, 각 개체의 이름과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

한편, 주행부(1300)는 모터를 구비하여, 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 이때, 좌, 우측 주바퀴는 독립적으로 움직일 수 있다. 주행부(1300)는 이동 로봇의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.

입력부(1200)는 사용자로부터 이동로봇에 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 입력 받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 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 이동로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.

한편, 출력부(1500)는, 이동 로봇의 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 이동 로봇 내부의 상태 정보, 예를 들어 이동 로봇에 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 이동 로봇의 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 이동 로봇은, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 이동 로봇은 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 이동로봇을 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.

메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 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 이동 로봇의 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.

이동 로봇은 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 이동 로봇은 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 전방, 구체적으로 이동 로봇의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 이동 로봇의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 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, 이동 로봇은 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.

일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데 에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(1800)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(1800)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.

일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 이동 로봇의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 이동 로봇의 전면에 설치될 수 있다.

즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.

또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.

일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다. 적외선 센서는 초음파 센서와 함께 이동 로봇의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 이동 로봇은 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, 이동 로봇의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다. 즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 이동 로봇의 배면에 설치되되, 이동 로봇의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.

낭떠러지 감지 센서는 이동 로봇의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등 일수 있다.

일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 이동 로봇의 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.

PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.

PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.

청소부(1900)는 제어부(1800)로부터 전달되는 제어명령에 따라, 지정된 청소 영역을 청소한다. 도 5와 같이, 청소부(1900)는 지정된 청소 영역의 먼지를 비산시키는 브러쉬(미도시)를 통해 주변의 먼지를 비산시킨 다음, 흡입 팬(도시하지 않음) 및 흡입 모터(145)를 구동하여 비산된 먼지를 흡입하여 흡입 유로(141)를 통해 먼지통(140)에 전송한다.

먼지통(140)에는 흡입 유로(141)를 통하여 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구(155)와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 청소기 본체(110)에 먼지통(140)의 장착시 입구와 출구는 본체(110)의 내측벽에 형성된 개구(155)를 통해 연통되도록 구성된다. 이에 의하여, 청소기 본체(110) 내부의 흡입 유로(141)와 배기유로(도시하지 않음)가 형성될 수 있다.

이러한 연결관계에 따라, 청소 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 청소기 본체(110) 내부의 흡입 유로(141)를 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.

이와 같은 청소부(1900)는 흡입 유로(141)에 진공을 형성하여 흡입을 유도하는 흡입 모터의 출력을 검출하는 출력센서부를 더 포함한다.

이와 같은 흡입 모터(145)의 출력 센서부는 흡입 모터(145)의 출력 전력(Watt)을 감지하여 제어부(1800)에 현재 출력 파워 값, 즉, 출력 전력 값을 전달한다.

이때, 흡입 모터(145)의 출력 전류를 센싱함으로써 흡입 모터(145)의 출력 전력을 판독할 수 있다.

즉, 흡입 모터(145)의 출력 전류 값을 센싱하는 전류계를 포함할 수 있으며, 출력 전류값으로부터 출력 전력이 연산 가능하다.

제어부는 이와 같은 흡입 모터(145)의 출력 전력 값을 주기적으로 획득하여 흡입 유로(141)의 상태에 대한 흡입 모터(145)의 제어가 가능하다.

한편, 청소부(1900)는 흡입 유로(141)의 내벽에 부착되어 흡입 유로(141) 내를 흐르는 공기의 먼지의 양을 측정할 수 있는 먼지 센서(142)를 포함한다.

먼지 센서(142)는 광원을 사용한 입자 계수기일 수 있으며, 외부의 공기가 유입될 수 있는 구멍을 가지며, 구멍을 통과하여 유입된 공기에 빛을 쏘고, 먼지에 의해 산란된 빛의 양을 수광 소자에서 검출하여 공기 중의 먼지의 양을 측정하게 된다.

이와 같이 측정된 먼지의 양에 대한 정보는 제어부(1800)로 전송되며, 제어부(1800)는 먼지 센서(142)의 먼지의 양과 흡입 모터(145)의 출력 전력을 수신하여 흡입 유로(141)의 이상 상태를 판단한다.

센싱부(1400)는 청소영역에 대해 인공 표식의 정보를 수집한다. 구체적으로, 2차원 또는 3차원 카메라 센서는 청소영역에 대해 인공 표식의 정보를 포함하는 이미지를 수집할 수 있다.

한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 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, 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 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 수 있다.

비록 도시되지는 않았지만, 복수의 이동로봇이 네트워크 통신을 통해서는 단말기(미도시)와 통신을 수행하고, 상호간에 통신을 수행할 수 있다.

여기에서, 네트워크 통신은 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 근거리 통신을 의미할 수 있다.

이하에서는 도 6을 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기(100)의 제어방법을 설명한다.

각 순서도들에서 서로 중복되는 내용은 동일한 도면 부호로 표기하고, 중복되는 설명은 생략한다.

제어방법은 제어부(1800)(140)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명은, 로봇 청소기(100)의 제어방법이 될 수 있고, 제어방법을 수행하는 제어부(1800)(140)를 포함하는 로봇 청소기(100)가 될 수도 있다. 본 발명은, 제어방법의 각 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 될 수도 있고, 제어방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 될 수도 있다. '기록매체'는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 본 발명은, 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 로봇 청소기(100) 제어 시스템이 될 수도 있다.

제어방법의 순서도 도면들의 각 단계와 순서도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(instruction)들에 의해 수행될 수 있다. 인스트럭션들은 범용 컴퓨터 또는 특수용 컴퓨터 등에 탑재될 수 있고, 인스트럭션들이 순서도 단계(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

또한, 몇 가지 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예의 이동 로봇(100)의 제어부(1800)는 설정되어 있는 흡입 모터(145)의 파워, 즉 기설정된 전력 값으로 상기 흡입 모터(145)를 구동한다(S10).

이와 같이 설정되어 있는 전력이 출력되도록 전압 및 전류를 인가할 수 있으며, 이와 같은 전력에 따라 흡입 모터(145)가 구동되어 팬을 회전하면서 흡입 유로(141)에 진공을 유입하여 먼지를 흡입한다.

이와 같은 흡입을 통해 청소가 진행되는 중, 주기적으로 제어부(1800)는 현재 흡입 모터(145)의 출력 전력 값을 출력 센서부(146)를 통해 획득한다(S11). 이때, 출력 전력 값은 흡입 모터(145)의 출력 전류를 읽어들여 연산 가능할 수 있다.

다음으로, 흡입 유로(141)의 먼지 센서(142)로부터 현재의 먼지 값을 출력 값으로 수득한다(S12).

이때, 먼지 센서(142)의 출력 값이 이전 주기의 먼지 센서(142)의 출력 값에 대하여 변화가 있는지 판단한다. 즉, 현재 먼지 센서(142)의 출력 값이 이전 주기의 먼지 센서(142)의 출력 값보다 작은 때, 구체적으로 현재 먼지 센서(142)의 출력 값과 이전 주기의 먼지 센서(142)의 출력 값의 차가 임계 값보다 클 때, 먼지 센서(142)의 출력 값에 변화가 있는 것으로 판단한다.

먼지 센서(142)의 출력 값이 변화가 있는 것으로 판단되면, 제어부(1800)는 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 기 설정된 전력 보다 낮은지 판단한다(S13).

즉, 기 설정되어 있는 전력 값보다 현재의 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 더 낮은 것으로 판단되면, 이 시점에서 소정 시간의 임계 시간 동안 이와 같은 출력 전력이 낮은 값으로 유지되는지 감지한다(S14).

이때, 임계 시간은 한주기가 경과되는 시간일 수 있으며, 이보다 더 긴 시간일 수 있다.

제어부(1800)가 다음 주기에서의 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 여전히 낮은 상태로 감지되면, 제어부(1800)는 흡입 유로(141)가 막힌 것으로 판단한다(S15).

즉, 흡입 유로(141)에 이물질, 특히 소정 크기 이상의 물질이 흡입되어 흡입 유로(141)가 막힘으로써 흡입되는 먼지 량이 감소하고, 진공의 세기가 작아짐으로써 모터(145)의 출력 전력이 가변하는 것으로 판단할 수 있다.

다음으로 제어부(1800) 흡입 유로(141)의 문제가 발생한 것으로 판단되면, 에러 감지 신호를 출력부(1500)를 통해 출력한다(S16). 이러한 에러 감지 신호는 음성으로 사용자에게 출력될 수 있으며, 출력부(1500)의 디스플레이를 통해 사용자에게 안내될 수 있다.

또한, 제어부(1800)는 흡입 모터(145)의 동작을 정지시킴으로써 이동 로봇(100)의 청소 동작을 정지시킨다.

이와 같이, 사용자에게의 알람 및 청소 동작 정지를 수행하여 사용자가 이동 로봇(100)의 흡입 유로(141)를 개방하여 흡입 유로(141) 내에 존재하는 이물질을 제거하도록 유도할 수 있다.

한편, 먼지 센서(142)의 출력 값이 변화가 없는 것으로 판단되는 경우, 흡입 모터(145)의 출력 전력이 기 설정된 전력보다 낮지 않거나, 낮더라도 소정 시간 내에 다시 기 설정된 전력 값을 유지하는 경우에는 흡입 유로(141)에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고 흡입 유로(141)에 대한 에러 판단을 종료할 수 있다.

이와 같이, 주기적으로 흡입 모터(145) 및 흡입 유로(141)의 센서 값을 수득하여 흡입 유로(141)의 에러 여부를 판단함으로써 이물질에 의한 오작동을 신속하게 파악하여 수정이 가능하다.

한편, 본 발명의 이동 로봇(100)은 도 7과 같이 스마트 진단으로 흡입 유로(141)의 에러 판단이 가능하다.

본 발명의 일 실시예의 이동 로봇(100)의 제어부(1800)는 설정되어 있는 흡입 모터(145)의 파워로 상기 흡입 모터(145)를 구동한다.

제어부(1800)는 청소를 진행하는 중 사용자로부터 스마트 진단을 진행할 것이 요구되면(S20), 제어부(1800)는 스마트 진단을 개시하여 이동 로봇(100)의 오작동 여부를 판단할 수 있다. 스마트 진단이 개시되면, 제어부(1800)는 현재 흡입 모터(145)의 출력 전력 값을 출력 센서부(146)를 통해 획득한다(S21). 이때, 출력 전력 값은 흡입 모터(145)의 출력 전류를 읽어들여 연산 가능할 수 있다.

다음으로, 흡입 유로(141)의 먼지 센서(142)로부터 현재의 먼지 값을 출력 값으로 수득한다(S22).

먼지 센서(142)의 출력 값이 변화가 있는 것으로 판단되면, 제어부(1800)는 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 설정된 전력 보다 낮은지 판단한다(S23).

이때, 흡입 모터(145)의 출력 전력의 현재 값이 이전 주기의 출력 전력의 값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.

즉, 이전 주기의 전력 값보다 현재의 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 더 낮은 것으로 판단되면, 이 시점에서 소정 시간의 임계 시간 동안 이와 같은 낮은 출력 전력이 낮은 값으로 유지되는지 감지한다(S24).

제어부(1800)가 다음 주기에서의 흡입 모터(145)의 출력 전력의 값이 여전히 낮은 상태로 감지되면, 제어부(1800)는 흡입 유로(141)가 막힌 것으로 판단한다(S25).

다음으로 제어부(1800)는 흡입 유로(141)의 문제가 발생한 것으로 판단되면, 이와 같은 에러 진단 결과를 사용자에게 어플리케이션 또는 출력부(1500)의 디스플레이 등을 통해 제공할 수 있다(S26).

한편, 먼지 센서(142)의 출력 값이 변화가 없는 것으로 판단되는 경우, 흡입 모터(145)의 출력 전력이 기 설정된 전력보다 낮지 않거나, 낮더라도 소정 시간 내에 다시 기 설정된 전력 값을 유지하는 경우에는 흡입 유로(141)에 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하고 흡입 유로(141)의 정상 진단 및 현재 흡입 모터(145)의 전력을 저장한다.

이와 같이, 스마트 진단을 수신하여, 흡입 유로(141)에 대한 동작 진단을 진행하여 흡입 유로(141)의 에러 여부를 판단함으로써 이물질에 의한 오작동을 신속하게 파악하여 수정이 가능하다.

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

본체를 이동시키는 주행부;
상기 본체와 연결되어 있으며, 외부의 먼지를 흡입하는 청소 유닛;
상기 청소 유닛을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기를 흘려 상기 본체 내에는 청배치되는 먼지통으로 유입시키는 흡입 유로;
상기 흡입 유로에 먼지를 유입시키는 흡입 모터; 및
상기 흡입 모터 및 상기 흡입 유로의 상태에 따라 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하여 상기 흡입 유로의 상태 정보를 사용자에게 알림하는 제어부
를 포함하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 모터의 출력 전력을 감지하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 모터의 출력 전류를 획득하여 상기 출력 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 설정되어 있는 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 유로의 먼지 량을 수득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 유로의 먼지 량을 주기적으로 획득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 경우 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 상태가 소정 시간동안 유지될 때, 상기 흡입 유로가 막힌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제8항에 있어서,
상기 이동 로봇은,
상기 흡입 모터의 출력 전력을 감지하여 상기 제어부에 전송하는 출력 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제9항에 있어서,
상기 이동 로봇은,
상기 흡입 유로의 먼지 량을 감지하여 상기 제어부에 먼지 량에 대한 정보를 전송하는 먼지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제10항에 있어서,
상기 먼지 센서는 상기 흡입 유로의 내벽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 이전 주기의 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
이동 로봇의 청소 유닛으로부터 흡입 유로를 통해 먼지통으로 외부의 먼지를 흡입하는 청소를 시작하는 단계;
상기 청소 유닛의 흡입을 구동하기 위한 흡입 모터의 출력 전력을 획득하고, 상기 흡입 유로의 먼지 량에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
상기 흡입 모터의 출력 전력과 상기 흡입 유로의 먼지 량에 대한 정보를 기초로 상기 흡입 유로의 이상 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 흡입 모터의 출력 전력을 획득하는 단계는,
상기 흡입 모터의 출력 전류를 획득하여 상기 출력 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는,
상기 흡입 모터의 상기 출력 전력을 주기적으로 획득하여, 현재 출력 전력의 값이 설정되어 있는 상기 흡입 모터의 전력 값보다 작은 경우, 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 흡입 유로의 먼지 량을 주기적으로 획득하여 상기 흡입 유로의 막힘 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는,
상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 경우 상기 흡입 유로에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 흡입 모터의 이상 여부를 판단하는 단계는,
상기 흡입 유로의 현재의 먼지 량과 상기 이전 주기의 흡입 유로의 먼지 량의 차가 임계값보다 큰 상태가 소정 시간동안 유지될 때, 상기 흡입 유로가 막힌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.