KR20220107017A

KR20220107017A - 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법, 칩 및 로봇

Info

Publication number: KR20220107017A
Application number: KR1020227021759A
Authority: KR
Inventors: 후이바오 황; 휴엔 주; 쭈오비아오 첸
Original assignee: 아미크로 세미컨덕터 씨오., 엘티디.
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2022-08-01
Also published as: CN111857127A; EP3985469A4; WO2021248845A1; CN111857127B; EP3985469A1; JP2023508091A; US11914391B2; US20220244739A1; JP7462244B2

Abstract

본 발명은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법, 칩 및 로봇을 개시한다. 상기 청소 분할 영역 계획 방법은 완전한 글로벌 맵을 미리 저장할 필요 없이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 레이저 스캐닝을 통해 획득한 맵 이미지 픽셀 정보에 따라, 상기 미리 정의된 청소 영역에서 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 실시간으로 분할하고, 동일한 상기 미리 정의된 청소 영역에서 미청소 영역의 벽체 경계를 반복적으로 교대로 처리하여 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 확장함으로써, 동일한 상기 미리 정의된 청소 영역에서 최종적으로 형성된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계가 실내 거실 벽체 경계와 유사하도록 확보하고, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 경계를 따라 네비게이팅하는 로봇의 효율을 향상시키며, 또한 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 반복적으로 청소하는 것을 효과적으로 방지한다.

Description

로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법, 칩 및 로봇

본 발명은 로봇 레이저 데이터의 경로 계획 기술분야에 관한 것으로, 특히 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법, 칩 및 로봇에 관한 것이다.

현재 시판되고 있는 레이저 SLAM 스워퍼의 커버리지 청소 작업 모드에서, 스워퍼는 MxN 그리드 크기(일반적으로 4x4 그리드 크기)의 직사각형 프레임 영역에 따라 청소 작업을 수행하고, 현재 프레이밍한 MxN 그리드 영역에 대한 청소를 완료한 후, 프레임을 확장하여 다른 MxN 그리드 영역을 프레이밍하여 새로 확장된 영역 내에서 전체 작업 영역이 커버리지될 때까지 계속 청소한다. 이러한 작업 모드는 미리 맵을 확인할 필요가 없다는 이점을 갖는 반면 프레이밍된 영역 윤곽이 실제 지형과 크게 달라 네비게이팅 경로가 많고, 너무 많은 작은 영역이 존재하며, 스워퍼의 청소가 너무 느린 등 문제를 일으킨다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법을 제안한다. 상기 청소 분할 영역 계획 방법은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 수행되고, 구체적으로, 로봇의 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇이 스캐닝한 레이저 맵의 픽셀점 통계 정보에 따라, 레이저 맵의 각 좌표축 방향에서의 윤곽 경계 선분을 포지셔닝하는 단계 11 - 레이저 맵은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 스캐닝하여 구축한 것임 - ; 각 좌표축 방향에서 미리 설정된 위치에 가장 가까운 윤곽 경계 선분을 선택하여 하나의 직사각형 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 단계 12; 초기 방 청소 분할 영역이 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하지 않는 경우, 우선적으로 확장되는 하나의 좌표축 방향을 선택하고, 초기 방 청소 분할 영역에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에 수직으로 포지셔닝된 비벽체 장애물 선분을 삭제한 후, 동일한 좌표축 방향으로 초기 방 청소 분할 영역을 확장하고, 다음 단계 14로 진입하는 단계 13; 및 단계 13에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 포지셔닝되고 단계 13에서 삭제된 비벽체 장애물 선분에 인접한 윤곽 경계 선분이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 미청소 영역에 위치하는지 여부를 판단하고, 상기 좌표축 방향에서 포지셔닝된 윤곽 경계 선분이 상기 초기 방 청소 분할 영역의 나머지 윤곽 경계 선분과 교차하여 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 형성하지 않는지 여부를 판단하여, 둘 다 만족하면, 단계 13으로 돌아가 현재 선택한 좌표축 방향으로 계속 확장하며; 단계 13에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 포지셔닝되고 단계 13에서 삭제된 비벽체 장애물 선분에 인접한 윤곽 경계 선분이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 상기 미청소 영역에 위치하지 않는 경우, 상기 단계 13에서 현재 선택한 좌표축 방향으로의 확장을 중지한 후, 상기 단계 13으로 돌아가 확장 우선도가 한 레벨 낮은 좌표축 방향을 선택하여 확장함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역이 해당 윤곽 경계 선분에 의해 미리 설정된 방 청소 분할 영역으로 분할되도록 하는 단계 14를 포함하되, 비벽체 장애물 선분은 벽체가 아닌 윤곽 경계 선분이며, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분과 실제 방 경계는 미리 설정된 오차 허용 범위 내에서 중첩되고; 실제 방 경계는 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내부 장애물의 경계 및/또는 상기 실제 엣지를 따른 영역 내부 장애물의 경계를 포함한다.

본 발명은 또한 칩을 제공한다. 제어 프로그램이 내장된 칩으로서, 상기 제어 프로그램은 상기 청소 분할 영역 계획 방법을 수행하도록 이동 로봇을 제어한다.

본 발명은 또한 로봇을 제공한다. 레이저 센서가 장착된 로봇으로서, 상기 로봇에는 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 분할하도록 상기 로봇을 구성하기 위한 칩이 내장된다.

종래 기술과 비교하여 상술한 수단은 완전한 글로벌 맵을 미리 저장할 필요 없이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 레이저 스캐닝을 통해 획득한 맵 이미지 픽셀 정보에 따라, 상기 미리 정의된 청소 영역에서 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 실시간으로 분할하고, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 미청소 영역의 벽체 경계를 반복적으로 교대로 처리하여 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 확장함으로써, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 최종적으로 형성된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계가 실내 거실 벽체 경계와 유사하도록 확보하고, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 경계를 따라 네비게이팅하는 로봇의 효율을 향상시키며, 또한 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 반복적으로 청소하는 것을 효과적으로 방지한다.

도 1은 로봇이 계획 시작점 위치(O)로 이동한 경우, 스캐닝에 의해 구축된 그레이스케일 레이저 맵에서 미리 정의된 청소 영역(P1)을 프레이밍하는 효과도이다.
도 2는 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 미리 정의된 청소 영역(P1) 내에서 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 분할하는 효과도이다.
도 3은 로봇이 계획 시작점 위치(O1)로 이동한 경우, 스캐닝에 의해 구축된 그레이스케일 레이저 맵에서 미리 정의된 청소 영역(P2)을 프레이밍하는 효과도이다.
도 4는 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 미리 정의된 청소 영역(P2) 내에서 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)을 분할하는 효과도로, 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)과 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)은 레이저 맵에서 인접한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 개시된 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예의 도면을 결부하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 자세히 설명한다. 각 실시예를 추가로 설명하기 위해 본 발명은 도면을 제공한다. 이러한 도면은 본 발명의 개시 내용의 일부로서 주로 실시예를 설명하기 위해 사용되며 명세서의 관련 설명과 협력하여 실시예의 작동 원리를 해석할 수 있다. 이러한 내용을 참조하여 당업자는 다른 가능한 구현 방식 및 본 발명의 이점을 이해할 수 있어야 한다. 도면에서 레이저 맵의 이미지 크기는 축적으로 그려진 것이 아니다. 본 발명의 실시예에 따른 방법 프로그램의 실행주체는 레이저 네비게이팅 로봇이고, 이러한 레이저 네비게이팅 로봇에는 장애물을 감지할 수 있는 레이저 센서가 설치될 수 있으며, 일반적인 장면에서, 레이저 네비게이팅 로봇은 실내 이동 과정에서 상기 레이저 네비게이팅 로봇에 설치된 레이저 센서를 통해 주변에 장애물이 있는지 여부를 감지하여 즉시 레이저 맵에 표기한다.

구체적인 실시예로서, 본 발명은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법을 개시한다. 상기 청소 분할 영역 계획 방법은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 수행되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 구체적으로 하기와 같은 단계를 포함한다.

단계 S11에서, 로봇의 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇이 스캐닝한 레이저 맵의 픽셀점 통계 정보에 따라, 레이저 맵의 각 좌표축 방향에서의 윤곽 경계 선분을 포지셔닝한 후, 단계 S12로 진입하되; 여기서, 레이저 맵은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 스캐닝하여 구축한 것이며; 상기 단계 S11의 구체적인 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다. 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 상기 계획 시작점 위치로부터 시작하여 현재 구축한 레이저 맵의 이미지 픽셀점을 통계하고, 상기 미리 정의된 청소 영역 내 좌표축 방향에서 윤곽 경계 선분을 포지셔닝하되, 상기 각 좌표축 방향은 도시된 X축 방향과 Y축 방향을 포함한다. 본 실시예는 장애물의 히스토그램을 이용하여 상기 계획 시작점 위치와 거리가 상이한 상기 감지 구간 내의 다양한 그레이 레벨 픽셀점 발생 횟수를 통계하고, 또한 레이저 맵에서 해당 그레이 레벨의 픽셀점에 의해 형성된 장애물 선분에 대한 포지셔닝을 구현한다. X축 방향을 따라 동일한 종좌표를 갖는 흑색 픽셀점의 개수가 미리 설정된 경계 임계값을 초과하는 것으로 통계될 때마다, 이러한 동일한 종좌표를 갖는 흑색 픽셀점이 연결되어 형성된 상기 윤곽 경계 선분을 표기함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 X축 방향으로 연장된 영역이 대응되는 윤곽 경계 선분에 의해 분할되고; 실제로 후속 단계에서 상기 윤곽 경계 선분이 벽체가 아닌 것으로 판단하여 이를 삭제한 후 대응되는 분할 영역을 병합하여 과도한 영역 분할을 피할 수 있으나, 여전히 X축 방향에서 로컬 영역 윤곽 특징을 설명할 수 있으며; X축 방향을 따라 동일한 종좌표를 갖는 흑색 픽셀점의 개수가 미리 설정된 경계 임계값을 초과하지 않는 것으로 통계될 때마다, 현재 방향으로 상기 윤곽 경계 선분을 표기하지 않는다. Y축 방향을 따라 동일한 횡좌표를 갖는 흑색 픽셀점의 개수가 미리 설정된 경계 임계값을 초과하는 것으로 통계될 때마다, 이러한 동일한 횡좌표를 갖는 흑색 픽셀점이 연결되어 형성된 상기 윤곽 경계 선분을 표기함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 Y축 방향으로 연장된 영역이 대응되는 윤곽 경계 선분에 의해 분할되고, 그렇지 않으면 현재 방향으로 상기 윤곽 경계 선분을 표기하지 않음으로써, Y축 방향에서 로컬 영역 윤곽 특징을 설명하며, 후속 단계에서 상기 방향에서 결정된 윤곽 경계 선분이 벽체가 아니므로 영역 분할 기능을 수행하지 못하는 것으로 판단하여, 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 청소 분할 영역을 프레이밍하도록 벽체 엣지의 크기를 근사화하기 위해 다음 윤곽 경계 선분을 계속 검색해야 할 수 있다. 설명해야 할 점은, 윤곽 경계 선분은 로봇 본체 크기 및 미리 정의된 청소 영역의 변의 길이 크기와 관련되며, 이는 실제 필요에 따라 조정할 수 있다. 본 실시형태는 동일한 좌표축 방향으로 분포된 흑색 픽셀점의 개수에 따라 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 어느 정도 통과성을 갖는 영역을 선택하여 윤곽 경계 선분을 표기하고, 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분은 방 영역 분할을 보다 규칙적이고 합리적으로 만들기 위해 서로 정렬될 수 있으며, 또한 표기된 윤곽 경계 선분이 엣지를 따라 계속 워킹하기 위한 로봇의 직사각형 작업 영역을 프레이밍할 수 있도록 확보한다.

단계 S12에서, 각 좌표축 방향에서 미리 설정된 위치에 가장 가까운 윤곽 경계 선분을 선택하여 하나의 직사각형 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싼 후, 단계 S13으로 진입하되; 본 실시예에서 상기 초기 방 청소 분할 영역은 도 2에 도시된 방 청소 분할 영역(#1)의 일부 직사각형 영역에 속한다.

단계 S13에서, 초기 방 청소 분할 영역이 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하지 않는 경우, 우선적으로 확장되는 하나의 좌표축 방향(예: Y축 - 방향)을 선택하고, 초기 방 청소 분할 영역에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에 수직으로 포지셔닝된 비벽체 장애물 선분을 삭제한 후, 동일한 좌표축 방향으로 초기 방 청소 분할 영역을 확장하고, 그 다음 단계 14로 진입한다.

단계 S14에서, 단계 13에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 포지셔닝되고 단계 13에서 삭제된 비벽체 장애물 선분에 인접한 윤곽 경계 선분이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 미청소 영역에 위치하는지 여부를 판단하여, 위치하면 단계 S15로 진입하고, 그렇지 않으면 단계 S17로 진입한다. 해당 단계는 상기 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 윤곽 경계 선분의 확장 범위를 제한하여 윤곽 경계 선분에 의해 프레이밍된 청소 분할 영역과 청소된 영역 또는 미지의 영역 간에 많은 중첩 영역을 갖는 것을 방지하기 위한 것이다.

단계 S15에서, 상기 좌표축 방향에서 포지셔닝된 윤곽 경계 선분이 상기 초기 방 청소 분할 영역의 나머지 윤곽 경계 선분과 교차하여 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 형성하지 않는지 여부를 판단하여, 형성하지 않으면 단계 S13으로 돌아가는 바, 즉 이는 단계 S14와 단계 S15의 판단 조건이 모두 만족됨을 의미하므로, 단계 S13으로 돌아가 현재 선택한 좌표축 방향으로 계속 확장하며; 그렇지 않으면 단계 S16으로 진입한다.

단계 S16에서, 상기 미리 정의된 청소 영역이 해당 윤곽 경계 선분에 의해 미리 설정된 방 청소 분할 영역으로 분할된 것으로 결정하므로 원래 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 계속 확장될 필요가 없다.

단계 S17에서, 상기 단계 13에서 현재 선택한 좌표축 방향으로의 확장을 중지한 후, 상기 단계 13으로 돌아가 확장 우선도가 한 레벨 낮은 좌표축 방향(예: X축 - 방향)을 선택하여 확장하고, 해당 단계를 반복함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역이 해당 윤곽 경계 선분에 의해 미리 설정된 방 청소 분할 영역으로 분할된다. 상기 단계에서, 비벽체 장애물 선분은 벽체가 아닌 윤곽 경계 선분이며, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분과 실제 방 경계는 미리 설정된 오차 허용 범위 내에서 중첩되고; 실제 방 경계는 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내부 장애물의 경계 및/또는 상기 실제 엣지를 따른 영역 내부 장애물의 경계를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같은 방 청소 분할 영역(#1)의 프레임 경계는 실제 환경의 벽체 경계에 가까운 바, 즉 상기 미리 정의된 청소 영역(P1) 내에서 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)과 상기 미리 정의된 청소 영역(P2) 내에서 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)은 모두 실제 방의 지형에 근접되고; 여기서, 비벽체 장애물 선분은 벽에 속하지 않는 윤곽 경계 선분이며, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분과 실제 방 경계는 미리 설정된 오차 허용 범위 내에서 중첩되고; 여기서, 실제 방 경계는 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내부 장애물의 경계 및/또는 상기 실제 엣지를 따른 영역 내부 장애물의 경계를 포함하며, 실제 방은 미리 정의된 청소 영역이 위치한 실제 물리적 영역이다. 종래 기술과 비교하여, 본 실시예는 레이저 스캐닝을 통해 획득한 맵 이미지 픽셀 정보를 이용하여 상기 미리 정의된 청소 영역에서 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 실시간으로 분할하고, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 미청소 영역의 벽체 경계를 반복적으로 교대로 처리하여 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 확장함으로써, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 최종적으로 형성된 상기 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계가 실제 방 경계와 유사하도록 확보한다. 본 실시예는 상기 초기 작업 영역이 더 큰 면적과 더 넓은 커버리지 범위를 갖는 밀폐형 프레임 영역(#1 및 #2)으로 확장되도록 함으로써, 로봇은 지속적으로 수정 및 확장되는 윤곽 경계 선분을 따라 실제 환경의 벽체 상의 타깃 위치까지 네비게이팅할 수 있어 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 경계를 따라 네비게이팅하는 로봇의 효율을 향상시키며, 또한 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 반복적으로 청소하는 것을 효과적으로 방지한다.

구체적인 실시예로서, 상기 청소 분할 영역 계획 방법은, 로봇을 기동하여 영역을 계획하기 시작한 후, 로봇의 실시간 스캐닝을 통해 구축된 레이저 맵에서 로봇의 계획 시작점 위치를 중심으로 하나의 미리 정의된 청소 영역을 프레이밍하는 단계를 더 포함하되, 계획 시작점 위치는 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇의 기동 위치다. 도 1에 도시된 바와 같이, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역은 로봇이 기동 위치(O)(현재 계획 시작점 위치)에서 하나의 기동 위치(O)를 대각선 교차점으로 한정하는 하나의 정사각형 프레임 영역으로, 로봇이 엣지를 따라 워킹 및 구축하는 윤곽 경계 선분의 범위를 한정하며, 상기 정사각형 프레임 영역은 실제 변의 길이가 12m인 정사각형의 프레임이다. 유의해야 할 점은, 미리 정의된 청소 영역은 폐합 영역이지만 상기 미리 정의된 청소 영역은 전체가 로봇의 레이저 센서에 의해 탐지 및 스캐닝되는 것은 아니며; 로봇은 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 엣지를 따른 워킹을 수행하는 과정에서, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역을 벗어나지 않는 것은 변의 길이가 12m인 정사각형의 실제 물리적 영역을 벗어나지 않는 것에 해당된다.

다음으로 현재 계획 시작점 위치에서 프레이밍된 미리 정의된 청소 영역 내에서 가장 가까운 물리적 경계의 엣지를 따른 하나의 시작점 위치를 선택하고, 로봇이 상기 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여 상기 물리적 경계를 따라 엣지를 따른 워킹을 수행하도록 구성될 때까지 직선으로 계획된 경로를 따라 상기 물리적 경계로 전진하도록 제어한 후, 단계 S3으로 진입한다. 해당 단계에서, 상기 로봇이 상기 물리적 경계를 따라 엣지를 따른 워킹을 수행하도록 구성된 운동 상태는 하기와 같다. 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 상기 계획 시작점 위치에 가장 가까운 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여 상기 엣지를 따른 시작점 위치가 있는 물리적 경계를 따라 엣지를 따른 워킹을 수행하도록 로봇을 제어하나, 엣지를 따르는 방향은 제한되지 않으며, 상기 물리적 경계는 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 장애물의 경계 또는 벽체를 포함하므로, 로봇은 직선으로 계획된 경로를 따라 전진하는 과정에서 장애물의 경계 또는 벽체가 감지되어야만 엣지를 따른 워킹 모드가 개시될 수 있다. 따라서 로봇이 엣지를 따른 워킹을 기동(起動)하는 속도를 가속화하고 네비게이팅 경로를 줄인다.

일 실시예로서, 현재 프레이밍한 상기 미리 정의된 청소 영역에서 상기 미리 설정된 방에 부합되는 청소 분할 영역이 분할된 것으로 감지되면, 분할된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 계속 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하고, 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 한바퀴 워킹한 후 상기 계획 시작점 위치로 돌아오면, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 대해 계획형 청소를 시작하도록 로봇을 제어하되; 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역은 상기 계획 시작점 위치, 로봇이 상기 계획 시작점 위치로부터 엣지를 따라 워킹하기 시작한 경로, 및 로봇이 이미 워킹한 엣지를 따른 경로를 둘러싼다. 로봇이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 엣지를 따른 워킹을 수행하는 과정에서, 장애물 또는 벽체를 감지하면, 현재 감지된 장애물의 경계 또는 벽체를 따라 계속 워킹하는 동시에 로봇이 엣지를 따라 통과한 장애물 또는 벽체의 위치 및 형상을 표기하나, 로봇은 맵 생성 또는 방 영역 분할에 대한 대기를 중지하지 않는다. 설명해야 할 점은, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는지 여부에 관계없이, 워킹하는 과정에서 장애물 또는 벽체가 감지되면, 모두 현재 감지된 장애물의 경계 또는 벽체를 따라 계속 워킹하는 동시에 로봇이 엣지를 따라 통과한 장애물 또는 벽체의 위치를 표기한다. 따라서 엣지를 따라 방의 실제 경계를 표기함으로써, 현재 엣지를 따른 경계가 후속 분할된 방 청소 분할 영역의 경계와 일치해지므로, 후속적으로 동일한 영역 내에서 청소하는 과정에서 표기된 장애물을 피하는데 유리하다. 종래 기술과 비교하여, 본 실시예는 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 실시간으로 분할하여 실제 방 환경 경계와 매칭되는 청소 영역을 선택하여 우선 엣지를 따라 워킹한 후 청소 작업을 수행함으로써 청소를 하지 않고 장기간 엣지를 따라 워킹하는 것을 방지할 수 있다.

유의해야 할 점은, 후속 계획 시작점 위치가 변경되는 경우, 예를 들어 도 1의 계획 시작점 위치(O)가 도 3의 위치(O1)로 변경되면, 상기 미리 정의된 청소 영역의 커버리지 영역 위치도 변경되는데, 이는 예를 들어 도 3의 위치(O1)를 대각선 교차점으로 하는 정사각형 프레임 영역으로 도시된 바와 같다. 본 실시예는 각 계획 시작점 위치에 엣지를 따른 범위를 제한하는 하나의 직사각형 영역을 대응되게 설정하여 엣지를 따라 워킹하는 로봇의 최대 범위를 사전 프레이밍하고 각 좌표축 방향에서 윤곽 경계 선분을 배치하는데 사용한다.

일 실시예로서, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 로봇이 원래 위치에서 하나의 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 분할하는 경우, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 속도가 빨라 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 워킹을 멈추고 미리 설정된 방 청소 분할 영역과 맵이 생성되도록 대기하지 않으므로, 로봇이 이미 엣지를 따라 원래 위치에서 분할되고 상기 미리 설정된 방에 부합되는 청소 분할 영역을 벗어난 것으로 판단되면, 새로운 위치에서 상기 미리 설정된 새로운 방 청소 분할 영역을 계속 분할하도록 로봇을 제어한 후, 상기 두 개의 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 합치고, 로봇이 엣지를 따라 워킹하여 상기 계획 시작점 위치로 돌아가도록 지원하며, 특히 로봇이 현재 분할된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 노치로부터 엣지를 따라 빠져나와 현재 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역에서 계속 엣지를 따라 워킹할 시간이 없어 미청소 영역에 진입하게 된다. 여기서, 본 실시예에서 원래 위치는 상기 단계 S11의 엣지를 따른 시작점 위치일 수 있고, 로봇이 엣지를 따라 상기 미리 설정된 방에 부합되는 새로운 청소 분할 영역으로 워킹하면, 계속 엣지를 따라 워킹하여 상기 계획 시작점 위치로 돌아갈 수 있다. 그 다음 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 계속 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하고, 로봇이 엣지를 따라 한바퀴 워킹한 후 상기 계획 시작점 위치로 돌아오면, 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 대해 계획형 청소를 시작하도록 로봇을 제어하되; 여기서, 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역은 상기 계획 시작점 위치, 로봇이 상기 계획 시작점 위치로부터 엣지를 따라 워킹하기 시작한 경로, 및 로봇이 이미 워킹한 엣지를 따른 경로를 둘러싼다. 설명해야 할 점은, 로봇은 엣지를 따라 워킹하는 동시에 방 청소 분할 영역의 분할 계산을 수행함으로써, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇이 엣지를 따라 원활하게 워킹 및 청소를 수행하고, 기계 정지 현상이 쉽게 발생하지 않으며, 로봇이 엣지를 따라 통과한 경계는 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역에 대응되는 실제 환경 경계와 일치하므로 로봇에 의해 분할된 방 청소 분할 영역의 환경 적응성을 향상시킨다.

바람직하게는, 계획형 청소를 수행하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역이 모두 계획형 청소 경로에 의해 커버리지될 때까지 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 벗어나지 않도록 로봇을 제어한 후, 로봇에 의해 청소 및 커버리지된 영역을 청소된 영역으로 표시하는 동시에 로봇에 의해 청소 및 커버리지된 영역 외의 스캐닝된 영역을 상기 미청소 영역으로 표기한다. 구체적으로, 로봇이 현재 일차적으로 결정된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 계획형 청소를 완료하면, 로봇이 표기한 위치 정보에 따라 상기 청소된 영역과 상기 미청소 영역을 구분하는 바, 즉 로봇이 계획형 청소 경로를 사용하여 커버리지한 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 모두 상기 청소된 영역으로 감지하고, 다른 알려진 영역(이미 스캐닝 및 표기된 미청소 영역)을 모두 상기 미청소 영역으로 감지한다. 로봇은 상기 방 청소 분할 영역을 '弓'자형으로 청소하도록 계획하는 과정에서 청소된 영역으로 표기하기 위해 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 대해서도 스캐닝 및 매핑하여 청소된 영역에서 반복적으로 청소 작업을 수행하지 않도록 로봇을 상기시킨다. 따라서 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 청소된 영역과 미청소 영역을 정확하게 구분하여 청소할 영역의 전체 커버리지에 유리하다.

전술한 실시예에서, 상기 미리 정의된 청소 영역은 상기 계획 시작점 위치를 대각선 교차점으로 하는 하나의 정사각형 프레임 영역으로, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한하고, 나아가 현재 일차적으로 결정된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 또는 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역 내에 병합된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸되, 상기 미리 정의된 청소 영역의 커버리지 영역은 정사각형의 실제 물리적 영역에 해당되고, 상기 정사각형의 실제 물리적 영역의 변의 길이는 실내 청소 대상 영역의 크기와 관련된다. 해당 기술적 해결수단은 각 계획 시작점 위치에 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한하는 하나의 직사각형 영역을 대응되게 설정하여 로봇이 계획한 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 영역 범위를 사전 프레이밍하고, 또한 로봇이 엣지를 따라 끝없이 워킹하는 것을 방지한다.

설명해야 할 점은, 전술한 미리 정의된 청소 영역의 커버리지 영역은 변의 길이가 12m인 정사각형의 실제 물리적 영역에 해당되고, 상기 미리 정의된 청소 영역의 커버리지 영역 위치는 로봇의 계획 시작점 위치에 따라 변경된다. 상기 실시예는 각 계획 시작점 위치에 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한하는 하나의 직사각형 영역을 대응되게 설정하여 엣지를 따라 워킹하는 로봇의 최대 범위를 사전 프레이밍하고, 또한 로봇이 엣지를 따라 끝없이 워킹하는 것을 방지한다. 도 1 및 도 2를 결합해 보면, 로봇이 도 1에 도시된 미리 정의된 청소 영역(P1) 내의 상기 계획 시작점 위치(O)에서 스캐닝하여 도 2에 도시된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 분할하고, 상기 계획 시작점 위치(O) 역시 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)의 내부에 위치함을 알 수 있다. 여기서, 상기 미리 정의된 청소 영역(P1)은 상기 계획 시작점 위치(O)를 대각선 교차점으로 하는 하나의 정사각형 프레임 영역으로, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한하기 위해 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 둘러싼다. 본 실시예는 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 미리 설정된 방에 부합되는 청소 분할 영역을 분할한 후, 매칭되는 영역 내에서 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하고, 로봇이 상기 매칭되는 영역 내에서 한바퀴 워킹한 후 상기 계획 시작점 위치로 돌아오면, 상기 매칭되는 영역 내에서 계속 계획형 청소를 수행하도록 로봇을 제어한다.

바람직하게는, 로봇의 실시간 스캐닝을 통해 구축된 레이저 맵에서, 다음 계획 시작점 위치를 중심으로 하나의 미리 정의된 새로운 청소 영역을 프레이밍한 후, 상기 미리 정의된 새로운 청소 영역 내에서 가장 가까운 물리적 경계의 엣지를 따른 하나의 시작점 위치를 선택하고, 로봇이 상기 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여 상기 물리적 경계를 따라 엣지를 따른 워킹을 수행하도록 구성될 때까지 직선으로 계획된 경로를 따라 상기 물리적 경계로 전진하도록 제어하되, 상기 물리적 경계는 상기 미리 정의된 새로운 청소 영역 내 장애물의 경계 또는 벽체를 포함하며; 다음 계획 시작점 위치는 상기 미리 정의된 새로운 청소 영역 내에서 로봇의 기동 위치다. 로봇이 상기 미리 정의된 새로운 청소 영역 내에서 엣지를 따라 워킹하는 경우, 미리 정의된 새로운 청소 영역 내에서 새로운 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 계획하기 위해 상기 실시예의 단계를 수행한다. 여기서, 계획형 청소를 수행하고 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하는 과정에서 우회된 이미 구분된 상기 청소된 영역은 엣지를 따라 워킹하는 이전 과정에서 표기된 청소된 영역을 포함하고; 여기서, 상기 다음 계획 시작점 위치는 상기 미청소 영역에서 로봇이 현재 계획형 청소를 종료하는 위치에 가장 가까운 위치로, 상기 다음 계획 시작점 위치는 로봇이 현재 계획형 청소를 종료하는 위치로부터 직선으로 계획하고 네비게이팅해야 하며, 로봇은 워킹하는 과정에서, 장애물 또는 벽체를 감지하면, 상기 다음 계획 시작점 위치가 네비게이팅될 때까지 현재 감지된 장애물의 경계 또는 벽체를 따라 계속 워킹한다. 본 실시예는 다음 계획 시작점 위치를 이용하여 미리 정의된 새로운 청소 영역을 프레이밍하므로, 후속적으로 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 충분히 많은 미지의 맵 영역을 스캐닝하고 더 많은 방 청소 분할 영역 또는 실제 엣지를 따른 영역을 프레이밍하며 청소된 영역을 우회하여 엣지를 따라 워킹하는데 편리하여 불필요한 네비게이팅 경로를 줄인다.

구체적으로, 도 2와 도 3에 대한 비교를 통해 로봇이 도 1의 미리 정의된 청소 영역(P1) 내에서 스캐닝을 통해 분할한 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)의 '弓'자형 계획 청소를 완료한 후, 도 2의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)이 청소된 영역으로 표기되나, 도 2와 도 3의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)의 프레임 밖의 맵 영역은 미청소 영역으로 표기되고, 도 2의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)에 표기된 정보가 도 1의 동일한 영역에 표기된 정보보다 많음을 알 수 있다. 그 다음 로봇을 도 3에 도시된 미청소 영역에 속하는 계획 시작점 위치(O1)(상기 실시예의 다음 계획 시작점 위치에 해당됨)로 이동하도록 제어한 후, 계획 시작점 위치(O1)를 대각선 교차점으로 하여 하나의 미리 정의된 새로운 청소 영역을 프레이밍한다. 이는 도 3의 정사각형 프레임(P2)으로 도시된 바와 같다.

도 1, 도 2 및 도 3에서 스캐닝된 레이저 맵에 대한 비교를 통해, 도 3의 계획 시작점 위치(O1)는 도 1의 계획 시작점 위치(O)의 좌측 상단에 위치하고, 도 3의 계획 시작점 위치(O1)는 여전히 스캐닝된 알려진 레이저 맵 영역 내에 위치하며, 또한 도 3에 도시된 실시예에서 상기 미청소 영역에 속하고, 계획 시작점 위치(O1)는 도 3의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)의 청소 종료 위치에 가장 가까움을 알 수 있다. 도 3의 미리 정의된 청소 영역(P2)은 동일한 크기의 도 1의 미리 정의된 청소 영역(P1)에 대해 좌측 상단으로 오프셋됨으로써, 도 1의 미리 정의된 청소 영역(P1)에서 스캐닝되지 못한 환경 영역이 도 3의 미리 정의된 청소 영역(P2)에서 스캐닝된 후, 로봇은 미리 정의된 청소 영역(P2)에서 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 청소 및 매핑을 수행하여 도 4의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#4)을 획득하고, 즉시 구축되는 레이저 맵을 위해 실제 벽체에 부합되는 더 많은 영역을 계획한다. 그러나 미리 정의된 청소 영역(P2)과 미리 정의된 청소 영역(P1)의 두 상이한 영역의 커버리지 범위에 분포된 미리 정의된 청소 영역은 모두 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한한다. 동시에, 도 3의 미리 정의된 청소 영역(P2)은 도 3에서 청소된 영역으로 표기된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 둘러싸므로, 미리 정의된 청소 영역(P2)과 도 1의 미리 정의된 청소 영역(P1) 사이에는 중첩 영역이 존재하고, 상기 중첩 영역은 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 포함하며; 후속되는 미리 정의된 청소 영역(P2) 내에서, 우선 확장 방향에서 상기 경계 윤곽 선분을 기반으로 확장된 미리 설정된 방 청소 분할 영역에는 청소된 영역으로 표기된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)과 중첩되는 영역이 없다.

도 3과 도 4에 대한 비교를 통해 로봇이 도 3에 도시된 상기 계획 시작점 위치(O1)에서 스캐닝을 통해 도 4에 도시된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)을 분할하고, 도 4의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2) 내에 표기된 맵 정보는 도 3의 동일한 영역에 표기된 맵 정보보다 더 많으며; 상기 계획 시작점 위치(O1) 역시 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)의 내부에 위치하고, 상기 미리 정의된 청소 영역(P2)은 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)을 둘러싸고 있음을 알 수 있다. 여기서, 도 4의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2)은 마침 도 4의 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)과 인접하여 상기 두 개의 미리 설정된 방 청소 분할 영역은 중첩 영역이 존재하지 않는 것으로 간주할 수 있으므로, 로봇은 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#2) 내에서 엣지를 따른 워킹 및 '弓'자형 계획 청소를 수행할 때 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1)을 우회할 수 있어, 청소된 영역의 반복적인 청소를 피하고 청소 시간을 단축하며 로봇의 청소 작업 효율을 향상시킨다. 동시에, 선후로 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역(#1 및 #2)은 인접 관계를 갖는 바, 즉 선후로 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역이 인접 관계를 가지므로 청소 영역의 커버리지율 향상에 유리하다.

상기 실시예의 기초 상에서, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 구체적인 판단 방법은, 상기 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분이 모두 비벽체 장애물 선분이 아니고, 또한 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이 및 상기 초기 방 청소 분할 영역의 임의의 변의 길이의 미리 설정된 비율 중 상대적으로 작은 값보다 작은 경우, 프레이밍된 밀폐형 영역의 내부의 고립된 장애물은 크기가 벽체를 형성하기에 충분하지 않아 상기 초기 방 청소 분할 영역이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역인 것으로 결정하는 단계; 상기 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 하나의 상기 윤곽 경계 선분이 비벽체 장애물 선분이거나, 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이 이상이거나, 또는 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 상기 초기 방 청소 분할 영역의 한 변의 길이의 미리 설정된 비율 이상인 경우, 상기 초기 방 청소 분할 영역이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하되, 상기 윤곽 경계 선분은 백색 픽셀점의 개수에 따라 비벽체 장애물 선분과 벽체 장애물 선분으로 나뉘고, 비벽체 장애물 선분 중 백색 픽셀점의 개수는 미리 설정된 임계값 이상이며, 벽체 장애물 선분 중 백색 픽셀점의 개수는 미리 설정된 임계값보다 작고; 레이저 맵에는 스캐닝된 고립된 장애물 선분이 더 존재하며, 상기 고립된 장애물 선분의 길이가 상기 초기 방 청소 분할 영역의 한 변의 길이의 미리 설정된 오차 비율 및 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이 중 어느 하나의 선분 길이 이상인 경우, 상기 고립된 장애물 선분은 상기 벽체 장애물 선분으로 표기된다. 본 실시예는 상기 초기 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계 선분의 선분 길이 성질 및 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분 길이를 프레이밍하여 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 환경 특징을 결정하고, 다른 영역의 장애물 직선 간섭 작용을 제거하며, 무시할 수 없는 길이의 고립된 장애물 선분을 물리적 벽체로 피팅하여 윤곽 경계 선분이 벽체로 잘못 판단되는 영향을 줄이고, 실내에 구축된 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계 위치가 벽체에 근접되도록 확보함으로써, 분할된 미리 설정된 방 청소 분할 영역이 실제 거실 환경의 방 영역을 구성할 수 있도록 하여 로봇이 벽체와 비벽체 장애물을 구분하는 정확도와 지능화 수준을 향상시킨다.

예를 들어, 흐름도에 나타내거나 여기에서 다른 방식으로 설명된 논리 및/또는 단계는 논리 기능을 구현하기 위한 실행 가능한 명령의 시퀀스된 목록으로 간주될 수 있으며, 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기(예: 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서를 포함하는 시스템 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기에서 명령을 가져와 실행할 수 있는 기타 시스템)에 사용되거나 이러한 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기가 결합되어 사용되도록 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체에서 구체적으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 있어서, "컴퓨터 판독 가능 매체"는 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기에서 사용하거나 이러한 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기와 결합하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 모든 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 보다 구체적인 예(비제한적 목록)에는 하나 또는 복수의 배선이 구비된 전기 연결부(전자 장치), 휴대용 컴퓨터 디스크 케이스(자기 장치), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유 장치 및 컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CDROM)가 포함된다. 이 밖에, 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램이 인쇄될 수 있는 종이 또는 기타 적절한 매체일 수도 있는 바, 그 이유는 예를 들어, 종이 또는 기타 매체를 광학적으로 스캔한 다음 편집, 해석 또는 필요한 경우 다른 적절한 방식으로 처리하여 프로그램을 전자 방식으로 획득한 후 컴퓨터 메모리에 저장할 수 있기 때문이다.

제어 프로그램이 내장된 칩으로서, 상기 제어 프로그램은 상기 청소 분할 영역 계획 방법을 수행하도록 이동 로봇을 제어한다. 여기에 설명된 청소 분할 영역 계획 방법 실시예는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 하드웨어 구현 방식의 경우, 처리 유닛은 하나 또는 복수의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그램 가능 논리 장치(PLD), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 여기에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 기타 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수 있다. 실시예가 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드, 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트로 구현되는 경우, 이들은 저장 컴포넌트와 같은 기계 판독 가능 매체에 저장될 수 있다.

레이저 센서가 장착된 로봇으로서, 상기 로봇에는 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 분할하도록 상기 로봇을 구성하기 위한 칩이 내장된다. 본 실시예는 완전한 글로벌 맵을 미리 저장할 필요 없이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 레이저 스캐닝을 통해 획득한 맵 이미지 픽셀 정보에 따라, 상기 미리 정의된 청소 영역에서 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 실시간으로 분할하고, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 미청소 영역의 벽체 경계를 반복적으로 교대로 처리하여 로봇의 초기 방 청소 분할 영역을 확장함으로써, 상기 미리 정의된 동일한 청소 영역에서 최종적으로 형성된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 윤곽 경계가 실내 거실 벽체 경계와 유사하도록 확보하고, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 경계를 따라 네비게이팅하는 로봇의 효율을 향상시키며, 또한 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 반복적으로 청소하는 것을 효과적으로 방지한다.

상술한 실시예들은 본 발명의 기술적 사상과 특징을 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 사상에 따라 실제로 이루어진 모든 균등한 변경 또는 수정은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 한다.

Claims

로봇이 엣지를 따라 워킹하는 청소 분할 영역 계획 방법으로서,
상기 청소 분할 영역 계획 방법은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 수행되고, 구체적으로,
로봇의 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여, 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇이 스캐닝한 레이저 맵의 픽셀점 통계 정보에 따라, 레이저 맵의 각 좌표축 방향에서의 윤곽 경계 선분을 포지셔닝하는 단계 11 - 레이저 맵은 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 스캐닝하여 구축한 것임 - ;
각 좌표축 방향에서 미리 설정된 위치에 가장 가까운 윤곽 경계 선분을 선택하여 하나의 직사각형 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 단계 12;
초기 방 청소 분할 영역이 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하지 않는 경우, 우선적으로 확장되는 하나의 좌표축 방향을 선택하고, 초기 방 청소 분할 영역에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에 수직으로 포지셔닝된 비벽체 장애물 선분을 삭제한 다음, 우선적으로 확장되는 좌표축 방향으로 초기 방 청소 분할 영역을 확장하고, 단계 14로 진입하는 단계 13; 및
단계 13에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 포지셔닝되며 단계 13에서 삭제된 비벽체 장애물 선분에 인접한 윤곽 경계 선분이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 미청소 영역에 위치하는지 여부를 판단하고, 상기 좌표축 방향에서 포지셔닝된 윤곽 경계 선분이 상기 초기 방 청소 분할 영역의 나머지 윤곽 경계 선분과 교차하여 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 형성하지 않는지 여부를 판단하여, 둘 다 만족하면, 단계 13으로 돌아가 현재 선택한 좌표축 방향으로 계속 확장하며;
단계 13에서 우선적으로 확장되는 좌표축 방향에서 포지셔닝되며 단계 13에서 삭제된 비벽체 장애물 선분에 인접한 윤곽 경계 선분이 현재 프레이밍한 미리 정의된 청소 영역 내 상기 미청소 영역에 위치하지 않는 경우, 상기 단계 13에서 현재 선택한 좌표축 방향으로의 확장을 중지한 다음, 상기 단계 13으로 돌아가 확장 우선도가 한 레벨 낮은 좌표축 방향을 선택하여 확장함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역이 해당 윤곽 경계 선분에 의해 미리 설정된 방 청소 분할 영역으로 분할되도록 하는 단계 14를 포함하되,
비벽체 장애물 선분은 벽체가 아닌 윤곽 경계 선분이며, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분과 실제 방 경계는 미리 설정된 오차 허용 범위 내에서 중첩되고;
실제 방 경계는 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내부 장애물의 경계 및/또는 상기 실제 엣지를 따른 영역 내부 장애물의 경계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제1항에 있어서,
로봇의 실시간 스캐닝을 통해 구축된 레이저 맵에서, 우선 하나의 계획 시작점 위치를 중심으로 하나의 상기 미리 정의된 청소 영역을 프레이밍한 후, 현재 프레이밍한 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 가장 가까운 물리적 경계의 엣지를 따른 하나의 시작점 위치를 선택하고, 로봇이 상기 엣지를 따른 시작점 위치로부터 시작하여 상기 물리적 경계를 따라 엣지를 따른 워킹을 수행하도록 구성될 때까지 직선으로 계획된 경로를 따라 상기 물리적 경계로 전진하도록 로봇을 제어하는 단계를 더 포함하되;
상기 물리적 경계는 미리 정의된 청소 영역 내 장애물의 경계 또는 벽체를 포함하고; 상기 계획 시작점 위치는 현재 프레이밍한 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 로봇의 기동 위치인 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제2항에 있어서,
현재 프레이밍한 상기 미리 정의된 청소 영역에서 부합되는 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역이 분할된 것으로 감지되면, 분할된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 계속 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하고, 로봇이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 한바퀴 워킹하여 상기 계획 시작점 위치로 돌아오면, 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 대해 계획형 청소를 시작하도록 로봇을 제어하되; 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역은 상기 계획 시작점 위치, 로봇이 상기 계획 시작점 위치로부터 엣지를 따라 워킹하기 시작한 경로, 및 로봇이 이미 워킹한 엣지를 따른 경로를 둘러싸는 영역인 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제2항에 있어서,
로봇이 엣지를 따라 워킹하는 과정에서, 로봇이 하나의 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 분할한 경우, 로봇이 이미 엣지를 따라 상기 엣지를 따른 시작점 위치에 의해 분할된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 벗어난 것으로 판단되면, 새로운 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 계속 분할하도록 로봇을 제어한 후, 상기 두 개의 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 합치고, 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역 내에서 계속 엣지를 따라 워킹하도록 로봇을 제어하며, 로봇이 엣지를 따라 한바퀴 워킹하여 상기 계획 시작점 위치로 돌아오면, 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 대해 계획형 청소를 시작하도록 로봇을 제어하되; 상기 두 개를 합친 미리 설정된 방 청소 분할 영역은 상기 계획 시작점 위치, 로봇이 상기 계획 시작점 위치로부터 엣지를 따라 워킹하기 시작한 경로, 및 로봇이 이미 워킹한 엣지를 따른 경로를 둘러싸는 영역인 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
계획형 청소를 수행하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역이 모두 계획형 청소 경로에 의해 커버리지될 때까지 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 벗어나지 않도록 로봇을 제어한 후, 로봇의 청소를 통해 커버리지된 영역을 청소된 영역으로 표기하는 동시에 로봇의 청소를 통해 커버리지된 영역 외의 스캐닝된 영역을 상기 미청소 영역으로 표기하는 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 미리 정의된 청소 영역은 상기 계획 시작점 위치를 대각선 교차점으로 하는 하나의 정사각형 프레임 영역으로, 로봇이 엣지를 따라 워킹하는 범위를 제한하며, 또한 현재 일차적으로 결정된 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역 또는 동일한 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 합친 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 둘러싸되,
상기 미리 정의된 청소 영역의 커버리지 영역은 정사각형의 실제 물리적 영역에 해당되고, 상기 정사각형의 실제 물리적 영역의 변의 길이는 실내 청소 대상 영역의 크기와 관련되는 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제6항에 있어서,
상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역의 구체적인 판단 방법은,
상기 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 윤곽 경계 선분이 모두 비벽체 장애물 선분이 아니고, 또한 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 상기 초기 방 청소 분할 영역의 임의의 변의 길이의 미리 설정된 비율의 값 및 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이중 상대적으로 작은 값보다 작은 경우, 상기 초기 방 청소 분할 영역이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 초기 방 청소 분할 영역을 둘러싸는 상기 윤곽 경계 선분 중 하나가 비벽체 장애물 선분이거나, 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이 이상이거나, 또는 상기 초기 방 청소 분할 영역 내부의 고립된 장애물 선분의 길이가 상기 초기 방 청소 분할 영역의 한 변의 길이의 미리 설정된 비율 이상인 경우, 상기 초기 방 청소 분할 영역이 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역에 속하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하되,
상기 윤곽 경계 선분은 백색 픽셀점의 개수에 따라 비벽체 장애물 선분과 벽체 장애물 선분으로 나뉘고, 비벽체 장애물 선분 중 백색 픽셀점의 개수는 미리 설정된 임계값 이상이며, 벽체 장애물 선분 중 백색 픽셀점의 개수는 미리 설정된 임계값보다 작고;
레이저 맵에는 스캐닝된 고립된 장애물 선분이 더 존재하며, 상기 고립된 장애물 선분의 길이가 상기 초기 방 청소 분할 영역의 한 변의 길이의 미리 설정된 오차 비율의 값 및 벽체 피팅 개수값의 픽셀점 개수에 대응되는 선분 길이 중 어느 하나의 선분 길이 이상인 경우, 상기 고립된 장애물 선분은 상기 벽체 장애물 선분으로 표기되는 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계 11의 구체적인 방법은,
상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 상기 계획 시작점 위치로부터 시작하여 현재 구축한 레이저 맵의 이미지 픽셀점을 통계하는 단계;
X축 방향을 따라 동일한 종좌표를 갖는 흑색 픽셀점의 개수가 미리 설정된 경계 임계값을 초과하는 것으로 통계될 때마다, 상기 동일한 종좌표를 갖는 흑색 픽셀점들이 연결되어 형성된 상기 윤곽 경계 선분을 표기함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 X축 방향으로 연장된 영역이 대응되는 윤곽 경계 선분에 의해 분할되는 단계; 및
Y축 방향을 따라 동일한 횡좌표를 갖는 흑색 픽셀점의 개수가 미리 설정된 경계 임계값을 초과하는 것으로 통계될 때마다, 상기 동일한 횡좌표를 갖는 흑색 픽셀점들이 연결되어 형성된 상기 윤곽 경계 선분을 표기함으로써, 상기 미리 정의된 청소 영역 내에서 Y축 방향으로 연장된 영역이 대응되는 윤곽 경계 선분에 의해 분할되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소 분할 영역 계획 방법.
제어 프로그램이 내장된 칩으로서,
상기 제어 프로그램은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 청소 분할 영역 계획 방법을 수행하도록 이동 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 칩.
레이저 센서가 장착된 로봇으로서,
상기 로봇에는 엣지를 따라 워킹하는 과정에서 상기 미리 설정된 방 청소 분할 영역을 분할하도록 상기 로봇을 구성하기 위한 제9항에 따른 칩이 내장된 것을 특징으로 하는 로봇.