KR20210113901A - 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법 - Google Patents

복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 로봇 중 하나의 이동 로봇이 마스터 이동 로봇으로 지정받고, 다른 복수의 이동 로봇은 슬레이브 이동 로봇으로 지정받는 단계; 상기 마스터 이동 로봇이 청소 구역에 대한 맵 정보 및 상기 복수의 슬레이브 이동 로봇의 상태 정보를 수신하는 단계; 상기 마스터 이동 로봇이 상기 맵 정보 및 상태 정보에 기초하여 상기 청소구역에 대한 청소 계획을 생성하는 단계; 및 상기 청소 계획에 따라 상기 슬레이브 이동 로봇이 각각 할당된 서브 영역으로 이동하여 청소를 수행하는 단계를 포함한다. 따라서, 마스터 슬레이브 계층을 적용하여 하나의 이동 로봇이 복수의 다른 이동 로봇의 청소 계획을 수립하여 배포하여 로드 쉐어링(load sharing)을 수행하여 청소 누적 시간 관리 효율이 향상될 수 있다.

Description

복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법{Control method of Robot system including a plurality of moving robots}
본 발명은 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공공장소에서 할당된 청소 구역을 청소하는 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어방법에 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 이동 로봇이다.
이동 로봇의 대표적인 예는 청소 로봇(이동 로봇)으로, 청소 로봇은 일정 영역을 스스로 주행하면서, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입함으로써, 해당 영역을 청소하는 기기이다.
청소 로봇을 이용하면, 인력으로 운영할 때보다 작업 능력이 높아지고, 쉬지 않고 작업할 수 있어, 청소 작업 시간에 제약이 없다는 장점이 있다.
한편, 공항, 기차역, 백화점, 항만 등 넓은 공간을 가지는 건물 등의 대형 장소에서도 청소 로봇은, 수시 청소가 필요한 취약 지역을 포함하여 대형 장소 내 곳곳을 연중 무휴로 청결하고 신속하게 유지하는데 효과적이다.
이와 같은 넓은 공간의 청소 및 관리에는 복수의 청소 로봇이 배치되어 운용될 필요가 있다. 이 경우에, 복수의 청소 로봇은 할당된 청소 구역에 대해 청소 작업을 수행한다.
하지만, 동일한 청소 구역에 대한 청소라도 상황에 따라 청소 작업 난이도와 수행 시간이 크게 달라질 수 있다.
따라서, 복수의 청소 로봇을 운용할 때, 청소 효율성을 향상하기 위하여 효과적으로 복수의 청소 로봇을 제어할 수 있는 방안이 요구된다.
이와 관련하여 종래기술 (한국공개특허번호 10-2018-0000917A)에는 복수의 청소 로봇이 네트워크 통신을 하면서 서로 협업 청소를 수행하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술의 경우, 하나의 층에 복수의 이동 로봇이 배치되어 비용이 증가하고, 복수의 이동 로봇 사이의 상호 회피를 위한 알고리즘이 별도로 필요하다.
또한, 각각의 이동 로봇이 각자 할당된 영역만을 청소함으로써 하나가 고장나는 경우, 해당 영역은 청소가 안되고, 신형으로 대체하는 겨우에도 신규 이동 로봇에 기존 영역 지정을 다시 진행해야 하는 단점이 있다.
한국공개특허번호 10-2018-0000917A (공개일자 : 2018년 01월 03일)
제1 과제는 마스터 슬레이브 계층을 적용하여 하나의 이동 로봇이 복수의다른 이동 로봇의 청소 계획을 수립하여 배포할 수 있는 로봇 시스템을 제공하는 것이다.
제2 과제는 건물 관리 시스템과 연동하여 승강기를 동작하여 상기 이동 로봇의 이동 및 할당을 제공할 수 있는 로봇 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 로봇 중 하나의 이동 로봇이 마스터 이동 로봇으로 지정받고, 다른 복수의 이동 로봇은 슬레이브 이동 로봇으로 지정받는 단계; 상기 마스터 이동 로봇이 청소 구역에 대한 맵 정보 및 상기 복수의 슬레이브 이동 로봇의 상태 정보를 수신하는 단계; 상기 마스터 이동 로봇이 상기 맵 정보 및 상태 정보에 기초하여 상기 청소구역에 대한 청소 계획을 생성하는 단계; 및 상기 청소 계획에 따라 상기 슬레이브 이동 로봇이 각각 할당된 서브 영역으로 이동하여 청소를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 슬레이브 이동 로봇으로부터 수신하는 상태 정보는 각각의 슬레이브 이동 로봇의 먼지량 정보, 청소 방식 정보, 배터리 정보, 이동 거리 정보 및 모델 정보를 포함할 수 있다.
상기 청소 계획을 생성하는 단계는, 상기 각각의 슬레이브 로봇의 청소 누적 상태 및 상기 맵 정보에 기초하여 기본 청소 계획을 생성하는 단계; 그리고 상기 기본 청소 계획에 대하여, 상기 각각의 슬레이브 이동 로봇의 배터리 잔량, 먼지량 및 이동 거리에 따라 보정하여 최종 청소 계획을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 청소 계획은 상기 슬레이브 이동 로봇 각각에 대하여 할당되는 서브 영역의 정보 및 스케줄 정보를 포함할 수 있다.
상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 배터리 잔량이 제1 임계값 보다 작은 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외할 수 있다.
상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 먼지량이 제2 임계값 보다 큰 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외할 수 있다.
상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 이동 거리가 제3 임계값보다 큰 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외할 수 있다.
상기 기본 청소 계획에 의해 할당되는 상기 서브 영역은 상기 슬레이브 이동 로봇의 현재 층에 존재할 수 있다.
상기 최종 청소 계획이 청소 영역에서 층간 이동을 포함하는 경우, 상기 마스터 이동 로봇은 상기 청소 영역의 승강기 이동을 요청할 수 있다.
서버가 상기 마스터 이동 로봇으로부터 상기 승강기 이동 요청을 수신하면, 상기 청소 영역의 상기 승강기를 제어하여 상기 승강기를 요청한 현재 층으로 이동하여 상기 슬레이브 이동 로봇을 운반하도록 제어할 수 있다.
상기 서버는 상기 청소 영역의 빌딩 관리 서버와 연동할 수 있다.
상기 서버는 상기 청소 영역 내에 비치되어 있는 복수의 상기 이동 로봇 중하나의 이동 로봇을 상기 마스터 이동 로봇으로 지정하고, 나머지 이동 로봇을 상기 슬레이브 이동 로봇으로 지정하여, 청소 시작 명령과 함께 지정 정보를 전송할 수 있다.
상기 복수의 이동 로봇은 서로 다른 청소 기능을 포함할 수 있다.
상기 마스터 청소 로봇은 상기 최종 청소 계획에 상기 청소 기능에 따라 순서를 지정하여 전송할 수 있다.
상기 해결 수단을 통하여, 본 발명은 마스터 슬레이브 계층을 적용하여 하나의 이동 로봇이 복수의 다른 이동 로봇의 청소 계획을 수립하여 배포하여 로드 쉐어링(load sharing)을 수행하여 청소 누적시간 관리 효율이 향상될 수 있다.
또한, 로봇 시스템의 마스터 이동 로봇이 건물 관리 시스템과 연동하여 승강기를 동작함으로써 상기 슬레이브 이동 로봇의 이동 및 할당을 제공하여, 이동 로봇의 청소 능력을 재할당 하여 효율적인 청소 수행을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1에 포함되는 하나의 이동 로봇과 이동 로봇을 충전시키는 충전대를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 이동 로봇을 상측에서 바라본 입면도이다.
도 4는 도 1의 이동 로봇을 정면에서 바라본 입면도이다.
도 5는 도 1의 이동 로봇을 하측에서 바라본 입면도이다.
도 6은 도 1의 이동 로봇의 주요 구성들 간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7의 제어방법에 따라 진행되는 청소 계획 과정의 시나리오를 도시한 순서도이다.
도 9는 도 8의 시나리오에 따라 진행되는 승강기 이용 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 로봇 시스템의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 시스템은, 하나 이상의 이동 로봇(100)을 구비하여 집 등의 규정된 장소에서 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템은 건물 등에서 지정된 장소의 청소 서비스를 제공하는 복수의 이동 로봇(100)을를 포함할 수 있다. 특히 이러한 이동 로봇(100)은 포함하는 기능 블럭에 따라 건식, 습식 또는 건/습식의 청소 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 복수의 인공지능 이동 로봇(100) 및 복수의 인공지능 이동 로봇(100)을 관리하고 제어할 수 있는 서버(2)를 포함할 수 있다.
서버(2)는 원격에서 복수의 이동 로봇(100)의 상태를 모니터링하고, 제어할 수 있고, 로봇 시스템은 복수의 이동 로봇(100)을 이용하여 더 효과적인 서비스 제공이 가능하다.
복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다. 또한, 복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 PC, 이동 단말기, 외부의 다른 서버(2)와 통신할 수 있다.
예를 들어, 복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 무선 통신하게 구현될 수 있다. 이동 로봇(100)은 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버(2)의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
특히, 복수의 이동 로봇(100)은 5G 네트워크를 통해 다른 로봇(100) 및/또는 서버(2)와 무선통신을 구현할 수 있다. 이동 로봇(100)가 5G 네트워크를 통해 무선 통신하는 경우, 실시간 응답 및 실시간 제어가 가능하다.
사용자는 PC, 이동 단말기 등의 관리자 단말(3)을 통하여 로봇 시스템 내의 로봇들(100)에 관한 정보를 확인할 수 있다.
서버(2)는 클라우드(cloud) 서버(2)로 구현되어, 로봇(100)에 클라우드 서버(2)가 연동되어 이동 로봇(100)을 모니터링, 제어하고 다양한 솔루션과 콘텐츠를 원격으로 제공할 수 있다.
서버(2)는, 이동 로봇(100), 기타 기기로부터 수신되는 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 상기 서버(2)는 이동 로봇(100)의 제조사 또는 제조사가 서비스를 위탁한 회사가 제공하는 서버(2)일 수 있다. 상기 서버(2)는 이동 로봇(100)을 관리하고 제어하는 관제 서버(2)일 수 있다.
서버(2)는 빌딩 관리 서버(BMS: building management server)를 포함할 수 있으며, 해당 빌딩 관리 서버는 건물 내에 설치되어 있는 복수의 설비 시설들(도시하지 않음)과 연결되어 해당 설비들의 상태를 파악하고, 분석하여 운행 관리 등을 수행한다.
본 발명의 빌딩 관리 서버는 이에 더하여 복수의 설비 시설들에 대하여 에너지 관리를 수행하면서 최적화된 방식으로 운전을 수행하도록 제어를 명령할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 내의 설비로는 복수의 냉동기, 냉온수기, 공조기, 승강기 등을 포함할 수 있다.
상기 서버(2)는 복수의 이동 로봇(100)을 일괄적으로 제어할 수 있으며, 복수의 서버로 정보, 기능이 분산되어 구성될 수도 있고, 하나의 통합 서버로 구성될 수도 있을 것이다.
복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다.
복수의 이동 로봇(100)은 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 서버(2)로 전송할 수 있다.
여기서, 데이터는 공간(space), 사물(Object) 관련 데이터는 이동 로봇(100)가 인식한 공간(space)과 사물(Object)의 인식 관련 데이터이거나, 영상획득부가 획득한 공간(space)과 사물(Object)에 대한 이미지 데이터일 수 있다.
실시예에 따라서, 복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 사용자, 음성, 공간의 속성, 장애물 등 사물의 속성 중 적어도 하나를 인식하도록 학습된 소프트웨어 또는 하드웨어 형태의 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANN)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 이동 로봇(100) 및 서버(2)는 딥러닝(Deep Learning)으로 학습된 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 이동 로봇(100)의 제어부(140)에는 CNN(Convolutional Neural Network) 등 심층신경망 구조(DNN)가 탑재될 수 있다.
서버(2)는 복수의 이동 로봇(100)으로부터 수신한 데이터, 관리자에 의해 입력되는 데이터 등에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 로봇(1)으로 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇(100)이 구비하는 인공지능(artificial intelligence)의 심층신경망(DNN) 구조를 업데이트할 수 있다.
또한, 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 이동 로봇(100)의 사용에 따라 획득되는 데이터로, 사용 이력 데이터, 센서부에서 획득된 감지 신호 등이 해당될 수 있다.
학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 포함된 사람, 사물, 공간의 속성을 인식하여, 그 결과를 출력할 수 있다.
또한, 상기 학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 이동 로봇(100)의 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 분석하고 학습하여 사용 패턴, 사용 환경 등을 인식할 수 있다.
한편, 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 통신부를 통하여 서버(2)로 전송될 수 있다.
서버(2)는 수신한 데이터에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 인공지능 이동 로봇(100)로 전송하여 업데이트하게 할 수 있다.
이에 따라, 이동 로봇(100)이 점점 스마트하게 되며, 사용할수록 진화되는 사용자 경험(UX)을 제공할 수 있다.
한편, 서버(2)는 복수의 이동 로봇(100)의 제어 및 현재 상태 등에 대한 정보를 관리자 단말(3)에 제공할 수 있으며, 이와 같은 이동 로봇(100)의 제어를 위한 어플리케이션을 생성하여 배포가능하다.
이러한 어플리케이션은 관리자 단말(3)로서 적용되는 PC용 어플리케이션일 수 있으며, 또는 스마트폰용 어플리케이션일 수 있다.
일 예로, 본 출원인의 다양한 전자제품을 동시에 제어하고 관리 감독가능한 어플리케이션인 SmartThinQ 어플리케이션과 같은 스마트 가전 제어를 위한 어플리케이션일 수 있다.
본 발명의 복수의 이동 로봇(100)은 바퀴 등을 이용하여 스스로 이동이 가능한 로봇을 의미하고, 대면적의 건물 청소를 위한 대형 청소 로봇, 가정 도우미 로봇 및 이동 로봇 등이 될 수 있다.
이하 도 2 내지 도 6을 참조하여, 로봇 중 이동 로봇(100)을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
이동 로봇(100)은 본체(110)를 포함한다. 이하, 본체(110)의 각부분을 정의함에 있어서, 주행구역 내의 천장을 향하는 부분을 상면부(도 3 참조)로 정의하고, 주행구역 내의 바닥을 향하는 부분을 저면부(도 5 참조)로 정의하고, 상기 상면부와 저면부 사이에서 본체(110)의 둘레를 이루는 부분 중 주행방향을 향하는 부분을 정면부(도 4 참조)라고 정의한다. 또한, 본체(110)의 정면부와 반대 방향을 향하는 부분을 후면부로 정의할 수 있다. 본체(110)는 이동 로봇(100)을 구성하는 각종 부품들이 수용되는 공간을 형성하는 케이스(111)를 포함할 수 있다.
이동 로봇(100)은 주변의 상황을 감지하는 센싱부(130)를 포함한다. 센싱부(130)는 이동 로봇(100) 외부의 정보를 감지할 수 있다. 센싱부(130)는 이동 로봇(100) 주변의 사용자를 감지한다. 센싱부(130)는 이동 로봇(100) 주변의 물체를 감지할 수 있다.
센싱부(130)는 청소 구역에 대한 정보를 감지할 수 있다. 센싱부(130)는 주행면 상의 벽체, 가구 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 센싱부(130)는 천장에 대한 정보를 감지할 수 있다. 센싱부(130)는, 주행면 상에 놓여진 물건 및/또는 외부의 상측 물체를 포함할 수 있다. 외부의 상측 물체는, 이동 로봇(100)의 상측 방향에 배치되는 천장이나 가구의 하측면 등을 포함할 수 있다. 센싱부(130)가 감지한 정보를 통해, 이동 로봇(100)은 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.
센싱부(130)는, 이동 로봇(100) 주변의 사용자에 대한 정보를 감지할 수 있다. 센싱부(130)는, 상기 사용자의 위치 정보를 감지할 수 있다. 상기 위치 정보는, 이동 로봇(100)에 대한 방향 정보를 포함할 수 있다. 상기 위치 정보는, 이동 로봇(100)와 사용자 사이의 거리 정보를 포함할 수 있다. 센싱부(130)는 상기 사용자의 상기 이동 로봇(100)에 대한 방향을 감지할 수 있다. 센싱부(130)는 상기 사용자와 이동 로봇(100) 사이의 거리를 감지할 수 있다.
상기 위치 정보는, 센싱부(130)의 감지에 의해 곧바로 획득될 수도 있고, 제어부(140)에 의해 처리되어 획득될 수도 있다.
센싱부(130)는 주변의 영상을 감지하는 영상 감지부(135)를 포함할 수 있다. 영상 감지부(135)는 이동 로봇(100)에 대한 특정 방향으로 영상을 감지할 수 있다. 예를 들어, 영상 감지부(135)는, 이동 로봇(100)의 전방으로 영상을 감지할 수 있다. 영상 감지부(135)는 주행구역을 촬영하는 것으로, 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 상기 디지털 카메라는 적어도 하나의 광학렌즈와, 상기 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 상기 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 상기 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.
센싱부(130)는 주변의 벽까지의 거리를 감지하는 거리 감지부(131)를 포함할 수 있다. 거리 감지부(131)를 통해 이동 로봇(100)와 주변의 벽까지의 거리를 감지할 수 있다. 거리 감지부(131)는, 이동 로봇(100)의 특정 방향으로 사용자까지의 거리를 감지한다. 거리 감지부(131)는 카메라, 초음파 센서 또는 IR(적외선) 센서 등을 포함할 수 있다.
거리 감지부(131)는 본체(110)의 정면부에 배치될 수 있고, 측방부에 배치될 수도 있다.
거리 감지부(131)는 주변의 장애물을 감지할 수 있다. 복수의 거리 감지부(131)가 구비될 수 있다.
센싱부(130)는 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 낭떠러지 감지부(132)를 포함할 수 있다. 복수의 낭떠러지 감지부(132)가 구비될 수 있다.
센싱부(130)는 바닥의 영상을 획득하는 하부 영상 센서(137)를 더 포함할 수 있다.
이동 로봇(100)은 본체(110)를 이동시키는 주행부(160)를 포함한다. 주행부(160)는 바닥에 대해 본체(110)를 이동시킨다. 주행부(160)는 본체(110)를 이동시키는 적어도 하나의 구동 바퀴(166)를 포함할 수 있다. 주행부(160)는 구동 모터를 포함할 수 있다. 구동 바퀴(166)는 본체(110)의 좌, 우 측에 각각 구비될 수 있으며, 이하, 각각 좌륜(166(L))과 우륜(166(R))이라고 한다.
좌륜(166(L))과 우륜(166(R))은 하나의 구동 모터에 의해 구동될 수도 있으나, 필요에 따라 좌륜(166(L))을 구동시키는 좌륜 구동 모터와 우륜(166(R))을 구동시키는 우륜 구동 모터가 각각 구비될 수도 있다. 좌륜(166(L))과 우륜(166(R))의 회전 속도에 차이를 두어 좌측 또는 우측으로 본체(110)의 주행방향을 전환할 수 있다.
이동 로봇(100)은 청소 기능을 수행하는 청소부(180)를 포함한다.
이동 로봇(100)은 청소 구역을 이동하며 청소부(180)에 의해 바닥을 청소할 수 있다. 청소부(180)는, 이물질을 흡입하는 흡입 장치, 비질을 수행하는 브러시(184, 185), 흡입장치나 브러시에 의해 수거된 이물질을 저장하는 먼지통(미도시) 및/또는 걸레질을 수행하는 걸레부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
본체(110)의 저면부에는 공기의 흡입이 이루어지는 흡입구(180h)가 형성될 수 있다. 본체(110) 내에는 흡입구(180h)를 통해 공기가 흡입될 수 있도록 흡입력을 제공하는 흡입장치(미도시)와, 흡입구(180h)를 통해 공기와 함께 흡입된 먼지를 집진하는 먼지통(미도시)이 구비될 수 있다.
케이스(111)에는 상기 먼지통의 삽입과 탈거를 위한 개구부가 형성될 수 있고, 상기 개구부를 여닫는 먼지통 커버(112)가 케이스(111)에 대해 회전 가능하게 구비될 수 있다.
흡입구(180h)를 통해 노출되는 솔들을 갖는 롤형의 메인 브러시(184)와, 본체(110)의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 보조 브러시(185)가 구비될 수 있다. 이들 브러시(184, 185)들의 회전에 의해 주행구역 내 바닥으로부터 먼지들이 제거되며, 이렇게 바닥으로부터 분리된 먼지들은 흡입구(180h)를 통해 흡입되어 먼지통에 모인다.
배터리(138)는 상기 구동 모터뿐만 아니라, 이동 로봇(100)의 작동 전반에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 배터리(138)가 방전될 시, 이동 로봇(100)은 충전을 위해 충전대(200)로 복귀하는 주행을 실시할 수 있으며, 이러한 복귀 주행 중, 이동 로봇(100)은 스스로 충전대(200)의 위치를 탐지할 수 있다.
충전대(200)는 소정의 복귀 신호를 송출하는 신호 송출부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 복귀 신호는 초음파 신호 또는 적외선 신호일 수 있으나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.
한편, 영상감지부(135)는 본체(110)의 상면부에 구비되어, 청지역 내의 천장에 대한 영상을 획득하나, 영상감지부(135)의 위치와 촬영범위가 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 영상감지부(135)는 본체(110) 전방의 영상을 획득하도록 구비될 수도 있다.
또한, 이동 로봇(100)은 On/Off 또는 각종 명령을 입력할 수 있는 조작부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도 6을 참고하여, 이동 로봇(100)은 각종 데이터를 저장하는 저장부(150)를 포함한다. 저장부(150)에는 이동 로봇(100)의 제어에 필요한 각종 데이터 들이 기록될 수 있다. 저장부(150)는 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 상기 기록 매체는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장한 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함할 수 있다.
저장부(150)에는 청소 구역의 맵이 저장될 수 있다. 상기 맵은 이동 로봇(100)와 유선 또는 무선 통신을 통해 정보를 교환할 수 있는 외부 단말기에 의해 입력된 것일 수도 있고, 이동 로봇(100)가 스스로 학습을 하여 생성한 것일 수도 있다. 전자의 경우, 외부 단말기로는 맵 설정을 위한 어플리케이션(application)이 탑재된 리모컨, PDA, 랩탑(laptop), 스마트 폰, 태블렛 등을 예로 들 수 있다.
상기 맵에는 청소 구역 내의 복수의 지점에 대응(일대일대응)하는 복수의 노드의 위치가 표시될 수 있다. 상기 맵에는 청소 구역 내의 각 지역이 표시될 수 있다. 또한, 이동 로봇(100)의 현재 위치가 상기 맵 상에 표시될 수 있다. 상기 맵 상에서의 이동 로봇(100)의 현재 위치는 주행 과정에서 갱신될 수 있다.
주행 변위 측정부(165)는 상기 영상 감지부(135)에서 획득된 영상을 근거로 주행 변위를 측정할 수 있다. 주행 변위는, 이동 로봇(100)의 이동 방향과 이동 거리를 포함하는 개념이다. 예를 들어, 주행 변위 측정부(165)는 이동 로봇(100)의 연속적인 이동에 따라 달라지는 바닥 영상의 연속적인 픽셀(pixel) 비교를 통해서 주행 변위를 측정할 수 있다.
또한, 주행 변위 측정부(165)는 주행부(160)의 동작을 근거로 이동 로봇(100)의 주행 변위를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 구동 바퀴(136)의 회전속도를 근거로 이동 로봇(100)의 현재 또는 과거의 이동속도, 주행한 거리 등을 측정할 수 있으며, 각 구동 바퀴(136(L), 136(R))의 회전 방향에 따라 현재 또는 과거의 방향 전환 과정 또한 측정할 수 있다.
주행 변위 측정부(165)는 거리 감지부(131) 및 영상 감지부(135) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 주행 변위를 측정하는 것도 가능하다.
제어부(140)는 이렇게 측정된 주행 변위를 바탕으로, 맵 상에서 이동 로봇(100)의 위치를 인식할 수 있다.
송신부(170)는 이동 로봇의 정보를 다른 이동 로봇이나 중앙 서버에 송신해줄 수 있다. 수신부(190)는 다른 이동 로봇이나 중앙 서버로부터 정보를 수신할 수 있다. 송신부(170)가 송신하는 정보 또는 수신부(190)가 수신하는 정보는 이동 로봇의 구성 정보를 포함할 수 있다.
이동 로봇(100)은 각종 정보를 처리하고 판단하는 제어부(140)를 포함한다. 제어부(140)는 청소 구역을 학습하는 정보 처리를 수행할 수 있다. 제어부(140)는 맵 상의 현재 위치를 인식하는 정보 처리를 수행할 수 있다. 제어부(140)는 이동 로봇(100)을 구성하는 각종 구성들(예를 들어, 주행 변위 측정부(165), 거리 감지부(131), 영상감지부(135), 주행부(160), 송신부(170), 수신부(190) 등)의 제어를 통해, 이동 로봇(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 제어방법은 제어부(140)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명은 이동 로봇(100)의 제어방법일 수 있으며, 상기 제어방법을 수행하는 제어부(140)를 포함하는 이동 로봇(100)일 수도 있다. 본 발명은 상기 제어방법의 각 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램일 수 있고, 상기 제어방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체일 수도 있다. 상기 '기록매체'는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 본 발명은 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 이동 로봇 제어 시스템일 수 있다.
이동 로봇(100)의 제어부(140)는 맵핑 및/또는 현재 위치를 인식하는 등 각종 정보를 처리하고 판단한다. 제어부(140)는 상기 영상 및 학습을 통해 청소 구역을 맵핑하고 현재 위치를 맵 상에서 인식 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 제어부(140)는 슬램(SLAM : Simultaneous Localization and Mapping) 기능을 수행할 수 있다.
제어부(140)는 주행부(160)의 구동을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 청소부(180)의 동작을 제어할 수 있다.
현실의 청소 구역은 맵 상의 청소 구역과 대응될 수 있다. 상기 청소 구역은 이동 로봇(100)가 주행 경험이 있는 모든 평면 상의 구역 및 현재 주행하고 있는 평면 상의 구역을 모두 합한 범위로 정의될 수 있다.
제어부(140)는 주행부(160)의 동작을 바탕으로 이동 로봇(100)의 이동 경로를 파악할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 구동 바퀴(166)의 회전속도를 바탕으로 이동 로봇(100)의 현재 또는 과거의 이동속도, 주행한 거리 등을 파악할 수 있으며, 각 구동 바퀴(166(L), 166(R))의 회전 방향에 따라 현재 또는 과거의 방향 전환 과정 또한 파악할 수 있다. 이렇게 파악된 이동 로봇(100)의 주행 정보를 바탕으로, 맵 상에서 이동 로봇(100)의 위치가 갱신될 수 있다. 또한, 상기 영상 정보를 이용하여, 맵 상에서 이동 로봇(100)의 위치가 갱신될 수도 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 이동 로봇(100)의 주행을 제어하고, 설정되는 주행 모드에 따라 주행부(160)의 구동을 제어한다. 주행부(160)의 주행 모드로서, 지그재그 모드, 엣지 모드, 나선형 모드 또는 복합형 모드 등을 선택적으로 설정할 수 있다.
지그재그 모드는 벽면이나 장애물로부터 소정 거리 이상으로 이격되어 지그재그로 주행하면서 청소하는 모드로 정의한다. 엣지 모드는 벽면에 붙어서 지그재그로 주행하면서 청소하는 모드로 정의한다. 나선형 모드는 대기 중의 한 곳을 중심으로 일정 영역 내에서 나선형으로 청소하는 모드로 정의한다.
이러한 이동 로봇(100)은 도 1의 복수의 이동 로봇(100)을 포함하는 로봇 시스템 내에서 서버(2)와의 통신에 의해 마스터/슬레이브 이동 로봇(100/100a)으로 설정되면 설정된 역할에 따라 동작한다.
구체적으로, 서버(2)로부터 마스터 이동 로봇(100)으로 설정되는 하나의 이동 로봇(100)은 해당 건물에 대한 맵을 읽어 들이고, 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터 각각의 상태 정보를 수신하여, 각 슬레이브 이동 로봇(100a)에 대한 청소 계획을 생성한다.
이와 같은 청소 계획은 상기 맵 상에서 복수의 서브 영역으로 청소 구역을 분할하고, 각 서브 영역에 대하여 적어도 하나 이상의 슬레이브 이동 로봇(100a)을 할당하여 청소 명령을 제공할 수 있다.
또한, 하나의 슬레이브 이동 로봇(100a)에 대하여 복수의 서브 영역이 할당되는 경우, 복수의 서브 영역에 대한 이동 경로 및 순서 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 마스터 이동 로봇(100)은 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터의 상태 정보로서, 현재까지의 청소 진행 누적 시간, 먼지량 정보, 청소 방식 정보, 해당 이동 로봇(100)의 모델명, 충전 후 현재까지의 총 이동 거리 등의 정보를 포함할 수 있다.
이때, 청소 방식 정보는 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)이 습식 청소 기능을 수행하는지, 건식 청소 기능을 수행하는지에 따라 결정될 수 있다.
마스터 이동 로봇(100)은 무선 네트워크 통신을 통해 서버(2)와 송수신하면서 맵 정보를 수신할 수 있으며, 무선 네트워크 통신을 통해 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터 각각의 상태 정보를 수신하고, 청소 계획을 생성한다.
이때, 각각의 슬레이브 이동 로봇(100a)은 서버(2)로부터 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 지정되면, 이후로 마스터 이동 로봇(100)을 통해 제어를 받으며, 서버(2)와 직접 송수신하지 않고, 마스터 이동 로봇(100)으로부터의 청소 계획에 따라 할당된 서브 영역을 청소한다.
이와 같이, 대면적의 건물, 구체적으로 다층 건물에 배치되어 있는 복수의 이동 로봇(100)에 대하여 하나의 이동 로봇(100)을 마스터 이동 로봇(100)으로 지정하고, 다른 이동 로봇(100)을 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 지정함으로써 서버(2)는 다층에 산발적으로 분산되어 있는 복수의 이동 로봇(100)을 일일이 컨택하여 다층 건물의 청소를 수행하는 것이 아닌, 하나의 마스터 이동 로봇(100)과만 선택적으로 송수신함으로써 복수의 이동 로봇(100)에 대한 제어 및 다층 건물에 대한 청소를 수행할 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 9를 참고하여, 본 발명의 이동 로봇(100)을 포함하는 로봇 시스템의 동작을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 도 7의 제어방법에 따라 진행되는 청소 계획 과정의 시나리오를 도시한 순서도이며, 도 9는 도 8의 시나리오에 따라 진행되는 승강기 이용 상태를 나타내는 도면이다.
도 7을 참고하면, 먼저 관리자 단말(3) 또는 서버(2)로부터 복수의 이동 로봇(100)은 건물 청소 시작 정보를 수신한다(S100).
건물 청소 시작 정보가 수신되면, 서버(2) 및 관리자 단말(3)로부터 청소 시작 정보와 함께 지정된 각각의 역할을 확인한다(S110).
즉, 각각의 이동 로봇(100)이 마스터로 지정되었는지 슬레이브로 지정되었는지 확인하고 그에 따라 모드를 변환한다.
마스터 로봇으로 지정된 이동 로봇(100)은 도 7과 같이 이후로 마스터 이동 로봇(100)으로서 동작을 수행하면서 서버(2) 및 관리자 단말(3)과 송수신하고, 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)을 제어한다.
복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)은 마스터 이동 로봇(100)과의 통신을 시작하고, 서버(2) 및 관리자 단말(3)과는 직접적으로 송수신하지 않는다.
마스터 이동 로봇(100)은 서버(2) 및 관리자 단말(3)에 마스터 확인 정보를 전송하고(S111), 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 현재 상태 정보를 요청한다(S112).
복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터의 상태 정보는 현재 청소 진행 누적 시간, 먼지량 정보, 청소 방식 정보, 해당 이동 로봇(100)의 모델명, 충전 후 현재까지의 총 이동 거리 등의 정보를 포함할 수 있다.
이때, 청소 방식 정보는 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)이 습식 청소 기능을 수행하는지, 건식 청소 기능을 수행하는지에 따라 결정될 수 있다.
각각의 슬레이브 이동 로봇(100a)은 각각의 상태 정보를 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 id 와 함께 마스터 이동 로봇(100)으로 전송한다(S113).
마스터 이동 로봇(100)은 무선 네트워크 통신을 통해 서버(2)와 송수신하면서 맵 정보를 수신할 수 있으며, 무선 네트워크 통신을 통해 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터 각각의 상태 정보를 수신하여 청소 계획을 생성한다(S114).
마스터 이동 로봇(100)의 청소 계획 생성은 도 8에 상세히 도시되어 있다.
도 8을 참고하면, 마스터 이동 로봇(100)이 무선 네트워크 통신을 통해 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)으로부터 각각의 상태 정보를 수신하면(S200), 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 청소 누적 상태를 확인하여 청소 계획을 생성한다(S210).
즉, 충전 이후로 청소 진행 시간을 바탕으로 로드 쉐어링을 수행하여 기본 청소 계획을 생성한다.
이때, 현재 위치 정보를 참고하여, 층간 이동 없이 현재 층에서 서브 영역이 할당되도록 계획할 수 있다.
이와 같은 기본 청소 계획이 수립되면, 다음으로 마스터 이동 로봇(100)은 배터리 잔량, 먼지량, 이동 거리 등을 참고하여 상기 기본 청소 계획을 수정한다.
구체적으로, 배터리 정보를 읽어들여 배터리 잔량이 제1 임계값보다 작은 경우, 현재 기본 청소 계획에서 제외하고 충전 요청을 전송할 수 있다(S220).
이때의 제1 임계값은 각 이동 로봇(100)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있으며, 초기값에 대한 비율로 설정될 수 있다.
다음으로, 마스터 이동 로봇(100)은 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 먼지량 정보를 읽어 먼지량이 제2 임계값보다 큰지 판단한다(S230).
즉, 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 먼지량이 먼지통의 소정 레벨보다 많은 경우에는 현재 기본 청소 계획에서 제외하고 관리자 단말(3)로 먼지통 비움 알람을 전송할 수 있다.
이때의 제2 임계값은 각 이동 로봇(100)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있으며, 초기값에 대한 비율로 설정될 수 있다.
다음으로, 마스터 이동 로봇(100)은 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 이동 거리 정보를 읽어 이동 거리가 제3 임계값보다 큰지 판단한다(S240).
즉, 각 슬레이브 이동 로봇(100a)의 이동 거리, 최근 충전완료 이후의 이동 거리가 소정 레벨보다 큰 경우에는 현재 기본 청소 계획에서 제외하고 관리자 단말(3)로 휴지 알람을 전송할 수 있다(S260).
이때의 제3 임계값은 각 이동 로봇(100)의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있으며, 초기 설정 시점으로부터의 누적 이동 거리를 참고할 수 있다.
이와 같이, 기본 청소 계획에서 위의 조건들에 해당하는 이동 로봇(100)을 제외하고 다른 슬레이브 이동 로봇(100a)을 할당함으로써 최종 청소 계획을 수립할 수 있다.
이때, 최종 청소 계획은 층간 이동 및 청소 순서 정보를 포함하며, 마스터 이동 로봇(100)은 최종 청소 계획에 따라 각 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 할당된 청소 엄무 정보를 전송한다(S250).
이와 같이, 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)이 각각의 할당된 청소 임무 정보를 수신하면(S116), 할당된 청소 임무에 따라 해당 서브 영역을 청소한다(S117).
이때, 할당된 각 서브 영역은 층간 이동을 진행하지 않도록 현재층 내에서 정해진 서브 영역으로 이동하여 맵을 통한 해당 서브 영역의 형상에 따라 특정 주행 모드로 주행하면서 청소를 진행한다.
다음으로, 각 슬레이브 이동 로봇(100a)이 할당된 서브 영역의 청소를 완료하면 청소 완료 정보를 마스터 이동 로봇(100)으로 전송하고 해당 위치에서 정지한다(S118).
다음으로, 마스터 이동 로봇(100)은 최종 청소 계획에 따라 정지되어 있는 청소 완료한 슬레이브 이동 로봇(100a)에 다른 서브 영역이 할당된 경우, 해당 서브 영역이 층간 이동이 필요한 경우 층간 이동 정보를 포함한 다른 청소 임무 정보를 전송한다(S119).
각 슬레이브 이동 로봇(100a)은 다른 청소 임무 정보 및 층간 이동 명령이 수신되면, 층간 이동을 위해 승강기 앞으로의 이동을 수행한다.
또한, 마스터 이동 로봇(100)은 서버(2) 및 관리자 단말(3)로 층간 이동 요청을 전송하고(S120), 서버(2) 또는 관리자 단말(3)은 빌딩 관리 서버와 연동하여 승강기를 구동하여 슬레이브 이동 로봇(100a)이 위치하는 현재 층에서 다음 서브 영역이 위치하는 목표 층으로의 이동을 명령한다(S121).
승강기가 이동하여 현재층에 도착하면, 서버(2)는 마스터 이동 로봇(100)으로 승강기 도착 정보를 전송하고(S122), 마스터 이동 로봇(100)은 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 승강기 탑승 명령을 전송한다.
즉, 도 9와 같이 승강기(10) 앞에 이동할 적어도 하나의 슬레이브 이동 로봇(100a)이 대기하면, 도착한 승강기(10)의 문이 개방되면서 슬레이브 이동 로봇(100a)이 승강기(10) 내로 탑승한다.
승강기(10)가 이동하여 목표 층에 도착하면, 해당 목표층의 청소를 진행할 슬레이브 이동 로봇(100a)이 하차하며 층간 이동이 완료된다(S124).
슬레이브 이동 로봇(100a)은 이동 완료 신호를 마스터 이동 로봇(100)으로 전송하고(S125), 마스터 이동 로봇(100)은 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)으로 목표 층의 청소 구역에 대하여 해당 슬레이브 이동 로봇(100a)에 할당된 서브 영역과 청소 임무 정보를 전송한다(S126).
슬레이브 이동 로봇(100a)은 새로 수신한 서브 영역에 대한 임무 정보를 수신하고 그에 따라 해당 서브 영역으로 이동하여 청소를 시작한다(S127).
이때, 최종 청소 계획은 슬레이브 이동 로봇(100a)의 청소 기능, 즉 물걸레 청소기능을 포함하는지, 흡입 청소 기능을 포함하는지에 따라 순서를 지정할 수 있으며, 흡입 청소 후에 다른 층에서 물걸레 청소 기능을 포함하는 슬레이브 이동 로봇(100a)이 해당 서브 영역으로 이동하여 물걸레 청소를 수행할 수도 있다.
이와 같이 복수의 이동 로봇(100)이 대면적의 다층 건물의 청소를 진행하는 경우, 하나의 마스터 청소 로봇이 복수의 청소 로봇에 대하여 청소 기능과 로드 및 이동 거리 등을 조합하여 최적의 청소 계획을 수립하고, 각 이동 로봇(100)에 임무와 영역을 할당하여 청소를 지시할 수 있다.
따라서, 대면적의 다층 건물의 청소를 진행할 때, 각 층마다 복수의 청소 로봇이 중복되어 요구되지 않으며, 흡입 청소가 진행된 후 물걸레 청소 로봇이 해당 층으로 이동하여 청소를 진행하는 등의 스케줄링이 가능하다.
또한, 복수의 청소 로봇이 서버(2)에 중복하여 통신을 시도하지 않고, 하나의 마스터 청소로봇만이 서버(2) 및 관리자 단말(3)과의 송수신을 통해 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)을 제어함으로써, 데이터 처리 및 송수신 데이터의 로스가 감소할 수 있다.
또한, 복수의 슬레이브 이동 로봇(100a)에 대하여 로드 쉐어링이 가능하여 특정 청소 로봇으로 편중되는 로드를 분산시킬 수 있다.
100 : 이동 로봇 110a : 슬레이브 이동 로봇
2: 서버 3: 관리자 단말
200 : 충전대 120 : 센싱부
140 : 제어부 150 : 저장부
160 : 주행부 135: 영상 감지부
180 : 청소부

Claims (14)

  1. 복수의 이동 로봇을 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 로봇 중 하나의 이동 로봇이 마스터 이동 로봇으로 지정받고, 다른 복수의 이동 로봇은 슬레이브 이동 로봇으로 지정받는 단계;
    상기 마스터 이동 로봇이 청소 구역에 대한 맵 정보 및 상기 복수의 슬레이브 이동 로봇의 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 마스터 이동 로봇이 상기 맵 정보 및 상태 정보에 기초하여 상기 청소구역에 대한 청소 계획을 생성하는 단계; 및
    상기 청소 계획에 따라 상기 슬레이브 이동 로봇이 각각 할당된 서브 영역으로 이동하여 청소를 수행하는 단계
    를 포함하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬레이브 이동 로봇으로부터 수신하는 상태 정보는 각각의 슬레이브 이동 로봇의 먼지량 정보, 청소 방식 정보, 배터리 정보, 이동 거리 정보 및 모델 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 청소 계획을 생성하는 단계는,
    상기 각각의 슬레이브 로봇의 청소 누적 상태 및 상기 맵 정보에 기초하여 기본 청소 계획을 생성하는 단계; 그리고
    상기 기본 청소 계획에 대하여, 상기 각각의 슬레이브 이동 로봇의 배터리 잔량, 먼지량 및 이동 거리에 따라 보정하여 최종 청소 계획을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최종 청소 계획은
    상기 슬레이브 이동 로봇 각각에 대하여 할당되는 서브 영역의 정보 및 스케줄정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 배터리 잔량이 제1 임계값 보다 작은 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 먼지량이 제2 임계값 보다 큰 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 최종 청소 계획은 상기 기본 청소 계획에서 상기 이동 거리가 제3 임계값보다 큰 상기 슬레이브 이동 로봇을 제외하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 기본 청소 계획에 의해 할당되는 상기 서브 영역은 상기 슬레이브 이동 로봇의 현재 층에 존재하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최종 청소 계획이 청소 영역에서 층간 이동을 포함하는 경우, 상기 마스터 이동 로봇은 상기 청소 영역의 승강기 이동을 요청하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    서버가 상기 마스터 이동 로봇으로부터 상기 승강기 이동 요청을 수신하면, 상기 청소 영역의 상기 승강기를 제어하여 상기 승강기를 요청한 현재 층으로 이동하여 상기 슬레이브 이동 로봇을 운반하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서버는 상기 청소 영역의 빌딩 관리 서버와 연동하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 서버는 상기 청소 영역 내에 비치되어 있는 복수의 상기 이동 로봇 중하나의 이동 로봇을 상기 마스터 이동 로봇으로 지정하고, 나머지 이동 로봇을 상기 슬레이브 이동 로봇으로 지정하여, 청소 시작 명령과 함께 지정 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 이동 로봇은 서로 다른 청소 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 마스터 청소 로봇은 상기 최종 청소 계획에 상기 청소 기능에 따라 순서를 지정하여 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180000917A (ko) 2016-06-24 2018-01-04 울산대학교 산학협력단 배추 폐기물로부터 포도당을 생산하는 방법 및 포도당을 포함하는 미세조류 배양액

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114296453A (zh) * 2021-12-24 2022-04-08 深圳市无限动力发展有限公司 酒店式的多功能机器人的控制方法、装置、设备及介质
CN114296453B (zh) * 2021-12-24 2023-11-21 深圳市无限动力发展有限公司 酒店式的多功能机器人的控制方法、装置、设备及介质

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