KR20210061842A - 이동 로봇 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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KR20210061842A
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mobile robot
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홍현기
류제웅
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삼성전자주식회사
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Abstract

이동 로봇 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 전자 장치는 주행부, 메모리, 라이다 센서 및 상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 획득하고, 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단하고, 상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내이면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

이동 로봇 장치 및 이의 제어 방법{MOVING ROBOT DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING MOVING ROBOT DEVICE THEREOF}
본 개시는 이동 로봇 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전 스테이션과의 거리를 바탕으로 라이다 센서의 스캔 주파수를 가변하는 이동 로봇 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
기존에는 유선 충전 시스템을 통해 이동 로봇 장치의 배터리를 충전시키는 기술이 활용되었다. 다만, 유선으로 이동 로봇 장치를 고속 충전시키기 위해서는 높은 전류가 필요하며, 전류가 높아질수록 전송 전력이 높아져 이동 로봇 장치의 전력 수신부에 발열 문제가 발생할 수 있다는 한계가 존재하였다.
이에, 이동 로봇 장치를 무선으로 충전시킬 수 있는 무선 충전 스테이션에 대한 개발 및 연구가 활발히 진행되었다. 그리고, 이동 로봇 장치에는 무선 충전 스테이션을 감지할 수 있도록 다양한 거리 센서가 부착되었다.
다만, 이동 로봇 장치는 무선 충전 스테이션에 정밀하게 도킹되어야 높은 충전 효율을 달성할 수 있다. 따라서, 정밀 도킹을 달성해야 배터리가 효율적으로 충전될 수 있음에도, 기존의 이동 로봇 장치는 무선 충전 스테이션의 근거리에 위치할 때 다양한 거리 센서를 이용하더라도 도킹 지점을 명확히 식별하지 못하여 정밀 도킹을 달성하지 못하는 한계가 존재하였다.
본 개시는 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 개시는 충전 스테이션과의 거리를 바탕으로 거리 센서의 스캔 주파수를 가변하여 충전 스테이션의 위치를 정확하게 인식하는 이동 로봇 장치 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예로, 이동 로봇 장치는 주행부, 메모리, 라이다 센서 및 상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 획득하고, 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단하고, 상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내이면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예로, 라이다 센서를 포함하는 이동 로봇 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 획득하는 단계, 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하는 단계, 상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내이면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시예에 의해, 이동 로봇 장치는 충전 스테이션과의 거리에 따라 거리 센서의 스캔 주파수를 감소시켜 충전 스테이션의 도킹 지점을 정밀하게 인식하고 도킹함으로써 충전 효율을 높일 수 있다.
그리고, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는 충전되는 전력 양을 바탕으로 충전 스테이션에 정밀하게 도킹되었는지를 판단하여 더욱 정밀한 도킹을 수행할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치의 구성을 간략히 도시한 도면,
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치의 구성을 상세히 도시한 도면,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치가 라이다 센서(110)의 주파수를 감소시키는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치가 동작을 수행하는 과정을 설명하기 위한 순서도,
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치가 충전 스테이션에 도킹하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 기재된다. 그러나, 이는 본 개시의 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예들의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 개시에서 사용된 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 그리고, 그리고, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다. 다만, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하며 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1a에 도시된 이동 로봇 장치(100)는 건물 내 공간을 주행하면서 청소, 공기 정화, 경비 등의 작업을 수행하는 로봇, 가정 내 공간을 주행하면서 가사 업무를 수행하는 가사 로봇, 사람이 접근할 수 없는 위험한 지역을 투입되어 업무를 수행하는 군사용 로봇 등 다양한 로봇으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다양한 실시예에 따른 로봇으로 구현될 수 있다.
이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(Light Detection And Ranging Sensor)(110)가 제1 주파수를 이용하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 획득할 수 있다. 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치는 이동 로봇 장치(100)에서 충전 스테이션(200)(또는, 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210))까지의 거리 및 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 이동 로봇 장치(100)에서 충전 스테이션(200)까지의 거리는 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)간의 최단 직선 거리를 포함할 수 있다.
이때, 이동 로봇 장치(100)에 포함된 라이다 센서(110)는 레이저 펄스(laser pulse)를 발사하여 산란되거나 타겟 디바이스로부터 반사된 레이저 펄스가 돌아오는데 걸리는 시간, 산란 또는 반사된 레이저의 강도, 주파수, 편광 상태의 변화를 이용하여 타겟 오브젝트와 관련된 물리적 특성(이동 로봇 장치(100)와 타겟 오브젝트와의 거리, 방향, 타겟 오브젝트의 형상 및 이동 속도 등)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 이용하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝하다가 충전 스테이션(200)으로부터 반사된 레이저 펄스를 바탕으로 충전 스테이션(200)의 존재, 이동 로봇 장치(100)에서 충전 스테이션(200)까지의 거리 및 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 상대적인 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 상대적인 제1 위치를 통해 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)까지의 거리 및 방향을 식별할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 식별된 방향만큼 본체를 회전하고 식별된 거리만큼 이동할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)으로 이동하는 동안 다양한 방식으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리(10) 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 제1 거리는 이동 로봇 장치(100)가 라이다 센서(110)의 주파수를 변경시킬지 여부를 결정하는 기준 거리일 수 있다.
일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 이동 로봇 장치(100)가 라이다 센서(110)의 주파수를 변경할지 여부를 결정하는 제1 거리에 대한 정보는 기저장될 수 있다. 기저장된 제1 거리에 대한 정보는 사용자에 의해 변경될 수 있음은 물론이다.
구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리를 획득할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 통해 현재 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)에는 충전 스테이션(200)과의 제1 거리에 대한 정보뿐만 아니라 주파수를 추가적으로 변경할 지 여부를 결정하는 복수의 기설정된 거리에 대한 정보(예를 들어, 제2,3 거리에 대한 정보 등)가 기저장될 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 기설정된 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션과(200)와의 거리가 복수의 기설정된 거리 중 어떤 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 복수의 기설정된 거리에 대한 정보는 도 3a 내지 도3c를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군(Point Cloud)을 획득할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 이동 로봇 장치(100) 주변에 위치한 오브젝트의 기하적 형태를 점 군의 형태로 식별할 수 있다. 점 군은 3차원 공간상에 데이터를 포함한 점들의 집합이며 라이다 센서(110), RGB-D 센서 등을 통해 획득될 수 있다. 일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 이동 로봇 장치(100) 주변에 레이저를 발사하고, 발사한 레이저가 반사하는데 걸리는 시간을 통해 이동 로봇 장치(100)에서 레이저를 반사시킨 오브젝트까지의 거리 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 현재 이동 로봇 장치의 위치를 3차원 좌표계 상에서 원점으로 설정할 때, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 거리 정보를 바탕으로 레이저를 반사시킨 오브젝트에 대응되는 점을 생성할 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 이동 로봇 장치(100) 주변에 위치한 오브젝트(예를 들어, 충전 스테이션(200))의 기하적 형태를 나타내는 3차원 좌표계 상의 점 군을 획득할 수 있다.
한편, 라이다 센서(110)가 이용하는 주파수 값에 따라 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리가 달라질 수 있다. 라이다 센서(110)는 최소 측정 가능 거리보다 가까운 오브젝트와의 거리, 위치 정보는 획득하지 못할 수 있다. 또한, 라이다 센서(110)는 최소 측정 가능 거리보다 가까운 오브젝트에 대응되는 점 군을 획득하지 못할 수 있다. 예를 들면, 도 1a에 도시된 바와 같이 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r1일 수 있다. 즉, 이동 로봇 장치(100)는 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 최소 측정 가능 거리(r1)를 반지름으로 하는 원(20-1) 이내에 위치한 오브젝트에 대응되는 점 군을 획득하지 못할 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200) 중 최소 측정 가능 원(20-1) 내부에 위치한 영역에 대응되는 점 군은 획득하지 못할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도(similarity) 값을 획득할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇 장치(100)에는 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴(예를 들어, 점의 개수, 점 군으로 형성된 형상 등)이 기저장되어 있을 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴을 비교하여 양 패턴간의 유사한 정도의 수치를 획득할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별할 수 있다. 임계값은 기설정된 값일 수 있으며 사용자에 의해 변경될 수 있다. 일 실시예로, 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(100)과의 거리가 제1 거리(10) 이내라고 판단할 수 있다. 예를 들면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리(r1)를 반지름으로 하는 원 내부에 충전 스테이션(200)의 일부가 포함되어 있으므로, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200) 전체에 대응되는 점 군을 획득하지 못할 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴과 기정의된 점 군의 패턴 간의 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별할 수 있다. 그리고, 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별될 때, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리(10) 이내라고 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 유사도 값이 임계값 이상이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리 원(20-1)에 충전 스테이션(200)의 일부가 포함되어 있지 않은 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200) 전제에 대응되는 점 군을 획득할 수 있다. 따라서, 획득된 점 군의 패턴과 기정의된 패턴의 유사도 값을 계산할 때, 이동 로봇 장치(100)는 임계값 이상의 유사도 값을 획득할 수 있다. 이 때, 이동 로봇 장치(100)는 현재 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내가 아니라고 판단하고, 획득된 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션으로 계속 이동할 수 있다.
그리고, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)가 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하면, 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r1에서 r2로 작아질 수 있다. 즉, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 낮춤으로써 라이다 센서(110)가 측정할 수 있는 거리가 증가할 수 있다.
한편, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)가 제1 주파수를 이용하여 측정할 수 있는 거리 및 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 바탕으로 제2 주파수의 크기를 결정할 수 있다. 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 바탕으로 제2 주파수를 결정하는 실시예는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
그리고, 라이다 센서(110)의 주파수가 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경되면, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서를 통해 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 획득할 수 있다. 예를 들면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 주파수가 낮아짐으로써 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리가 r1에서 r2로 감소하였으므로, 이동 로봇 장치(100)는 현 위치를 기준으로 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 상대적인 제2 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다.
한편, 제1 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단하더라도 라이다(110)의 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 낮출 수 없을 수 있다. 이 때, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴 및 기저장된 패턴을 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제2 위치를 추정할 수 있다. 충전 스테이션과의 상대적 위치를 추정하는 실시예는 도 3b 및 도 3c를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)과 도킹된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양을 바탕으로 이동 로봇 장치(100)를 충전 스테이션(200)의 도킹 지점으로 추가적으로 이동시킬지 여부를 결정할 수 있다. 이동 로봇 장치(100)가 충전 전력 양을 바탕으로 추가적으로 이동하는 실시예는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)의 구성을 간략히 도시한 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110), 주행부(120), 메모리(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다. 한편, 도 9a에 도시된 구성은 본 개시의 실시 예들을 구현하기 위한 예시도이며, 통상의 기술자에게 자명한 수준의 적절한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들이 전자 장치(100)에 추가로 포함될 수 있다.
라이다 센서(110)는 레이저 펄스를 발사하여 산란되거나 타겟 디바이스로부터 반사된 레이저 펄스가 돌아오는데 걸리는 시간, 산란 또는 반사된 레이저의 강도, 주파수, 편광 상태의 변화를 이용하여 타겟 오브젝트와 관련된 물리적 특성에 대한 정보를 획득할 수 있는 센서이다.
구체적으로, 라이다 센서(110)는 이동 로봇 장치(100) 주변에 위치한 오브젝트에 대응되는 데이터를 포함하는 점 군을 획득할 수 있다. 그리고, 라이다 센서(110)는 프로세서(140) 제어에 의해 주파수가 변경될 수 있다. 구체적인 실시예는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
주행부(120)는 프로세서(140) 제어에 의해 이동 로봇 장치(100)를 이동시킬 수 있는 구성이며, 모터 및 복수 개의 바퀴를 포함할 수 있다. 구체적으로, 주행부(120)는 프로세서(140) 제어에 의해 이동 로봇 장치(100)의 이동 방향 및 이동 속도를 변경할 수 있다.
메모리(130)는 이동 로봇 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 인스트럭션(Instruction) 또는 데이터를 저장할 수 있다. 인스트럭션은 프로그래밍 언어(programming language)에서 프로세서(130)에 대한 하나의 동작 문장(action statement)이며, 프로세서(140)가 직접 수행할 수 있는 프로그램의 최소 단위이다. 일 실시 예로, 메모리(130)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다. 메모리(130)는 프로세서(140)에 의해 액세스되며, 프로세서(130)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다. 본 개시에서 메모리라는 용어는 메모리(130), 프로세서(140) 내 롬(미도시), 램(미도시) 또는 전자 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(130)에는 디스플레이(160)의 디스플레이 영역에 표시될 각종 화면을 구성하기 위한 프로그램 및 데이터 등이 저장될 수 있다.
특히, 메모리(130)에는 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군이 기저장될 수 있다. 그리고, 메모리(130)는 프로세서(140)가 라이다 센서(110)를 통해 획득한 이동 로봇 장치(100) 주변의 오브젝트(예를 들어, 충전 스테이션(200))에 대응되는 점 군을 저장할 수 있다.
그리고, 메모리(130)에는 라이다 센서(110)의 주파수를 변경할지 여부를 결정할 수 있는 기설정된 거리에 대한 정보(예를 들어, 충전 스테이션(200)과의 제1,2,3 거리에 대한 정보 등)가 기저장될 수 있다. 한편, 메모리(130)에 기저장된 기설정된 거리에 대한 정보는 사용자 입력에 의해 변경될 수 있다.
프로세서(140)는 메모리(110)와 전기적으로 연결되어 전자 장치(100)의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있다. 특히, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)가 제1 주파수를 이용하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝한 결과를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 획득할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)(또는, 충전 스테이션(200)의 도킹 지점)까지의 거리 및 방향에 대한 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 상대적인 제1 위치를 바탕으로 이동 로봇 장치(100)를 기준으로 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)간의 방향 및 최소 직선 거리를 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210) 방향으로 식별된 거리만큼 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)가 이동하는 동안 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예로, 프로세서(140)는 메모리(130)에 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)가 이동하는 동안 라이다 센서(110)를 통해 현재 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)간의 거리를 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 메모리(130)에 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 이동하는 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)간의 거리가 제1 거리가 되는지 여부를 판단할 수 있다. 이와 마찬가지로, 프로세서(140)는 메모리(130)에 기저장된 기설정된 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션과의 거리가 제2,3 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 또 다른 실시예로, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴을 바탕으로 충전 스테이션(200)간의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 메모리(130)에 기저장된 패턴간의 유사도 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴(예를 들어, 점의 개수, 점 군으로 형성된 형상)과 기저장된 패턴을 비교하여 유사한 정도를 나타내는 수치를 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 획득된 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별할 수 있다. 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)과의 거리를 제1 거리 이내라고 판단할 수 있다. 한편, 유사도 값이 임계값 이상이라고 식별되면, 프로세서(140)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.
한편, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 이동 로봇 장치(100) 주변을 스캐닝하도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다. 라이다 센서(110)의 주파수가 낮게 변경되면 최소 측정 가능 거리도 짧아진다. 따라서, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경함으로써 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)와의 거리 및 방향에 대한 정보를 정확하게 획득할 수 있다.
한편, 일 실시예로, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)가 제1 주파수를 이용하여 측정할 수 있는 거리 및 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 바탕으로 제2 주파수의 크기를 결정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 획득했을 때부터 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단했을 때까지 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 라이다 센서(110)를 통해 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 바탕으로 현재 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)까지의 거리를 계산할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)가 현재 위치에서 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)과 임계 거리 떨어진 위치로 이동하는 동안 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 원 이내에 포함될 수 있는 도킹 지점(210)의 영역을 추정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 추정된 도킹 지점(210)의 영역을 바탕으로 이동 로봇 장치(100)가 도킹 지점(210)과 임계 거리 떨어진 위치에 있을 때 최소 측정 가능 거리 원 이내에 도킹 지점(210)이 포함되지 않을 수 있게 하는 라이다 센서(110)의 제2 주파수를 계산하여 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수에서 결정된 제2 주파수로 변경하도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다. 한편, 프로세서(140)가 계산한 라이다 센서(110)의 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 가변 주파수 범위를 초과한 경우, 프로세서(110)는 라이다 센서(110)의 주파수를 가변 주파수 중 최소 주파수로 변경되도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)와의 거리가 제1 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수에서 기설정된 값만큼 낮은 제2 주파수로 변경하도록 라이다 센서(110)를 결정할 수 있다. 기설정된 값은 이동 로봇 장치(100)의 크기 및 유형에 따라 달라질 수 있으며 사용자에 의해 변경될 수 있음은 물론이다.
한편, 라이다 센서(110)의 주파수가 제2 주파수로 변경되면, 프로세서(140)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 바탕으로 이동 로봇 장치(100)를 충전 스테이션(200)으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)가 이동하는 동안 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝하도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예로, 프로세서(140)는 메모리(130)에 기저장된 제2 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 획득된 충전 스테이션(200)과의 거리가 기저장된 제2 거리인지 여부를 판단할 수 있다. 기저장된 제2 거리에 대한 정보는 사용자 입력에 의해 변경될 수 있다.
한편, 또 다른 실시예로, 프로세서(140)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 점 군의 패턴간의 유사도 값이 임계값을 초과한 경우, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)간의 거리를 제2 거리 이내라고 판단할 수 있다. 구체적인 과정은 프로세서(140)가 충전 스테이션(200)간의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단한 경우와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 그리고, 프로세서(140)가 제3 주파수를 결정하는 과정 역시 제2 주파수를 결정하는 과정과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
한편, 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)과 도킹된 경우, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양을 바탕으로 이동 로봇 장치(100)를 충전 스테이션의 도킹 지점으로 추가적으로 이동시킬지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 미만인 경우, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)를 추가적으로 이동시킬 것으로 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션의 도킹 지점과의 상대적인 위치를 획득하고, 획득된 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)의 도킹 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)간의 정밀 도킹이 달성되지 않는 경우, 충전 효율이 떨어질 수 있으며 이동 로봇 장치(100)의 송신 공진기가 과열될 수 있다. 따라서, 프로세서(140)는 정밀 도킹을 수행하기 위하여 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 상대적 위치를 획득하고, 상대적 위치를 바탕으로 추가적으로 충전 스테이션(200)으로 이동시키도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.
그리고, 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인 경우, 프로세서(140)는 이동 로봇 장치(100)의 이동을 중지하고 충전 스테이션(200)으로부터 충전 전력을 수신할 수 있다.
한편, 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인 경우, 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 프로세서(140)는 라이다 센서(1100를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴 및 기저장된 패턴을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제3 위치를 추정할 수 있다. 예를 들면, 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)을 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값이 임계값 미만으로 식별되는 경우, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 낮추도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다. 다만, 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인 경우, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)의 주파수를 더 낮출수 없다. 따라서, 프로세서(140)는 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내로 판단되기 임계 시간 전에 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴을 비교하여 현재 충전 스테이션(200)과의 거리 및 방향을 추정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 추정된 거리 및 방향을 바탕으로 이동 로봇 장치(100)를 충전 스테이션(200)으로 이동하도록 제어부(120)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 디지털 신호를 처리하는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다. 프로세서(140)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어(computer executable instructions)를 실행함으로써 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)의 구성을 상세히 도시한 블록도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110), 주행부(120), 메모리(130), 프로세서(140), 통신부(150), 디스플레이(160), 배터리(170), 입력부(180), 스피커(190) 및 거리 세선(195)를 포함할 수 있다. 한편, 라이다 센서(110), 주행부(120), 메모리(130), 프로세서(140)는 도 2a를 참조하여 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
통신부(150)는 다양한 통신 방식을 통해 외부 장치 및 외부 서버와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(150)가 외부 장치 및 외부 서버와 통신 연결되는 것은 제3 기기(예로, 중계기, 허브, 엑세스 포인트, 게이트웨이 등)를 거쳐서 통신하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 통신부(150)는 외부 장치와 통신을 수행하기 위해 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 예로, 통신부(150)는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신 모듈을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 무선 통신 모듈은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(160)는 프로세서(140) 제어에 따라 다양한 정보를 표시할 수 있다. 특히, 디스플레이(160)는 프로세서(140) 제어에 따라 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴을 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(160)는 프로세서(140) 제어에 의해 충전 스테이션(200)과의 기설정된 거리 정보를 변경할 수 있는 UI를 표시할 수 있다.
그리고, 디스플레이(160)는 터치 패널과 함께 터치 스크린으로도 구현될 수 있다. 그러나 상술한 구현으로 한정되는 것은 아니며, 디스플레이(160)는 이동 로봇 장치(100)의 유형에 따라 다르게 구현될 수 있다.
배터리(170)는 이동 로봇 장치(100)의 전력을 공급하기 위한 구성으로, 충전 스테이션(200)에 의해 배터리(170)가 충전될 수 있다. 일 실시예로, 배터리(170)는 무선 충전을 위한 수신 공진기를 포함할 수 있다. 따라서, 배터리(170)의 수신 공진기는 충전 스테이션(200)의 송신 공진기로부터 전력이 공급될 수 있다. 그리고, 배터리(170)는 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 전력 양에 대한 정보를 프로세서(140)에 전송할 수 있다.
그리고, 일 실시예로, 배터리(170)의 충전 방식은 CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 기 설정된 용량을 급속 충전하고, CV(Constant Voltage) 방식을 통해 나머지 용량을 충전하는 CCCV(Constant Current Constant Voltage) 충전 방식일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 충전될 수 있다.
입력부(180)는 다양한 사용자 입력을 수신하여 프로세서(130)로 전달할 수 있다. 특히, 입력부(180)는 터치 센서, (디지털) 펜 센서, 압력 센서, 키를 포함할 수 있다. 터치 센서는, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다.
특히, 충전 스테이션(200)과의 기설정된 거리에 대한 정보를 변경하는 사용자 명령이 입력되면, 입력부(180)는 사용자 명령이 포함된 신호를 수신하여 프로세서(140)에 전달할 수 있다.
거리 센서(195)는 라이다 센서(110)를 제외하고 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)과의 거리 정보를 획득하기 위한 추가적인 구성으로 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra-Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등을 포함할 수 있다. 따라서, 프로세서(140)는 라이다 센서(110)뿐만 아니라 다양한 거리 센서(195)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리 정보를 획득할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)가 라이다 센서(110)의 주파수를 감소시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)는 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)(또한, 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210))과의 상대적인 제1 위치를 획득할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 현재 위치를 기준으로 충전 스테이션(200)의 방향 및 거리에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 장치(100)가 획득한 충전 스테이션(200)까지의 거리 및 방향에 대한 정보는 도 3a에 도시된 바와 같이 이동 로봇 장치(100)와 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)간의 최단 직선(320)의 거리 값 및 방향에 대한 정보일 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 거리 및 방향에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다.
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)으로 이동하는 동안 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 장치(100)에는 도 3b에 도시된 바 직선(330) 또는 임계 오차 범위 내의 거리가 제1 거리라는 정보가 기저장되어 있을 수 있다. 그리고, 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(100)과의 거리가 도 3b에 도시된 직선(330) 거리 또는 임계 오차 범위 내의 거리라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과 제1 거리 이내라고 판단할 수 있다.
또 다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r1이므로, r1을 반지름으로 하는 최소 측정 가능 원(310) 이내에 충전 스테이션(200)의 일부가 포함되어 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200) 전체에 대응되는 점 군을 획득하지 못할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기정의된 패턴의 유사도 값을 획득하고, 획득된 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200) 전체에 대응되는 점 군을 획득하지 못하였으므로 기정의된 패턴의 점 군의 패턴과 비교하여 획득된 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별할 수 있다. 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과 제1 거리(320) 이내라고 식별할 수 있다.
충전 스테이션(200)과 제1 거리 이내(320)라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수 보다 낮은 제2 주파수로 변경할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 라이다 센서(110)의 주파수가 제2 주파수로 낮춰지면 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r1에서 r2로 작아지며, r2를 반지름으로 하는 제2 주파수에 따른 최소 측정 가능 원(340)이내에 충전 스테이션(200)의 일부가 포함되어 있지 않을 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 낮춤으로써 충전 스테이션(200)까지의 방향 및 거리에 대한 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.
한편, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 획득했을 때의 직선(320) 거리와 제1 거리(320) 이내라고 판단했을 때의 거리를 통해 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 획득할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 이동한 거리를 바탕으로 현재 이동 로봇 장치(100)의 위치에서 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)까지의 거리를 획득할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 현재 위치에서 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)과 임계 거리 떨어진 위치로 이동하는 동안 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 원 이내에 포함될 수 있는 도킹 지점(210)의 영역을 추정할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 추정된 도킹 지점(210)의 영역을 바탕으로 이동 로봇 장치(100)가 도킹 지점(210)과 임계 거리 떨어진 위치에 있을 때 최소 측정 가능 거리 원 이내에 도킹 지점(210)이 포함되지 않을 수 있게 하는 라이다 센서(110)의 제2 주파수를 계산하여 결정할 수 있다. 한편, 이동 로봇 장치(100)가 계산한 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 가변 주파수 범위를 초과한 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 가변 주파수 중 최소 주파수로 결정할 수 있다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)(또는, 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210))과의 상대적인 제2 위치를 획득할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다.
한편, 도 3c에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 장치(100)가 이동하는 동안 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리(350)이내라고 판단되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경할 수 있다.
일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 제2 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단할 수 있다. 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)과의 거리가 기저장된 제2 거리의 임계 오차 범위 내라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단할 수 있다.
또 다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴 간의 유사도 값을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단할 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r2이고, r2를 반지름으로 하는 최소 측정 가능 원(340) 내부에 충전 스테이션(200)의 일부가 포함되어 있으므로, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴 간의 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별할 수 있다. 이 때, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리(350) 이내라고 판단할 수 있다. 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경할 수 있다.
라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수에서 제3 주파수로 낮춘 경우, 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리는 r2에서 r3로 축소될 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)의 임계 거리만큼 이동하더라도 제3 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 원(360) 내부에 도킹 지점(210)이 포함되지 않거나 제2 주파수에 따른 최소 측정 가능 원(340)보다 적게 포함될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 구체적으로, 도 4는 이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군을 바탕으로 충전 스테이션(200)과 제1 거리 및 제2 거리 이내라고 판단하는 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
우선, 이동 로봇 장치(100)는 제1 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(110)과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다(S410). 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값을 획득할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)에 대응되는 패턴(예를 들어, 점의 개수, 점 군으로 형성된 형상)과 기저장된 패턴의 유사한 정도를 수치로 획득할 수 있다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별할 수 있다(S435). 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다. 유사도 값이 임계값 이상이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션과(200)의 거리를 제1 거리 이내라고 판단할 수 있다(S440).
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)가 제1 주파수를 이용하여 측정할 수 있는 거리 및 이동 로봇 장치(100)가 이동한 거리를 바탕으로 제2 주파수의 크기를 결정할 수 있다(S445). 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수에서 결정된 제2 주파수로 변경할 수 있다. 제2 주파수를 결정하는 과정은 상술하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 한편, 또 다른 실시예로, 충전 스테이션(200)과의 제1 거리 이내라고 판단되면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수보다 기설정된 값 낮은 제2 주파수로 변경할 수 있다. 기설정된 값은 이동 로봇 장치(100)의 유형 또는 크기 등에 따라 다양하게 설정될 수 있으며 사용자 입력에 의해 변경될 수 있음은 물론이다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 획득하고, 획득된 상대적인 제2 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다(S450). 한편, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서(110) 센서를 통해 획득된 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값을 획득할 수 있다(S455). 그리고, 이동 로봇 장치(200)는 획득된 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별할 수 있다(S460).
유사도 값이 임계값 이상이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다. 한편, 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 거리를 제2 거리 이내라고 판단할 수 있다(S465).
한편, 이동 로봇 장치(100)는 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인지 여부를 식별할 수 있다(S470). 제2 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경할 수 있다(S480).
그리고, 제 2 주파수가 라이다 센서(110)의 최소 주파수인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 획득된 충전 스테이션(200)에 대응된 점 군의 패턴 및 기저장된 패턴을 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제3 위치를 추정할 수 있다(S490). 구체적으로, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단하더라도 현재 라이다 센서(110)가 이용하는 주파수가 가변 주파수 중 최소 주파수인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 주파수를 더 낮출 수 없다. 따라서, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내이고 라이다 센서(110)가 현재 최소 주파수를 이용하고 있다고 판단되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단될 때 획득한 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴을 비교할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 패턴을 통해 충전 스테이션(200) 중 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 원에 포함된 영역에 대응되는 점 군의 패턴을 추정할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 추정된 점 군의 패턴을 포함한 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군을 바탕으로 충전 스테이션(200)의 제3 위치를 추정할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 추정된 제3 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다.
한편, 본 개시의 다른 실시예로, 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내라고 판단한 경우에 라이다 센서(110)의 주파수가 최소 주파수라고 판단된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 상술한 방식으로 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제2 위치를 추정할 수 있음은 물론이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)는 충전되는 전력 양을 바탕으로 추가적으로 도킹 지점(210)으로 이동할지 여부를 결정할 수 있는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이동 로봇 장치(100)가 충전 스테이션(200)으로 도킹된 다는 것은 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)에 임계 거리 이내로 접근된 경우를 포함할 수 있다. 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)과 임계 거리 이내로 이동하면, 이동 로봇 장치(100)는 무선 충전을 위한 전력 수신부를 포함하는 배터리(170)를 통해 충전 스테이션(200)으로부터 충전 전력을 수신할 수 있다. 한편, 로봇 장치(100)의 배터리(170)의 전력 수신부에는 수신 공진기가 포함될 수 있다. 그리고, 로봇 장치(100)의 수신 공진기와 충전 스테이션(200)의 송신 공진기가 정렬되어야 임계 충전 효율을 달성 및 유지할 수 있다. 따라서, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양을 바탕으로 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)으로 추가적으로 이동할지 여부를 판단할 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 도킹 지점(210)에 임계 거리 이내로 접근하여 도킹된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 배터리(170)에 포함된 전력 수신부를 통해 충전 스테이션(200)으로부터 전력을 수신할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 미만인지 여부를 판단 또는 식별할 수 있다. 기설정된 값은 전자 장치(100)의 배터리(170) 유형에 따라 다르게 설정된 값일 수 있으며 사용자에 의해 변경될 수 있음은 물론이다.
충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 미만이라고 판단된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 도킹 지점(210)으로 추가적으로 이동할 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210)과의 상대적인 위치를 획득하고, 획득된 상대적인 위치를 바탕으로 이동 로봇 장치(100)와 도킹 지점(210)이 정렬되도록 이동할 수 있다. 한편, 라이다 센서(110)를 통해 획득된 도킹 지점(210)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴 간의 유사도 값이 임계값 미만인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 현재 주파수보다 낮은 주파수로 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 5a에 도시된 라이다 센서(110)의 최소 측정 가능 거리(r2) 및 r2를 반지름으로 하는 최소 측정 가능 원(500) 내에 도킹 지점(210)의 일부가 포함된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)를 통해 획득된 도킹 지점(210)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴 간의 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별할 수 있다. 이 경우, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 현재 주파수보다 낮은 주파수로 변경하여 최소 측정 가능 거리는 r2에서 작은 거리로 변경시킬 수 있다. 주파수를 변경시키는 과정은 상술하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 도킹 지점(210)과 정렬되도록 이동할 수 있다. 그리고, 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인 경우, 이동 로봇 장치(100)는 이동을 중지할 수 있다. 한편, 또 다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 도킹 지점(210)과 정렬되도록 이동하는 동안 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인지 여부를 판단된 경우, 이동 로봇 장치(100)는 이동을 중지하고 충전 스테이션(200)으로부터 충전 전력을 수신할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 이동 로봇 장치(100)의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 전자 장치(100)는 라이다 센서(110)가 제1 주파수를 이용하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝한 결과를 바탕으로 충전 스테이션(200)(또는, 충전 스테이션(200)의 도킹 지점(210))과의 상대적인 제1 위치를 획득할 수 있다(S610). 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치는 이동 로봇 장치(100)에서부터 충전 스테이션(200)과의 거리 및 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 충전 스테이션(200)으로 이동할 수 있다(S620). 그리고, 이동 로봇 장치(100)는 이동하는 동안 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다(S630). 일 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 또 다른 실시예로, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션(200)에 대응되는 점 군의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값을 바탕으로 충전 스테이션(200)과 제1 거리 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 유사도 값이 임계값 미만이라고 식별되면, 이동 로봇 장치(100)는 충전 스테이션과 제1 거리 이내라고 판단할 수 있다.
충전 스테이션(200)과의 거리가 제1 거리 이내이면, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 이동 로봇 장치(100)의 주변을 스캐닝하도록 라이다 센서(110)를 제어할 수 있다(S640). 즉, 이동 로봇 장치(100)는 라이다 센서(110)의 주파수를 낮춤으로써 충전 스테이션(200)과의 거리 및 위치를 더욱 정확하게 획득할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 디스플레이 장치(100))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예를 들어, 전자기파)를 포함하지 않으다는 것을 의미할 뿐, 이용어가 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110: 라이다 센서 120: 주행부
130: 메모리 140: 프로세서

Claims (20)

  1. 이동 로봇 장치에 있어서,
    주행부;
    메모리;
    라이다 센서; 및
    상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 획득하고,
    상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
    상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단하고,
    상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내이면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 프로세서;를 포함하는 이동 로봇 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 라이다 센서를 통해 획득된 상기 충전 스테이션에 대응되는 점 군(Point cloud)의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값을 획득하고,
    상기 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별하는 이동 로봇 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 유사도 값이 상기 임계값 미만이라고 식별되면, 상기 충전 스테이션과의 거리를 상기 제1 거리 이내라고 판단하고,
    상기 유사도 값이 상기 임계값 이상이라고 식별되면, 상기 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 거리에 대한 정보는 상기 메모리에 기 저장되며,
    상기 프로세서는,
    상기 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내인지 여부를 판단하는 이동 로봇 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 충전 스테이션과의 거리를 상기 제1 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 측정할 수 있는 거리 및 상기 이동 로봇 장치가 이동한 거리를 바탕으로 상기 제2 주파수의 크기를 결정하는 이동 로봇 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제2 주파수로 변경하면, 상기 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제2 위치를 획득하고,
    상기 충전 스테이션과의 상대적인 제2 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치를 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 이동 로봇 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션과 도킹된 경우, 상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양을 바탕으로 상기 이동 로봇 장치를 상기 충전 스테이션의 도킹 지점으로 추가적으로 이동시킬지 여부를 판단하는 이동 로봇 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 미만인 경우, 상기 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션의 도킹 지점과의 상대적인 위치를 획득하고, 상기 상대적인 위치를 바탕으로 상기 충전 스테이션의 도킹 지점으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
    상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인 경우, 상기 이동 로봇 장치의 이동을 중지하는 이동 로봇 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 주파수가 상기 라이다 센서의 최소 주파수인 경우,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 주파수를 이용하는 상기 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서를 통해 획득한 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴 및 기저장된 패턴을 바탕으로 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제3 위치를 추정하는 이동 로봇 장치.
  11. 라이다 센서 및 주행부를 포함하는 이동 로봇 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝(Scanning)한 결과를 바탕으로 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 획득하는 단계;
    상기 충전 스테이션과의 상대적인 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하는 단계;
    상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 충전 스테이션과의 거리가 제1 거리 이내인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내이면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 라이다 센서를 통해 획득된 상기 충전 스테이션에 대응되는 점 군(Point cloud)의 패턴과 기저장된 패턴간의 유사도 값을 획득하는 단계; 및
    상기 유사도 값이 임계값을 초과하는지 여부를 식별하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 유사도 값이 상기 임계값 미만이라고 식별되면, 상기 충전 스테이션과의 거리를 상기 제1 거리 이내라고 판단하고,
    상기 유사도 값이 상기 임계값 이상이라고 식별되면, 상기 제1 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션으로 이동하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 거리에 대한 정보는 상기 이동 로봇 장치의 메모리에 기 저장되며,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 기저장된 제1 거리에 대한 정보를 바탕으로 상기 충전 스테이션과의 거리가 상기 제1 거리 이내인지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 충전 스테이션과의 거리를 상기 제1 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서가 제1 주파수를 이용하여 측정할 수 있는 거리 및 상기 이동 로봇 장치가 이동한 거리를 바탕으로 상기 제2 주파수의 크기를 결정하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어 하는 단계는,
    상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제2 주파수로 변경하면, 상기 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제2 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 충전 스테이션과의 상대적인 제2 위치를 바탕으로 상기 이동 로봇 장치를 상기 충전 스테이션으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이동 로봇 장치가 이동하는 동안 상기 제2 주파수를 이용하는 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서의 주파수를 상기 제2 주파수보다 낮은 제3 주파수로 변경하여 상기 이동 로봇 장치의 주변을 스캐닝하도록 상기 라이다 센서를 제어하는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 이동 로봇 장치가 상기 충전 스테이션과 도킹된 경우, 상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양을 바탕으로 상기 이동 로봇 장치를 상기 충전 스테이션의 도킹 지점으로 추가적으로 이동시킬지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 미만인 경우, 상기 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션의 도킹 지점과의 상대적인 위치를 획득하고, 상기 상대적인 위치를 바탕으로 상기 충전 스테이션의 도킹 지점으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
    상기 충전 스테이션으로부터 수신되는 충전 전력 양이 기설정된 값 이상인 경우, 상기 이동 로봇 장치의 이동을 중지하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제2 주파수가 상기 라이다 센서의 최소 주파수인 경우,
    상기 제2 주파수를 이용하는 상기 라이다 센서를 통해 상기 충전 스테이션과의 거리가 제2 거리 이내라고 판단되면, 상기 라이다 센서를 통해 획득한 충전 스테이션에 대응되는 점 군의 패턴 및 기저장된 패턴을 바탕으로 상기 충전 스테이션과의 상대적인 제3 위치를 추정하는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
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