KR20210015154A - 이동 로봇 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이동 로봇 및 그 제어방법은, 충전대가, 충전용 단자를 포함하며 폴딩 가능하도록 구성되는 하부패널을 구비하고, 이동 로봇의 동작상태 또는 수신되는 신호에 대응하여, 이동 로봇의 도킹을 위해 하부패널을 닫힘상태에서 열림상태로 전환하도록 하부패널을 이동시키도록 구성되어, 충전이 필요한 경우 하부패널의 상태가 전환되어 편의성이 향상되고, 충전대에 대한 불필요한 접촉을 차단하여 사고를 예방하며, 하부패널의 이동을 통해 청소영역을 확보하여 청소효율을 향상시키고, 이동로봇과 충전대의 충돌을 방지하는 효과가 있다.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법{Moving Robot and controlling method}

본 발명은 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 충전전원을 이용하여 영역을 자율 주행하는 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동 로봇은 영역 내에서 충전전원을 이용하여 스스로 주행하여 지정된 동작을 수행한다.

예를 들어 청소용 로봇은 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 자동으로 청소한다. 습식용 청소 로봇은, 바닥면을 닦으면서 영역을 이동하여 습식 청소를 수행한다. 경우에 따라 이동 로봇의 전면에서 이물질을 흡입하고, 이동 로봇의 후면에서 청소포를 장착하여 건식 및 습식 청소를 수행할 수 있다.

또한, 잔디깍이용 로봇은 영역을 주행하며 잔디를 깎고, 습식용 청소 로봇은 바닥면을 청소포를 이용하여 청소한다.

이동 로봇은, 청소 대상이 되는 영역을 주행하면서, 해당 영역에 대한 지도를 작성할 수 있다. 이동 로봇은, 생성된 지도를 바탕으로 주행하면서 청소를 수행할 수 있다.

이동 로봇은 충전대를 포함하고, 구비되는 배터리의 충전상태에 따라 배터리 전력이 부족해지면 충전대로 복귀함으로써 배터리를 충전할 수 있다. 이동 로봇은 청소를 완료하는 경우 충전대로 복귀할 수 있다.

대한민국 공개특허 10-2011-7025679는, 충전용 단자를 포함한 일반적인 이동 로봇의 충전대의 구성을 설명하고 있다.

종래의 로봇 청소기는, 충전 스테이션(충전대)의 위치를 파악할 수 있는 센서, 로봇청소기와 접촉 시 배터리를 충전할 수 있는 충전용 단자를 스테이션 하부에 포함한다.

이러한 로봇 청소기 및 충전 스테이션은 충전용 단자가 하부에 위치해 있는데, 로봇 청소기가 충전을 필요로 하지 않는 청소주행 중에 충전 스테이션에 접근하는 경우 충전스테이션의 하부패널에 올라가 충전용 단자 간에 일시적으로 연결될 수 있다.

또한 충전대의 충전용 단자가 노출되어 있으므로, 사용자 또는 애완동물이 충전용 단자에 접촉하는 경우, 사고가 발생하는 문제가 있다.

또한, 로봇 청소기가 청소를 위해 충전 스테이션의 주변에 접근하는 경우, 충전 스테이션과 충돌하는 경우가 발생한다. 로봇 청소기는 충전 스테이션과의 충돌로 인하여 불필요한 접근을 반복할 수 있으며, 본체가 파손될 수 있는 문제가 있다.

그에 따라 청소주행 중에 충전 스테이션은 로봇 청소기의 주행을 방해하는 장애물로 작용하는 문제점이 있다.

또한, 충돌로 인하여 충전스테이션의 위치가 변경되는 문제가 있다. 충전 스테이션의 위치가 변경되는 경우, 로봇 청소기가 충전 스테이션을 찾지 못하거나 또는 도킹에 실패할 수 있다.

충전 스테이션 또한, 로봇 청소기가 도킹을 시도하는지 청소를 수행하는지 확인할 수 없는 문제가 있다.

이러한 충돌문제를 회피하기 위하여, 로봇 청소기가 충전 스테이션과의 거리를 늘리는 경우에는 충전 스테이션 주변은 청소되지 않아 청결 문제가 발생할 수 있다.

또한, 종래의 잔디로봇은 주행 중에 장애물이 감지되면 회피하는 경우도 있으나, 충돌한 후 회피라는 경우가 있다. 이러한 충돌 시, 감지된 장애물이 사람이거나 애완동물인 경우 충돌에 희한 사고가 발생할 수 있는 문제가 있다. 특히 잔디로봇을 포함한 상업용, 산업용 로봇의 경우 크기가 크고 무게가 있으므로 충돌이 발생하는 경우 큰 사고로 이어질 수 있다. 그에 따라 이동 로봇 또는 충전대는 접근하는 장애물에 대한 구분이 필요하다.

대한민국 공개특허 10-2011-7025679

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이동 로봇의 상태에 따라 충전이 필요한 상황을 구분하여 충전대가 모드를 변경하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 충전용 단자가 구비되는 하부패널이 개폐되는 충전대를 포함하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 하부패널의 열고 닫음에 따라 충전용 단자의 노출을 제어하는 충전대를 포함하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 이동 로봇의 상태에 대응하여, 충전대가 자동으로 하부 패널을 열고 닫는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 이동 로봇이 청소 중에, 하부 패널을 닫아 이동 로봇의 청소영역을 확장하는 충전대가 포함된 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 이동 로봇의 접근을 감지하고, 이동 로봇이 충전이 필요한 상태인지 판단하여 하부패널을 제어하는 충전대가 포함된 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 이동 로봇과 충전대의 충돌을 방지하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 충전대 주변을 청소하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 이상 주행에 따른 알림을 출력하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들 로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 그 제어방법은, 이동 로봇의 상태를 판단하여, 충전용 단자가 구비되는 하부패널을 열고 닫는 충전대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 로봇이 청소중인 경우 하부패널을 닫고, 충전이 필요한 경우 하부패널을 여는 충전대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 로봇의 접근을 감지하여 하부 패널을 열고 닫는 충전대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 로봇과 충전대가 상호 통신하여 충전대의 하부패널을 자동으로 열고 닫는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 로봇의 동작패턴에 따라 하부패널을 열고 닫는 충전대를 특징으로 한다.

본 발명은 하부패널을 열고 닫는 개폐수단이 구비되는 충전대를 특징으로 한다.

본 발명은 하부패널의 열고 닫음을 통해 하부패널에 구비되는 충전용 단자가 외부로 노출되는 것을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 영역을 주행하는 본체; 및 상기 본체로 충전전류를 공급하는 충전대;를 포함하고, 상기 충전대는, 충전대 본체; 상기 충전대 본체와 연결되고, 상기 본체가 도킹되면 전기적으로 연결되어 상기 본체로 충전전류를 공급하는 충전용 단자가 구비되는 하부패널; 상기 하부패널을 이동시키는 충전대구동부; 및 상기 본체의 동작상태 또는 수신되는 신호에 대응하여, 상기 본체의 도킹을 위해 상기 하부패널을 닫힘상태에서 열림상태로 전환하도록 상기 충전대구동부를 제어하는 충전제어부;를 포함한다.

본 발명은 상기 충전제어부는 열림신호가 수신되는 경우, 상기 본체가 충전을 위해 도킹을 시도하는 경우, 상기 본체가 도킹된 경우, 및 상기 본체의 전원이 오프된 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전제어부는 상기 하부패널이 열림상태에서, 상기 본체 외의 물체가 접근하는 경우 또는 설정시간 내에 상기 본체가 도킹을 완료하지 않은 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전제어부는 닫힘신호가 수신되는 경우, 상기 본체 외의 물체가 접근하는 경우, 상기 본체가 이탈한 경우, 및 상기 본체가 청소중인 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부패널은 닫힘상태에서, 상기 충전용 단자가 은폐되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 충전대가, 충전용 단자가 구비되는 하부패널을 닫힘상태로 유지하는 단계; 본체의 동작상태 또는 수신되는 신호에 대응하여, 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 단계; 충전대구동부가 상기 하부패널을 바닥면으로 이동시키는 단계; 상기 본체가 도킹하는 단계; 및 상기 충전용 단자를 통해 상기 본체로 충전전류를 공급하는 단계;를 포함한다.

열림신호가 수신되는 경우, 상기 본체가 충전을 위해 도킹을 시도하는 경우, 상기 본체가 도킹된 경우, 및 상기 본체의 전원이 오프된 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은, 충전대가 이동 로봇의 접근을 감지하고, 이동 로봇이 충전이 필요한 상태인지 판단하여 충전용 단자가 구비된 하부패널을 제어할 수 있다.

본 발명은 이동 로봇이 청소 중인 경우 충전대가 하부 패널을 닫아 이동 로봇의 청소영역을 확장할 수 있다.

본 발명은 하부패널의 열고 닫음을 통해 충전용 단자가 외부에 노출되는 것을 제어할 수 있다.

본 발명은 이동 로봇에 충전이 필요한 경우에만 충전대가 열리도록 충전용 단자에 의한 전기사고를 방지할 수 있다.

본 발명은 충전대의 하부패널을 자동으로 열고 닫을 수 있다.

본 발명은 충전대 주변영역이 청결해지는 효과가 있다.

본 발명은 충돌로 인한 충전대의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 이동 로봇과 충전대의 충돌로 인한 사고를 방지할 수 있다.

본 발명은 하부패널을 열림과 닫힘으로 자동 전환하여 편의성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 하부패널이 닫힘상태를 기본으로 유지하여 에너지를 절약할 수 있다.

본 발명은 청소효율의 향상으로 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇이 도시된 사시도이다.
도 2 는 도 1의 (a)에 도시된 이동 로봇의 저면이 도시된 도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 청소부의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 충전대 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.
도 6 은 본 발명의 이동 로봇에 따른 충전대의 제 1 실시예가 도시된 도이다.
도 7 은 본 발명의 이동 로봇에 따른 충전대의 제 2 실시예가 도시된 도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 충전대의 동작을 설명하는데 참조되는 도이다.

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. 본 발명의 제어구성은 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇이 도시된 사시도이다.

도 1의 (a)는 청소포의 회전을 통해 바닥면을 청소하는 습식용 이동로봇이 도시된 도이다.

도 1의 (a)와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(1)(1a)은 영역 내에서 이동하며, 주행 중에 바닥면의 이물질을 제거한다. 또한, 이동 로봇(1a)은 충전대로부터 공급되는 충전전원을 배터리(미도시)에 저장하여 영역을 주행한다.

이동 로봇(1)은 지정된 동작을 수행하는 본체와, 본체의 전면에 배치되어 장애물을 감지하는 장애물감지부(미도시), 영상을 촬영하는 영상획득부(미도시)를 포함한다.

본체는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 회전 가능하게 구비되는 회전맙, 본체의 이동 및 청소를 보조하는 롤러, 충전대로부터 충전전원이 공급되는 충전용 단자를 포함한다.

또한, 이동 로봇(1)은 본체의 내측에 배치되어 물을 저장하는 물탱크(미도시)와, 물탱크에 저장된 물을 회전맙으로 공급하는 펌프(미도시)와, 펌프와 물탱크 또는 펌프와 회전맙을 연결하는 연결유로를 형성하는 연결호스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 경우에 따라 물공급을 제어하는 밸브가 더 구비될 수 있다.

케이싱의 상면에는 사용자로부터 이동 로봇(1)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 조작부(미도시)를 포함하는 컨트롤 패널이 구비될 수 있다.

또한, 본체의 전면 또는 상면에는 영상획득부(미도시)와 장애물감지부(미도시)가 배치된다.

장애물감지부는 주행방향 또는 본체(10)의 주변에 위치하는 장애물을 감지한다.

영상획득부(미도시)는 실내 영역에 대한 영상을 촬영한다. 영상획득부를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 실내 영역에 대한 감시뿐 아니라, 본체 주변의 장애물을 감지할 수 있다.

영상획득부는 소정 각도로 전상방향을 향해 배치되어 이동 로봇의 전방과 상방을 촬영할 수 있다.

영상획득부는 전방을 촬영하는 별도의 카메라가 더 포함될 수 있다. 영상획득부는 본체의 상부에 배치되어 천장을 향하도록 구비될 수 있으며, 경우에 따라 복수의 카메라가 각각 구비될 수 있다. 또한, 영상획득부는 바닥면을 촬영하는 카메라가 별도로 구비될 수 있다.

이동 로봇(1)은 현재의 위치정보를 획득하기 위한 위치획득수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이동 로봇(1)은, GPS, UWB를 포함하여 현재 위치를 판단할 수 있다. 또한 이동 로봇(1)은 영상을 이용하여 현재위치를 판단할 수 있다.

본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(미도시)가 구비되며, 배터리의 충전용 단자가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 충전대에 본체가 도킹되어, 충전단자가 충전대의 단자와의 접촉을 통해 상용 전원과 전기적으로 연결되어 본체로 공급되는 충전전원에 의해 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.

이동 로봇(1)을 구성하는 전장 부품들은 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리가 충전된 상태에서 이동 로봇(1)은 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.

이하, 이동 로봇(1)은 습식 청소용 이동 로봇인 것을 예로 하여 설명하나, 이에 한정되지 아니하며, 영역을 자율 주행하며 소리를 감지하는 로봇이라면 적용 가능함을 명시한다.

도 1의 (b)는 공기를 흡입하여 이물질을 제거하는 건식용 이동 로봇이 도시된 도이다. 앞서 설명한 도 1의 (a)와 동일구성에 대하여 동일부호를 사용하며 동일 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)(1b)은 본체와, 외관을 형성하며 내측으로 본체를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 케이싱에 회전 가능하게 구비되는 좌륜(미도시)과 우륜(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 이동 로봇은 케이싱에 배치되고 바닥면을 향해 형성되어 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(미도시)을 포함하여 청소를 수행한다.

또한, 이동 로봇(1b)은 충전대(2)로부터 공급되는 충전전원을 배터리(미도시)에 저장하여 영역을 주행한다.

본체는 좌륜과 우륜이 회전함에 따라 본체가 영역의 바닥을 따라 이동된다. 본체(10)는 좌륜과 우륜을 구동시키는 주행부(미도시)를 포함할 수 있다. 주행부는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있다.

흡입유닛은 흡입력을 발생시키는 흡입 팬(미도시)과, 흡입 팬의 회전에 의해 생성된 기류가 흡입되는 흡입구(미도시)를 포함할 수 있다. 흡입유닛은 흡입구를 통해 흡입된 기류 중에서 이물질을 채집하는 필터(미도시)와, 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다.

흡입유닛은 회전 브러시(미도시)를 포함하여, 기류를 흡입함과 동시에 회전 동작하여 이물질의 채집을 보조한다. 흡입유닛은 필요에 따라 탈부착 가능하게 구성된다. 본체(10)는 케이싱의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 복수의 브러시(미도시)가 더 구비될 수 있다.

또한, 흡입유닛에는 물걸레청소부가 탈부착될 수 있다. 물걸레청소부는 흡입구의 후면에 장착될 수 있다. 경우에 따라 물걸레청소부는 흡입유닛과 별도로 구성되어 흡입유닛에 체결고정되는 위치에 교체되어 장착될 수 있다. 물걸레청소부는 이동 중에, 회전하며 주행방향의 바닥면을 닦는다.

도 2 는 도 1의 (a)에 도시된 이동 로봇의 저면이 도시된 도이다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1a)의 회전맙(80)은 케이싱에 배치되고 바닥면을 향해 형성되어 청소포가 탈부착되도록 구성된다. 회전맙은 본체(10) 의 하측에 좌우 대칭되게 배치된다. 회전맙(80)은 물탱크(32)의 전방에 배치된다.

본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 회전 가능하게 구비되는 회전맙(80), 본체(10)의 이동 및 청소를 보조하는 롤러(89), 충전대(2)로부터 충전전원이 공급되는 충전단자(99)를 포함한다.

충전단자(99)는 이동 로봇이 충전대에 도킹되는 경우, 충전대에 구비되는 충전용 단자와 전기적으로 연결되어, 충전대로부터 충전전류를 공급받는다. 공급되는 충전전류에 의해 배터리가 충전된다.

회전맙(80)은 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 동작에 의해 발생하는 바닥면과의 마찰력을 이용하여 이동하며, 바닥을 청소포로 닦아 청소한다. 회전맙(80)은 실질적으로 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하게 구비된다.

회전맙(80)은 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)을 포함하여, 회전을 통해 본체(10)가 영역의 바닥을 따라 이동되도록 한다.

본체(10)는 회전맙(80)의 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)이 회전축을 중심으로 회전 동작함에 따라 전, 후, 좌, 우로 주행한다. 또한, 본체(10)는 제 1 회전판과 제 2 회전판이 회전 동작함에 따라, 부착된 청소포에 의해 바닥면의 이물질이 제거되어 습식 청소를 수행한다.

본체(10)는 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)을 구동시키는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 구동부는 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있다.

회전맙(80)은 하측면이 각각 경사지게 배치될 수 있다.

제 1 회전판(81)의 하측면은 전체적으로 좌측 방향으로 하향 경사를 형성한다. 제 2 회전판(82)의 하측면은 전체적으로 우측 방향으로 하향 경사를 형성한다. 제 1 회전판(81)의 하측면은 좌측부에 최저점을 형성한다. 제 1 회전판(81)의 하측면은 우측부에 최고점을 형성한다. 제 2 회전판(82)의 하측면은 우측부에 최저점을 형성한다. 제 2 회전판(82)의 하측면은 좌측부에 최고점을 형성한다.예를 들어, 본체(10)는 제 1 회전판(81)이 제 1 방향으로 제 1 회전속도로 회전하고, 제 2 회전판(82)은 제 2 방향으로 제 1 회전속도로 회전함에 따라, 전, 후로 이동할 수 있다. 또한, 본체(10)는 제1 회전판과 제 2 회전판의 회전속도를 상이하게 설정하거나, 또는 제 1 회전판과 제 2 회전판의 회전방향을 동일하게 설정함으로써, 좌, 우로 이동할 수 있다.

또한, 본체(10)는 틸팅 프레임(미도시)을 더 포함할 수 있다. 틸팅 프레임은 회전맙(80)에 대해 소정 각도 범위내로 기울임 가능하게 배치된다. 틸팅 프레임은 경사각이 바닥의 상태에 따라 변경될 수 있게 한다. 틸팅 프레임은 회전맙(80)의 서스펜션(중량 지지와 동시에 상하 진동을 완화) 기능을 수행할 수 있다.

롤러(89)는 주행 중 회전하며, 바닥면의 이물질을 채집하여 먼지통(미도시)에 수납한다.

도 2의 (b)와 같이, 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)은 각각 청소포(91, 92)(90)가 부착될 수 있다.

회전맙(80)은 청소포가 탈부착 가능하게 구성된다. 회전맙(80)은 청소포의 부착을 위한 장착부재가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 각각 구비될 수 있다. 예를 들어 회전맙(80)은 청소포가 부착 및 고정되도록 벨크로, 끼움부재 등이 장착부재로 구비될 수 있다. 또한, 회전맙(80)은 청소포가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 고정시키기 위한 별도의 보조수단으로 청소포틀(미도시)을 더 포함할 수 있다.

청소포(90)는 물을 흡수하여 바닥면과의 마찰을 통해 이물질을 제거한다. 청소포(90)는 극세사 또는 패브릭 형태의 패드로 구성될 수 있고, 면직물 또는 면혼방 등의 재질이 사용될 수 있다. 청소포는 일정 비율 이상으로 수분을 함유하며 소정 밀도를 갖는 재질이라면 어느 것이나 사용가능 하며, 그 재질은 한정되지 않음을 명시한다.

청소포(90)는 연결유로를 통해 물탱크(32)으로부터 물을 공급받는다. 펌프의 구동을 통해 연결유로를 통해 물탱크(32)로부터 청소포(90)로 물이 공급될 수 있다.

청소포(90)는 원형으로 형성된다.

청소포(90)의 형태는 도면에 한정되지 않으며 사각형, 다각형 등으로 형성될 수 있으나, 제1 및 제 2 회전판의 회전동작을 고려하여, 제 1 및 제 2 회전판의 회전동작에 방해가 되지 않는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 청소포는 별도로 구비되는 청소포틀에 의해 원형으로 그 형상이 변경될 수 있다.

회전맙(80)은 청소포(90)가 장착되면, 청소포가 바닥면에 접하도록 구성된다. 회전맙(80)은 청소포의 두께를 고려하며, 청소포의 두께에 따라 케이싱과 제 1 회전판과 제 2 회전판의 이격거리가 변경되도록 구성된다.

회전맙(80)은 청소포와 바닥면이 접하도록 케이싱과 회전판의 이격거리를 조정하며, 바닥면을 향해 제 1 및 제 2 회전판에 압력을 발생시키는 부재를 더 포함한다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 청소부(180), 데이터부(120), 장애물감지부(100), 영상획득부(170), 센서부(150), 통신부(130), 조작부(160), 출력부(190) 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

앞서 설명한 도 1의 (b)에 도시된 이동 로봇(1b)은 좌륜과 우륜을 제어하는 주행부(미도시)가 구비되고, 청소부를 흡입유닛을 포함하여 그 구성이 차이가 있으나, 그 외의 구성은 동일하며, 충전대와의 통신 및 충전대의 동작에 있어서 동일하게 적용됨을 명시한다.

조작부(160)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패드 등의 입력수단을 포함하여 사용자명령을 입력받는다. 조작부는 앞서 설명한 바와 같이 본체(10)의 상단부에 구비될 수 있다.

출력부(190)는 LED, LCD와 같은 디스플레이를 구비하고, 이동 로봇(1)의 동작모드, 예약 정보, 배터리 상태, 동작상태, 에러상태 등을 표시한다. 또한, 출력부(190)는 스피커 또는 버저를 구비하여, 동작모드, 예약 정보, 배터리 상태, 동작상태, 에러상태에 대응하는 소정의 효과음, 경고음 또는 음성안내를 출력한다.

경우에 따라 이동 로봇은, 오디오입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

오디입력부는 적어도 하나의 마이크(Microphone)를 포함하여, 본체(10)로부터 일정거리 내의 주변, 또는 영역 내에서 발생하는 소리를 입력 받는다. 오디오입력부는 입력되는 소리를 필터링하고, 증폭하여 변환하는 신호처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이동 로봇(1)은 오디오입력부를 통해 입력되는 음성명령을 인식하여 동작할 수 있다.

데이터부(120)에는 영상획득부(170)로부터 입력되는 획득영상이 저장되고, 장애물인식부(111)가 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장된다.

데이터부(120)는 장애물의 종류를 판단하기 위한 장애물데이터, 촬영되는 영상이 저장되는 영상데이터, 영역에 대한 지도데이터가 저장된다. 지도데이터에는 장애물정보가 포함되며, 이동 로봇에 의해 탐색되는 주행가능한 영역에 대한 다양한 형태의 맵(지도)이 저장된다.

데이터부(120)에는 영상획득부를 통해 촬영된 영상, 예를 들어 정지영상, 동영상, 파노라마영상이 포함될 수 있다. 또한, 데이터부(120)에는 이동 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 이동 로봇의 청소모드에 따른 데이터, 센서부(150)에 의한 초음파/레이저 등의 감지신호가 저장된다.

또한, 데이터부(120)는, 마이크로 프로세서(microprocessor)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.

통신부(130)는, 무선통신 방식으로 단말(300)과 통신한다. 또한, 통신부(130)는 가정 내 네트워크를 통해, 인터넷망에 연결되어, 외부의 서버(미도시) 또는 이동 로봇을 제어하는 단말(300)과 통신할 수 있다.

통신부(130)는 생성되는 지도를 단말(300)로 전송하고, 단말로부터 청소명령을 수신하며, 이동 로봇의 동작상태, 청소상태에 대한 데이터를 단말로 전송한다. 또한, 통신부(130)는 주행 중에 감지되는 장애물에 대한 정보를 단말(300) 또는 서버로 전송할 수 있다. 통신부(130)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선통신, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다.

통신부(130)는 충전대(2)와 통신하며 충전대 복귀신호 또는 충전대 도킹을 위한 가이드신호를 수신할 수 있다. 이동 로봇(1)은 통신부(130)를 통해 수신되는 신호를 바탕으로 충전대를 탐색하고, 충전대에 도킹한다. 또한, 통신부(130)는 제어부에 의해 생성되는 신호를 충전대로 전송할 수 있다.

한편, 단말(300)은 통신모듈이 탑재되어 네트워크 접속이 가능하고 이동 로봇을 제어하기 위한 프로그램, 또는 이동 로봇 제어용 어플리케이션이 설치된 기기로, 컴퓨터, 랩탑, 스마트폰, PDA, 태블릿PC 등의 기기가 사용될 수 있다. 또한, 단말은, 스마트 워치 등의 웨어러블(wearable) 장치 또한 사용될 수 있다.

단말(300)은 이동 로봇(1)으로부터 수신되는 데이터에 따라, 소정의 경고음을 출력하거나, 수신된 영상을 표시할 수 있다.

단말(300)은 이동 로봇(1)의 데이터를 수신하여, 이동 로봇의 동작상태를 모니터링하고, 제어명령을 통해 이동 로봇(1)을 제어할 수 있다.

단말(300)은 이동 로봇(1)과 일대일로 직접 연결될 수 있고, 또한 서버, 예를 들어 가전기기 관리서버 등을 통해 연결될 수 있다.

청소부(180)는 구동부(미도시)를 통해 회전맙(80)의 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)을 회전시켜, 부착된 청소포(90)의 회전동작에 따라 바닥면의 이물질을 제거한다.

본체(10)는 청소부(180)의 제 1 및 제 2 회전판(81)(82)의 회전동작에 의해 이동한다. 그에 따라 청소부(180)는 주행부로써 동작할 수 있다.

또한, 청소부(180)는 회전맙(80)과 연결되어 제 1 및 제 2 회전판에 부착된 청소포로 물을 공급하는 물공급부(미도시)와 물탱크(32)를 더 포함할 수 있다. 물공급부는 펌프 또는 밸브를 포함할 수 있다.

청소부(180)는 청소포를 회전맙에 장착하기 위한 별도의 청소포툴을 포함할 수 있다. 배터리(미도시)는 모터 뿐 아니라, 이동 로봇(1)의 작동 전반에 필요한 전원을 공급한다. 배터리가 방전될 시, 이동 로봇(1)은 충전을 위해 충전대로 복귀하는 주행을 할 수 있으며, 이러한 복귀 주행 중, 이동 로봇(1)은 스스로 충전대의 위치를 탐지할 수 있다.

충전대(2)는 소정의 복귀 신호를 송출하는 신호 송출부(미도시)를 포함할 수 있다. 복귀 신호는 초음파 신호 또는 적외선 신호일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

장애물감지부(100)는 소정 형태의 패턴을 조사하여, 조사된 패턴을 영상으로 획득한다. 장애물감지부는 적어도 하나의 패턴조사부(미도시)와 패턴획득부를 포함할 수 있다.

또한, 장애물감지부는 초음파센서, 레이저센서, 적외선센서, 3D 센서 등의 센서를 포함하여, 주행방향에 위치하는 장애물의 위치, 거리 크기를 감지할 수 있다. 또한, 장애물감지부(100)는 주행방향에 대한 영상으로 장애물을 감지할 수 있다. 센서부와 영상획득부는 장애물감지부에 포함될 수 있다.

센서부(150)는 복수의 센서를 포함하여 장애물을 감지한다. 센서부(150)는 초음파센서, 레이저센서, 적외선센서 중 적어도 하나를 이용하여 전방, 즉 주행방향의 장애물을 감지한다. 센서부(150)는 장애물감지부에 의해 감지하지 못하는 장애물을 감지하는 보조수단으로 사용될 수 있다.

또한, 센서부(150)는 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 낭떠러지 감지센서를 더 포함할 수 있다. 센서부(150)는 송출되는 신호가 반사되어 입사되는 경우, 장애물의 존재 여부 또는 장애물까지의 거리에 대한 정보를 장애물 감지신호로써 제어부(110)로 입력한다.

센서부(150)는 적어도 하나의 기울기센서를 포함하여 본체의 기울기를 감지한다. 기울기센서는 본체의 전, 후, 좌, 우 방향으로 기울어지는 경우, 기울어진 방향과 각도를 산출한다. 기울기센서는 틸트센서, 가속도센서 등이 사용될 수 있고, 가속도센서의 경우 자이로식, 관성식, 실리콘반도체식 중 어느 것이나 적용 가능하다.

센서부(150)는 본체(10)의 회전각도, 이동거리를 감지할 수 있다. 각도는 자이로센서를 통해 측정하고 이동거리는 레이저 OFS를 통해 측정할 수 있다.

또한, 센서부(150)는 이동 로봇(1)의 내부에 설치되는 센서를 통해 동작상태, 이상 여부를 감지할 수 있다.

영상획득부(170)는 적어도 하나의 카메라로 구성된다.

영상획득부(170)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 적어도 하나의 광학렌즈와, 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.

이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.

영상획득부(170)는 이동 로봇이 동작하면, 연속적으로 영상을 촬영한다. 또한, 영상획득부(170)는 소정 주기 또는 소정 거리 단위로 영상을 촬영할 수 있다. 영상획득부(170)는 이동 로봇의 이동 속도에 따라 촬영 주기를 설정할 수 있다.

영상획득부(170)는 주행방향에 대한 전방의 영상을 획득하는 것은 물론, 상향의 천장형태 또한 촬영할 수 있다. 영상획득부(170)는 본체가 주행하는 중에 촬영되는 영상을 영상데이터로써 데이터부(120)에 저장한다.

장애물감지부(100)는 감지되는 장애물의 위치 또는 그 움직임에 대한 정보를 제어부(110)로 입력한다. 센서부(150)는 구비되는 센서에 의해 감지되는 장애물에 대한 감지신호를 제어부로 입력할 수 있다. 영상획득부(170)는 촬영된 영상을 제어부로 입력한다.

제어부(110)는 주행영역 중 지정된 영역 내에서, 이동 로봇이 주행하도록 제어한다.

제어부(110)는 조작부(160)의 조작에 의해 입력되는 데이터를 처리하여 이동 로봇의 동작모드를 설정하고, 동작상태를 출력부(190)를 통해 출력하며, 동작상태, 에러상태 또는 장애물 감지에 따른 경고음, 효과음, 음성안내가 출력부의 스피커를 통해 출력되도록 한다.

제어부(110)는 영상획득부(170)로부터 획득되는 영상, 센서부(150) 또는 장애물감지부(100) 로부터 감지되는 장애물정보를 바탕으로 주행영역에 대한 지도를 생성한다. 제어부(110)는 영역내의 주행중 장애물 정보를 바탕으로 지도를 생성하되, 영상획득부의 영상으로부터 주행영역의 형태를 판단하여 지도를 생성할 수 있다.

제어부(110)는 영상획득부(170) 또는 장애물감지부(100)로부터 감지되는 장애물에 대하여, 장애물을 인식하고, 그에 대응하여 특정 동작을 수행하거나 또는 경로를 변경하여 이동하도록 제어한다.

또한, 제어부는 필요에 따라 출력부를 통해 소정의 효과음 또는 경고음을 출력할 수 있고, 영상을 촬영하도록 영상획득부를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 청소명령에 따라 청소부(180)가 동작하여 바닥면을 청소하면서 이동하도록 한다. 제어부(110)는 청소부(180)의 회전동작에 의해 본체(10)가 이동하면 지정된 주행경로에 따라 이동하는지 여부, 정상적으로 주행하는지 여부에 따라 주행상태를 판단한다.

제어부(110)는 특정 목적지를 기준으로 이동 경로를 설정하고, 이동 경로에 따라 주행하면서 장애물을 회피하도록 제어한다.

제어부(110)는 설정된 이동 경로와, 실제 본체(10)가 이동한 주행 경로를 비교하여 주행상태를 판단한다.

제어부(110)는 이동 중의 위치변화를 바탕으로 설정된 이동 경로에 따라 본체(10)가 주행하는지 여부를 판단하여 주행상태를 판단한다. 제어부(110)는 설정된 이동 경로로부터 일정거리 이상 벗어나 주행하는 경우 주행상태에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

제어부(110)는 주행상태에 이상이 있는 경우, 청소부에 구비되는 구동부의 이상, 바닥상태의 이상 또는 청소포의 미장착에 따른 원인을 판단할 수 있다.

제어부(110)는 모터의 전류값을 바탕으로 바닥면의 재질을 판단할 수 있다. 이상 주행이 연속적으로 발생하는 경우 바닥 재질에 의한 것으로 판단하여, 바닥면의 재질에 따른 주행을 변경할 수 있다.

제어부(110)는 주행상태에 이상이 있는 경우 그에 대응하는 알림으로, 경고메시지, 경고음 등을 생성하여 출력부(190)를 통해 출력하도록 한다.

제어부(110)는 본체(10)의 상부에 구비되는 컨트롤패널에, 메시지, 아이콘, 이미지 중 적어도 하나의 조합으로 경고를 표시할 수 있고, 경고등을 점등할 수 있으며, 또한, 음성안내가 출력될 수 있다.

제어부(110)는 정상적으로 주행하는 경우, 기 입력된 청소명령에 따라 지정된 영역을 주행하면서 바닥면을 청소하도록 제어한다.

제어부(110)는 주행상태에 이상이 있는 경우 그 원인에 따라 재청소를 수행하도록 설정한다. 제어부(110)는 재청소시 그에 대한 알림을 출력부를 통해 출력하도록 한다.

또한, 제어부(110)는 주행상태에 이상이 있는 경우, 동작을 정지할 수 있다. 제어부(110)는 청소포 미장착, 모터 또는 구동부의 이상으로 판단되면 동작을 정지한다.

또한, 제어부(110)는 통신부(130)를 통해 이상발생에 따른 경고를 생성하여 단말(300)로 전송하도록 한다.

제어부(110)는 주행상태에 이상이 있다고 판단되면, 이상이 발생한 위치를 저장하고, 해당 위치를 지도에 표시하도록 한다. 제어부(110)는 이상 주행이 발생한 위치에 대한 데이터를 단말(300)로 전송하여 단말을 통해 화면에 그 위치가 지도상에 표시되도록 한다.

단말(300)은 제어부(110)로부터 수신되는 데이터에 따라 이상 주행이 발생한 위치를 지도에 표시한다. 또한, 단말(300)은 수신되는 데이터를 바탕으로 청소포의 교체에 대한 메시지를 표시할 수 있다.

제어부(110)는 동작 정지 시, 조작부 또는 단말(300)로부터 청소명령이 다시 입력되는 경우 주행을 재 시도하고, 주행상태를 재 판단할 수 있다.

제어부(110)는 오디오입력부를 통해 입력되는 소리를 분석하여 음성을 인식할 수 있다. 경우에 따라 제어부(110)는 입력되는 소리를 음성인식서버(미도시)로 전송하여 입력된 음성을 인식할 수 있다. 제어부(110)는 음성인식이 완료되면, 음성명령에 대응하는 동작을 수행한다.

또한, 제어부(110)는 음성명령에 대응하는 음성안내를 출력부(190)의 스피커를 통해 출력한다.

제어부(110)는 배터리의 충전용량을 체크하여 충전대로의 복귀 시기를 결정한다.

제어부(110)는 충전용량이 일정값에 도달하면, 수행중이던 동작을 중지하고, 충전대 복귀를 위해 충전대 탐색을 시작한다. 제어부(110)는 배터리의 충전용량에 대한 알림 및 충전대 복귀에 대한 알림을 출력할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 충전대로부터 송신되는 신호가 통신부(130)를 통해 수신되는 경우, 충전대로 복귀할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 충전대 복귀 시, 통신부를 통해 충전대와 통신할 수 있다. 제어부(110)는 충전대 복귀 또는 충전대 탐색에 대한 신호를 생성하여 통신부를 통해 충전대로 전송할 수 있다. 제어부(110)는 충전상태에 대한 신호를 생성하여 통신부를 통해 충전대로 전송할 수 있다.

제어부(110)는 주행중 장애물인식부를 통해 감지되는 장애물의 종류를 판단하여 충전대를 다른 장애물과 구분할 수 있다.

제어부(110)는 장애물인식부(111), 맵생성부(112), 주행제어부(113), 위치인식부(114)를 포함한다.

맵생성부(112)는 초기 동작 시, 또는 영역에 대한 지도가 저장되어 있지 않은 경우, 영역을 주행하면서 장애물 정보를 바탕으로 영역에 대한 지도를 생성한다. 또한, 맵생성부(112)는 주행중 획득되는 장애물 정보를 바탕으로, 기 생성된 지도를 갱신한다. 또한, 맵생성부(112)는 주행 중 획득되는 영상을 분석하여 영역의 형태를 판단하여 지도를 생성한다.

맵생성부(112)는 기초맵 생성 후, 청소영역을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역을 연결하는 연결통로를 포함하며, 각 영역 내의 장애물에 대한 정보를 포함하여 지도를 생성한다.

맵생성부(112)는 구분된 각 영역에 대하여, 영역의 형태를 가공한다. 맵생성부(112)는 구분된 영역에 대하여 속성을 설정할 수 있다.

또한, 맵생성부(112)는 영상으로부터 추출된 특징으로부터 영역을 구분할 수 있다. 맵생성부(112)는 특징의 연결관계를 바탕으로 문의 위치를 판단할 수 있고, 그에 따라 영역 간의 경계선을 구분하여 복수의 영역으로 구성된 지도를 생성할 수 있다.

장애물인식부(111)는 영상획득부(170) 또는 장애물감지부(100)로부터 입력되는 데이터를 통해 장애물을 판단하고, 맵생성부(112)는 주행구역에 대한 지도를 생성하고, 감지되는 장애물에 대한 정보가 지도에 포함되도록 한다.

장애물인식부(111)는 장애물감지부(100)로부터 입력되는 데이터를 분석하여 장애물을 판단한다. 장애물감지부의 감지신호, 예를 들어 초음파 또는 레이저 등의 신호에 따라 장애물의 방향 또는 장애물까지의 거리를 산출한다. 또한, 장애물인식부는 패턴이 포함된 획득 영상을 분석하여 패턴을 추출하고 패턴의 형태를 분석하여 장애물을 판단할 수 있다.

장애물인식부(111)는 초음파 또는 적외선 신호를 이용하는 경우 장애물과의 거리 또는 장애물의 위치에 따라 수신되는 초음파의 형태, 초음파가 수신되는 시간에 차이가 있으므로 이를 바탕으로 장애물을 판단한다.

장애물인식부(111)는 영상획득부(170)를 통해 촬영된 영상을 분석하여 본체 주변에 위치한 장애물을 판단할 수 있다.

장애물인식부(111)는 충전대를 감지할 수 있다. 장애물인식부(111)는 영상을 통해 그 형상으로 충전대를 다른 장애물과 구분할 수 있다.

장애물인식부(111)는 인체를 감지할 수 있다. 장애물인식부(111)는 장애물감지부(100) 또는 영상획득부(170)를 통해 입력되는 데이터를 분석하여 실루엣, 크기, 얼굴형태 등을 바탕으로 인체를 감지하고, 해당 인체가 등록된 사용자인지 여부를 판단한다.

장애물인식부(111)는 영상데이터를 분석하여 장애물의 특징으로 추출하고, 장애물의 형상(형태), 크기 및 색상 바탕으로 장애물을 판단하며, 그 위치를 판단한다.

장애물인식부(111)는 영상데이터로부터 영상의 배경을 제외하고, 기 저장된 장애물데이터를 바탕으로 장애물의 특징을 추출하여 장애물의 종류를 판단할 수 있다. 장애물데이터는 서버로부터 수신되는 새로운 장애물데이터에 의해 갱신된다. 이동 로봇(1)은 감지되는 장애물에 대한 장애물데이터를 저장하고 그 외 데이터에 대하여 서버로부터 장애물의 종류에 대한 데이터를 수신할 수 있다.

또한, 장애물인식부(111)는 인식된 장애물의 정보를 장애물데이터에 저장하고, 또한, 인식 가능한 영상데이터를 통신부(130)를 통해 서버(미도시)로 전송하여 장애물의 종류를 판단하도록 한다. 통신부(130)는 적어도 하나의 영상데이터를 서버로 전송한다.

장애물인식부(111)는 영상처리부에 의해 변환된 영상데이터를 바탕으로 장애물을 판단한다.

위치인식부(114)는 본체의 현재 위치를 산출한다.

위치인식부(114)는 구비되는 위치인식장치, 예를 들어 GPS, UWB 등을 이용하여 수신되는 신호를 바탕으로 현재 위치를 판단할 수 있다.

또한, 위치인식부(114)는 영상획득부의 영상, 즉 영상데이터로부터 특징을 추출하여, 특징을 비교하여 현재 위치를 판단할 수 있다. 위치인식부(114)는 영상으로부터 본체 주변의 구조물, 천장의 형상 등을 이용하여 현재위치를 판단할 수 있다.

위치인식부(114)는 영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출(feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 영역의 특징을 분석하여 위치를 판단한다. 위치인식부(114)는 천장의 외곽선을 추출하고 조명 등의 특징들을 추출할 수 있다.

위치인식부는 영상데이터를 통해 지속적으로 영역 내의 현재 위치를 판단하고, 특징을 매칭하여 주변 구조물의 변화를 반영하여 학습하고, 위치를 산출한다.

주행제어부(113)는 지도를 바탕으로 영역을 주행하며, 감지되는 장애물 정보에 대응하여 이동방향 또는 주행경로를 변경하여 장애물을 통과하거나 또는 장애물을 회피하여 주행하도록 제어한다.

주행제어부(113)는 청소명령에 따라 청소부(180)를 제어하여 본체(10)가 청소영역을 주행하면서 바닥면의 이물질을 제거하여 청소가 수행되도록 한다.

주행제어부(113)는 청소부(180)의 구동부(미도시)를 제어하여 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)의 작동을 독립적으로 제어함으로써 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하도록 한다.

주행제어부(113)는 맵생성부(112)에 의해 생성된 지도를 바탕으로 설정된 영역으로 이동하거나, 설정된 영역 내에서 본체가 이동하도록 제어한다. 또한, 주행제어부(113)는 위치인식부(114)로부터 산출되는 현재위치를 바탕으로 주행을 제어한다.

주행제어부(113)는 장애물감지부(100)의 감지신호에 따라 장애물에 대응하여 소정의 동작을 수행하거나 주행경로를 변경하여 주행하도록 제어한다.

주행제어부(113)는 감지되는 장애물에 대응하여, 회피, 접근, 접근거리에 대한 설정, 그리고 정지, 감속, 가속, 역주행, 유턴, 주행방향 변경 중 적어도 하나를 수행하도록 제어한다.

주행제어부(113)는 위치인식부로부터 인가되는 위치변화에 대한 정보를 바탕으로 주행상태를 판단하고, 이상 주행 시, 그에 대응하여 에러를 생성한다.

주행제어부(113)는 주행상태에 이상이 있는 경우, 그 원인을 판단하고 그에 대응하여 동작을 유지하거나, 동작을 정지할 수 있고, 또한 보상주행을 수행할 수 있다. 예를 들어 청소포가 부착되지 않아 주행상태에 이상이 발생한 경우 동작을 정지하고 청소포의 부재에 대한 알림을 출력할 수 있다. 또한, 바닥의 재질 또는 바닥의 이물질에 의해 일정 크기 이상의 위치변화가 발생하는 경우, 예를 들어 미끄러짐이 발생하는 경우, 그 위치정보를 저장하고, 미끄러짐에 대한 보상 주행을 수행한다.

주행제어부(113)는 이상 주행이 발생하면, 주행 가능여부를 판단할 수, 주행이 가능하면 이동 경로로 복귀하여 주행하고, 주행이 불가능한 상태인 경우 동작을 정지한다.

또한, 주행제어부(113)는 에러를 출력하고, 필요에 따라 소정의 경고음 또는 음성안내를 출력할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 청소부의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 청소부(180)는 바닥면을 청소하면서 본체(10)가 이동하도록 한다.

청소부(180)는 구동부(181), 청소포(90), 회전맙(80)(185), 물공급부, 모터(182)를 포함한다.

회전맙(185)(80)은 모터(182)의 회전축에 연결되어, 회전동작 한다.

회전맙(185)은 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)을 포함한다.

또한, 회전맙(185)은 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)에 각각 장착되는 청소포(90)(91, 92)가 바닥면에 접하도록 케이싱과 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)의 거리를 조절하는 조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조절부는 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)이 바닥면에 접하도록 일정크기의 압력을 가할 수 있다. 그에 따라 청소포는 두께에 관계없이 바닥면에 접하도록 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)에 장착된다.

제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)은 각각 제 1 및 제 2 청소포(91, 92)가 직접 장착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)에 벨크로가 부착되어, 청소포가 고정될 수 있다.

또한, 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)은 청소포틀(미도시)이 장착될 수 있다. 청소포는 청소포틀에 끼워져 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)에 장착된다.

제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)은 각각 독립적으로 회전하며 동작한다. 구동부는 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)이 상이한 패턴에 따라 회전하도록 제어할 수 있다.

제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)은 모터의 회전축에 연결되어, 회전하며, 각각 상이한 방향과 상이한 회전속도로 동작할 수 있다.

구동부(181)는 주행제어부(113)의 제어명령에 대응하여, 모터(182)의 회전속도, 구동 및 정지를 제어한다. 구동부(181)는 모터의 구동을 위한 동작전원을 공급한다.

구동부(181)는 본체(10)가 이동 경로에 따라 목적지로 이동하는 경우, 지정된 영역을 청소하는 경우 동작한다.

구동부(181)는 제 1 회전판과 제2 회전판이 독립적으로 회전 동작하도록 모터(182)를 제어한다. 구동부(181)는 이동 경로 또는 영역의 형태, 장애물의 크기와 위치에 따라, 구동부(181)는 제 1 회전판(81)과 제2 회전판(82)의 동작여부 및 회전속도를 결정하여 모터(182)를 제어한다.

모터(182)는 제 1 회전판과 제 2 회전판에 회전력을 전달한다. 모터(182)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어 제 1 회전판에 제 1 모터(미도시), 제 2 회전판에 제 2 모터(미도시)가 연결될 수 있다.

모터(182)는 1 회전판(81)을 제 1 방향으로 회전시키고, 제 2 회전판(82)을 제 1 방향의 방대방향인 제 2 방향으로 회전시킴으로써, 본체(10)가 전지하도록 한다.

또한, 모터(182)는 이동 경로에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하는 경우, 제 1회전판과 제 2 회전판의 회전을 달리하여 본체(10)가 이동하도록 한다. 모터는 1회전판과 제 2 회전판의 어느 일측은 정지하고 다른 일측이 회전동작하도록 함으로써, 본체(10)를 회전시킬 수 있다.

물공급부(183)는 물탱크(32)에 수용된 물을 청소포(90)로 공급한다. 물공급부는 본체(10)가 청소하는 동안 청소포로 물을 공급하여 청소포가 젖은 상태를 유지하도록 한다.

물공급부(183)는 청소포로 일정시간 동안 지정된 양의 물이 일정하게 공급되도록 한다. 물공급부(183)는 청소포(90)와 물탱크(32)를 연결하는 연결유로(미도시)를 포함한다.

물공급부(183)는 구동부(181)에 의해 모터의 구동이 정지되면, 물공급을 정지할 수 있다. 물공급부(183)는 청소포로의 물공급을 제어하는 밸브(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 물공급부(183)는 물탱크로부터 청소포로의 물공급을 조절하는 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.

제어부(110)는 동작 정지 시, 펌프의 동작을 정지하거나 또는 밸브를 닫아 청소포로 물이 공급되는 것을 차단할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 충전대 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 충전대(2)는 충전대조작부(470), 충전부(420), 충전대통신부(430), 도킹감지부(440), 충전대센서부(450), 충전대구동부(460), 그리고 충전대 동작 전반을 제어하는 충전제어부(410)를 포함한다.

충전대조작부(470)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패널을 포함할 수 있다. 충전대조작부(470)는 충전대의 전원키, 하부패널에 대한 열림 또는 닫힘을 위한 키가 포함될 수 있다.

또한, 충전대조작부(470)는 마이크를 포함하여, 음성을 수집할 수 있다. 충전대조작부(470)는 음성명령이 입력되면 충전제어부(410)로 신호를 인가한다.

충전부(420)는 공급되는 상용전원으로부터 이동 로봇(1)의 배터리의 에 대응하는 충전전류를 생성하여 충전용 단자를 통해 공급한다. 충전부(420)는 정전압부, 직류전원부, 레귤레이터, 변압부 등이 포함될 수 있다.

도킹감지부(440)는 이동 로봇(1)이 지정된 위치에 도킹되는지 여부를 감지한다. 도킹감지부(440)는 이동 로봇(1)의 케이싱의 위치를 감지하여 도킹상태를 감지할 수 있다. 또한, 도킹감지부(440)는

또한, 도킹감지부(440)는 이동 로봇(1)의 단자와 충전대의 단자가 접촉되어 전기적으로 연결되는지 여부를 감지한다.

도킹감지부(440)는 이동 로봇(1)이 도킹 완료된 것으로 판단되면 도킹완료신호를 충전제어부(410)로 인가한다.

충전대센서부(450)는 충전대(2)로부터 소정거리 내로 접근하는 물체를 감지한다. 충전대센서부(450)는 근접센서, 초음파센서, 적외선센서 등을 포함할 수 있다.

충전대통신부(430)는 수신되는 신호를 충전제어부로 인가하고 충전제어부의 제어명령에 따라 이동 로봇(1)과 통신한다.

충전대통신부(430)는 이동 로봇(1)의 도킹을 유도하는 유도신호를 송신한다. 충전대통신부(430)는 이동 로봇(1)의 도킹을 유도하기 위하여, 적어도 하나의 방향으로 영역구분신호를 유도신호로써 송신할 수 있다.

또한, 충전대통신부(430)는 이동 로봇(1)으로부터 수신되는 신호를 수신한다.

충전대통신부(430)는 이동 로봇(1)으로부터 충전대 복귀 또는 충전대 탐색에 대한 신호를 수신한다. 또한, 충전대통신부(430)는 이동 로봇(1)의 통신부와 데이터를 송수신하여 이동 로봇(1)의 동작상태, 배터리의 충전상태를 수신할 수 있다.

충전대구동부(460)는 충전제어부(410)의 제어명령에 대응하여, 하부패널을 열거나 또는 닫는다. 충전대구동부(460)는 하부패널이 충전대 본체를 향해 폴딩되도록 하여 닫고, 또한 하부패널이 열려서 바닥면에 위치하도록 한다.

충전대구동부(460)는 하부패널과 충전대 본체를 연결하며 하부패널이 충전대 본체를 향해 폴딩되도록 회전축을 제공하는 힌지부와 하부패널을 이동시키기 위한 힘을 제공하는 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있다.

모터는 힌지부 내부에 구비되거나, 힌지부에 연결되어, 힌지부에 회전력을 제공할 수 있다. 힌지부의 회전에 의해 하부패널이 폴딩될 수 있다.

또한 모터는 하부패널에 연결되는 이송장치(미도시)에 연결되어 하부패널을 밀거나 당기는 힘을 제공할 수 있다.

충전대구동부(460)는 탄성부재를 포함하여 하부패널이 열림상태 또는 닫힘상태로 전환되면, 탄성부재의 탄성 또는 복원력에 의해 하부패널이 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 탄성부재는 스프링이 사용될 수 있다.

예를 들어 충전대구동부는 탄성부재의 탄성에 의해 하부패널이 열림상태로 전환되면 바닥면으로 이동하도록 하고, 닫힘상태에서는 별도의 고정수단에 의해 위치가 고정되도록 구성될 수 있다. 예를 들어 걸림부재에 의해 하부패널이 닫힘상태를 유지할 수 있다.

경우에 따라 충전대구동부는 하부패널이 충전대 본체 내부로 이송되어 충전대 본체의 내부에 수납되도록 할 수 있다.

하부패널은 닫힘상태에서 충전용 단자가 은폐된다.

이러한 충전대구동부는 하부패널의 이동을 위한 예로 도면 및 명세서에 한정되지 않음을 명시한다. 이 사용될 수 있음을 명시한다.

충전제어부(410)는 충전대조작부(470)에 의한 입력을 처리하고, 충전대통신부(430)를 통해 유도신호를 송출하거나, 이동 로봇(1) 또는 단말(300)의 신호를 수신하여 처리한다.

충전제어부(410)는 충전대센서부(450)에 의해 충전대로 접근하는 물체에 대응하여 동작을 수행할 수 있다.

충전제어부(410)는 도킹감지부(440)로부터 도킹완료신호가 수신되면 충전부(420)를 제어하여 충전전류가 이동 로봇으로 공급되도록 한다. 충전제어부(410)는 이동 로봇(1)과의 연결상태를 확인한 후 충전전류를 공급할 수 있다.

충전제어부(410)는 충전대조작부(470)의 입력, 또는 충전대통신부(430)를 통해 수신되는 신호에 대응하여 충전대구동부(460)로 제어명령을 인가하여 단자가 구비되는 하부패널(미도시)이 열리거나 닫히도록 제어한다.

충전제어부(410)는 이동 로봇이 도킹된 경우를 제외하고, 닫힘상태를 기본으로 한다.

또한, 충전제어부(410)는 단말(300)로부터 수신되는 신호에 따라 하부패널(미도시)이 열리거나 닫히도록 제어한다.

충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 복귀중인 경우, 충전대를 탐색중인 경우, 열림신호가 수신되는 경우, 이동 로봇의 배터리의 충전상태가 일정값 이하인 경우, 하부패널이 열리도록 충전대구동부를 제어한다.

충전제어부(410)는 하부패널이 열림 후, 설정시간 동안 열림상태를 유지하도록 한다.

충전제어부(410)는 이동 로봇이 충전중인 경우 또는 충전완료 후 도킹상태가 유지되는 경우, 열림상태가 유지되도록 한다.

또한, 충전제어부(410)는 닫힘신호가 수신되는 경우, 이동 로봇(1)이 이탈한 경우, 이동 로봇이 청소중인 경우, 이동 로봇이 도킹되지 않은 경우, 하부패널이 닫히도록 충전대구동부를 제어한다.

충전제어부(410)는 하부패널이 닫힘상태인 경우 충전부(420)가 동작정지하도록 하고, 충전용 단자로의 전류를 차단한다.

충전제어부(410)는 하부패널이 열림상태에서, 설정시간 내에 이동 로봇이 도킹되지 않는 경우 하부패널이 닫히도록 충전대구동부를 제어한다.

열림신호 및 닫힘신호는 충전대조작부, 이동 로봇, 또는 단말로부터 수신될 수 있다. 또한, 열림신호 및 닫힘신호는 음성으로 입력될 수 있다. 경우에 따라 이동 로봇이 음성명령을 인식하여 충전대(2)로 전송할 수 있다.

또한, 충전제어부(410)는 충전대센서부(450)로부터 물체의 접근이 감지되면, 이동 로봇(1), 인체, 애완동물, 물체를 구분하여 하부패널이 열리거나 닫히도록 한다.

충전제어부(410)는 열림신호에 의해 하부패널이 열림상태를 유지하는 동안, 인체, 애완동물, 물체 중 어느 하나의 접근이 충전대센서부(450)를 통해 감지되면, 하부패널이 닫히도록 충전대구동부를 제어한다. 충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 충전대로 복귀중인 경우라도, 하부패널을 닫은 후, 이동 로봇(1)이 접근하면 다시 열리도록 제어한다.

또한, 충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 접근하는 경우에도, 이동 로봇이 청소중인 경우 하부패널이 닫히도록 충전대구동부를 제어한다.

도 6 은 본 발명의 이동 로봇에 따른 충전대의 제 1 실시예가 도시된 도이다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 충전대(2)는 충전대 본체(20)와 하부패널(22)로 구성된다.

충전대 본체(21)는 열림 또는 닫힘을 변경하는 스위치(472)가 구비된다.

충전대 본체(21)는 전면 또는 상부면에 배치되어 소정 거리내의 접근을 감지하는 접근감지용 센서(451)(452)가 구비된다.

또한, 충전대 본체(21)는 이동 로봇(1)의 본체가 도킹되는지 여부를 감지하는 도킹감지부의 센서(26)가 구비된다.

하부패널(22)은 열림상태에서 바닥면에 위치한다.

하부패널(22)은 위치에 따라 두께가 상이한 패널로 구성된다. 하부패널(22)은 경사면을 형성할 수 있다.

하부패널(22)은 이동 로봇(1)이 충전대에 도킹하는 경우, 바닥면으로부터 하부패널로의 이동이 용이하도록, 충전대 본체로부터 멀수록 그 두께가 얇고 충전대 본체(21)에 근접할수록 두꺼워져, 경사면을 형성할 수 있다.

하부패널(22)은 열림상태에서 바닥면에 위치하며 충전대 본체와 약 90도 각을 형성한다.

하부패널(22)에는 이동 로봇(1)의 도킹을 보조하는 구조물이 구비될 수 있다.

하부패널(22)은 이동 로봇(1)이 도킹되면 전기적으로 연결되는 충전용 단자(25)를 포함한다. 충전용 단자는 하부패널로부터 상부로 돌출되어 형성될 수 있다.

하부패널(22)은 이동 로봇(1)이 도킹되면 이동 로봇(1)의 하부에 위치하여, 이동 로봇(1)의 저면에 배치된 충전단자(99)와 충전용 단자(25)가 접촉된다.

도킹감지부(440)는 충전용 단자(25) 중 제 1 단자(23)와 제 2 단자(24)가 모두 이동 로봇의 충전단자와 연결되는 경우 도킹완료로 판단할 수 있다.

또한, 도킹감지부(440)는 충전용 단자가 연결된 경우에도, 도킹감지용 센서(26)에 의해 이동 로봇(1)의 본체(10)가 감지되는지 여부를 판단한다. 어느 하나라도 감지되지 않는 경우 도킹감지부는 도킹이 완료되지 않은 것으로 판단한다.

충전용 단자(25)는 하부패널이 열림상태일 때 외부로 노출되고, 하부패널이 닫힘상태일 때는 하부패널과 충전대 본체(21)에 의해 은폐된다.

하부패널(22)은 충전대구동부(460)의 힌지부(461)에 의해 충전대 본체(21)와 연결되어, 열림상태 또는 닫힘상태로 전환된다.

하부패널(22)은 구정수단으로 걸림부재(468)를 포함할 수 있다.

걸림부재는 하부패널(22)이 충전대구동부에 의해 폴딩되는 경우, 충전대 본체(21)에 형성된 홀(429)에 삽입되어 위치를 고정할 수 있다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부패널(22)은 닫힘상태에서는 충전대구동부에 의해 충전대 본체(21)를 향해 폴딩된다.

닫힘상태에서 충전대 본체와 대면하며 충전대 본체와 수평을 이룰 수 있다.

하부패널(22)은 충전대구동부에 의해 폴딩되어 닫힘상태가 되면, 구비되는 걸림부재가 충전대 본체(21)에 형성된 홀(429)에 삽입되어, 위치가 고정될 수 있다.

충전대 본체로의 접근을 감지하는 센서(451, 452)는 하부패널이 닫힘상태가 되면 비활성화될 수 있다.

도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 하부패널(22)에 형성된 걸림부재(468)는 충전대 본체(21)에 형성된 홀(429)에 삽입되어 하부패널을 고정할 수 있다.

걸림부재(468)는 해제수단(469)의 하부로 누르는 힘에 의해 걸림이 해제될 수 있다. 해제수단은 충전제어부(410)에 의해 동작할 수 있고, 경우에 따라 스위치(472)의 조작에 의해 동작할 수 있다.

걸림부재의 구성은 하부패널을 고정하는 일예로 도면에 한정되지 않음을 명시한다. 별도의 걸림부재 없이, 힌지부의 구동에 의해 하부패널은 위치가 고정될 수 있다.

도 7 은 본 발명의 이동 로봇에 따른 충전대의 제 2 실시예가 도시된 도이다.

도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 충전대 본체(21b)는 하부패널(22b)과 힌지부(461)에 의해 연결된다.

충전대 본체(21b)는 도킹감지부의 센서(26b), 힌지부(461), 접근감지용 센서(453)를 포함한다.

하부패널(22b)은 충전용 단자(25b)를 포함한다.

하부패널(22b)은 그 길이가, 충전대 본체(21b)의 세로길이보다 짧게 형성될 수 있다. 하부패널(22b)은 닫힘상태에서, 충전대 본체(21b)에 배치된 센서(453)를 가리지 않는, 방해하지 않는 길이로 형성될 수 있다. 그에 따라 접근감지용 센서(453)는 하부패널이 닫힘상태인 경우에도 소정거리 내의 접근을 감지할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 충전대(2)는 열림신호가 입력되면(310), 하부패널을 열림상태로 전환한다(S380).

열림상태에서, 폴딩된 하부패널이 바닥면으로 이동한다.

열림신호 및 닫힘신호는 충전대조작부, 이동 로봇, 또는 단말로부터 수신될 수 있다. 또한, 열림신호 및 닫힘신호는 음성으로 입력될 수 있다.

충전대구동부(460)는 충전제어부(410)의 제어명령에 따라 하부패널이 이동하도록 한다.

하부패널이 열림상태에서 열림신호가 입력되면, 충전제어부(410)는 열림상태를 유지한다.

또한, 충전제어부(410)는 충전대센서부(450)에 의해 소전 거리 내의 물체의 접근이 감지되면(S320), 이동 로봇(1)인지 여부를 판단한다(S340).

충전제어부(410)는 접근하는 물체가 이동 로봇이 아닌 경우, 하부패널이 닫힘상태가 되도록 충전대구동부(460)를 제어한다(S410). 하부패널이 닫힘상태인 경우에는 닫힘상태가 유지되도록 한다.

충전제어부(410)는 접근하는 물체가 이동 로봇인 경우, 충전대통신부(430)를 통해 이동 로봇(1)으로부터 수신되는 신호를 바탕으로 이동 로봇(1)의 상태를 판단한다.

충전제어부(410)는 이동 로봇이 충전을 위해 복귀중인지 판단한다(S330).

충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 청소중인 경우, 또는 이동중인 경우에는 하부패널이 닫힘상태가 되도록 충전대구동부(460)를 제어한다(S410).

충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 복귀중인 경우 하부패널을 열림상태로 전환한다(S380).

충전제어부(210)는 이동 로봇(1)으로부터 충전대 복귀 또는 충전대 탐색에 대한 신호가 수신되면 이동 로봇이 복귀중인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 이동 로봇(1)의 배터리 상태에 따라 판단할 수 있다.

또한, 충전제어부(410)는 이동 로봇(1)의 복귀로, 하부패널이 열려있는 상태에서, 이동 로봇 이외의 물체가 감지되면, 일시적으로 하부패널을 닫힘상태를 전환한 후, 이동 로봇이 접근하면 다시 열림상태로 전환할 수 있다.

충전제어부(410)는 하부패널이 열림상태로 전환된 후, 이동 로봇(1)이 설정시간 내에 도킹되는지 여부를 판단한다(S390).

충전제어부(410)는 이동 로봇(1)이 도킹을 시도하는 중인 경우 열림상태를 유지하고, 설정시간 내에 도킹을 완료하지 않는 경우(S400) 하부패널이 닫힘상태가 되도록 충전대구동부(460)를 제어한다(S410).

한편, 하부패널이 열림상태로 이동 로봇(1)이 도킹된 경우(S330), 충전제어부(410)는 충전중인지 판단한다(S360).

충전제어부(410)는 충전중이거나 도킹이 유지되는 경우 하부패널의 열림상태를 유지하고, 이동 로봇(1)이 이탈한 경우(S370), 하부패널이 닫힘상태가 되도록 충전대구동부(460)를 제어한다(S410).

충전대(2)는 닫힘상태를 기본으로 하며, 이동 로봇이 복귀하여 도킹을 시도하는 경우, 도킹되어 있는 경우, 열림신호가 입력된 경우 하부패널을 열림상태로 전환한다. 충전대(2)는 하부패널이 열림상태에서 물체가 접근하거나 설정시간 내에 도킹이 완료되지 않은 경우 닫힘상태로 전환한다.

도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주행에 따른 충전대의 동작을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, A는 충전대의 이동 로봇(1)의 상태이고, B는 충전대의 하부패널에 대한 열림 또는 닫힘상태를 나타낸다.

이동 로봇(1)이 충전중(401)인 경우(401), 이동 로봇(1)이 도킹된 상태이므로, 충전대(2)는 하부패널(22)을 열림상태로 유지한다.

이동 로봇(1)이 청소를 시작하는 경우(402), 이동 로봇(1)은 도킹상태에서 이탈한 상태이므로 충전대(2)는 하부패널(22)을 닫힘상태로 전환한다.

충전대(2)는 이동 로봇(1)으로부터 이탈하는 도중인 경우, 이탈 완료신호가 입력되거나, 또는 접근감지용 센서, 도킹감지부의 센서에 의해 이동 로봇(1)의 본체가 소정 거리 이상 떨어지면 이탈 완료로 판단하여 하부패널을 닫힘상태로 전환한다.

또한, 충전대(2)는 이동 로봇(1)이 배터리 방전으로 전원이 오프되면(403), 열림상태로 전환한다. 이경우 이동 로봇(1)이 주행하여 도킹할 수는 없으나 사용자에 의해 도킹될 수 있으므로, 열림상태로 전환한다.

이동 로봇(1)이 충전대로 복귀하는 중이거나 또는 충전대를 탐색하는 중인 경우(40), 충전대(2)는 하부패널(22)을 열림상태로 전환한다. 충전대(2)는 이동 로봇의 도킹을 위한 유도신호를 송신할 수 있다.

충전대조작부의 스위치 등을 통한 열림신호가 입력되면(405) 충전대(2)는 하부패널을 열림상태로 전환할 수 있다. 또한, 열림신호는 단말로부터 수신될 수 있고, 사용자의 음성명령으로 수신될 수 있으며, 이동 로봇(1)으로부터 수신될 수 있다.

충전대(2)는 하부 패널이 열림상태일 때, 이동 로봇 이외의 접근이 감지되면, 하부패널을 닫힘상태를 전환할 수 있다.

상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 이동 로봇은 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

1: 이동 로봇 2: 충전대
10: 본체 32: 물탱크
80, 185: 회전맙 90: 청소포
110: 제어부 150: 센서부
160: 조작부 170: 영상획득부
180: 청소부 190: 출력부
300: 단말
410: 충전제어부 420: 충전부
430: 충전대통신부 450: 충전대센서부
460: 충전대구동부

Claims (21)

1. 영역을 주행하는 본체; 및
   상기 본체로 충전전류를 공급하는 충전대;를 포함하고,
   상기 충전대는,
   충전대 본체;
   상기 충전대 본체와 연결되고, 상기 본체가 도킹되면 전기적으로 연결되어 상기 본체로 충전전류를 공급하는 충전용 단자가 구비되는 하부패널;
   상기 하부패널을 이동시키는 충전대구동부; 및
   상기 본체의 동작상태 또는 수신되는 신호에 대응하여, 상기 본체의 도킹을 위해 상기 하부패널을 닫힘상태에서 열림상태로 전환하도록 상기 충전대구동부를 제어하는 충전제어부;를 포함하는 이동 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전제어부는 상기 충전대 본체에 구비되는 충전대조작부, 상기 본체, 음성명령 및 단말로부터 수신되는 열림신호 또는 닫힘신호에 따라 상기 하부패널이 열림상태 또는 닫힘상태로 전환되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전제어부는 열림신호가 수신되는 경우, 상기 본체가 충전을 위해 도킹을 시도하는 경우, 상기 본체가 도킹된 경우, 및 상기 본체의 전원이 오프된 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 충전제어부는 상기 하부패널이 열림상태에서, 상기 본체가 아닌 물체가 접근하는 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 충전제어부는 상기 하부패널이 열림상태에서, 설정시간 내에 상기 본체가 도킹을 완료하지 않은 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전제어부는 닫힘신호가 수신되는 경우, 물체가 접근하는 경우, 상기 본체가 이탈한 경우, 및 상기 본체가 청소중인 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부패널은 열림상태에서 바닥면에 위치하여 상기 충전대 본체와 일정 각을 형성하며, 상기 충전용 단자가 노출되고,
   닫힘상태에서, 상기 충전대구동부에 의해 상기 충전대 본체를 향해 폴딩되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부패널은 닫힘상태에서, 상기 충전용 단자가 은폐되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전대는, 상기 본체로부터 충전대 복귀 또는 충전대 탐색에 대한 신호를 수신하고, 상기 본체의 동작상태 및 배터리의 충전상태를 수신하는 충전대통신부를 더 포함하는 이동 로봇.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전대는, 소정거리 내의 물체의 접근을 감지하는 충전대센서부를 더 포함하는 이동 로봇.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전대구동부는 상기 하부패널과 상기 충전대 본체를 연결하며 상기 하부패널이 상기 충전대 본체를 향해 폴딩되도록 회전축을 제공하는 힌지부; 및
    상기 하부패널을 이동시키기 위한 힘을 제공하는 적어도 하나의 모터를 포함하는 이동 로봇.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 힌지부와 연결되어, 상기 힌지부에 회전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 하부패널에 연결되는 이송장치에 연결되어 하부패널을 밀거나 당기는 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전대구동부는 탄성부재를 포함하고,
    상기 하부패널이 열림상태 또는 닫힘상태로 전환되면, 상기 탄성부재의 탄성에 의해 상기 하부패널이 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부패널은 닫힘상태에서 위치를 고정하기 위한 고정수단을 포함하는 이동 로봇.
16. 충전대가, 충전용 단자가 구비되는 하부패널을 닫힘상태로 유지하는 단계;
    본체의 동작상태 또는 수신되는 신호에 대응하여, 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 단계;
    충전대구동부가 상기 하부패널을 바닥면으로 이동시키는 단계;
    상기 본체가 도킹하는 단계; 및
    상기 충전용 단자를 통해 상기 본체로 충전전류를 공급하는 단계;를 포함하는 충전대의 제어방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    열림신호가 수신되는 경우, 상기 본체가 충전을 위해 도킹을 시도하는 경우, 상기 본체가 도킹된 경우, 및 상기 본체의 전원이 오프된 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 열림상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 충전대의 제어방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 하부패널이 열림상태에서, 물체의 접근을 감지하는 단계; 및
    상기 물체가 상기 본체가 아닌 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 충전대의 제어방법.
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 하부패널이 열림상태에서, 설정시간 내에 상기 본체가 도킹을 완료하지 않은 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 충전대의 제어방법.
20. 제 16 항에 있어서,
    닫힘신호가 수신되는 경우, 물체가 접근하는 경우, 상기 본체가 이탈한 경우, 및 상기 본체가 청소중인 경우 중 어느 하나의 경우 상기 하부패널을 닫힘상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 충전대의 제어방법.
21. 제 16 항에 있어서,
    상기 닫힘상태로 전환되면, 상기 하부패널이 상기 충전대구동부에 이동되어 상기 충전대의 본체를 향해 폴딩되는 단계를 더 포함하는 충전대의 제어방법.
    

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