KR20230062547A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
진공 청소기는: 진공 모터; 1 이상의 TOF 센서에 대한 물체의 근접에 따라 제 1 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 1 이상의 TOF 센서; 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되고, 사용자가 핸들을 쥐고 있는지 여부에 따라 제 2 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 정전식 센서; 및 제어기를 포함하며, 상기 제어기는: 사용자에 의해 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 생성된 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하고; 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 모터를 활성화하도록 구성된다.The vacuum cleaner includes: a vacuum motor; one or more TOF sensors configured to generate first sensor signals according to proximity of an object to the one or more TOF sensors; a capacitive sensor positioned proximate to a handle of the vacuum cleaner and configured to generate second sensor signals depending on whether or not a user is holding the handle; and a controller configured to: process first and second sensor signals generated to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by a user; In response to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activate the vacuum motor.
Description
본 발명은 진공 청소기에 관한 것이다. 특히 -전적인 것은 아님- , 본 발명은 진공 청소기를 작동시키는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램을 포함한 수단에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum cleaner. In particular - but not exclusively - the present invention relates to a method, apparatus and means including a computer program for operating a vacuum cleaner.
대략적으로 말하면, 네 가지 타입들의 진공 청소기: '스탠드형' 진공 청소기('upright' vacuum cleaner), '실린더' 진공 청소기('cylinder' vacuum cleaner)['캐니스터(canister)' 진공 청소기라고도 함], '핸디형' 진공 청소기('handheld' vacuum cleaner) 및 '스틱형' 진공 청소기('stick' vacuum cleaner)가 있다.Roughly speaking, there are four types of vacuum cleaners: 'upright' vacuum cleaners, 'cylinder' vacuum cleaners (also called 'canister' vacuums), There are 'handheld' vacuum cleaners and 'stick' vacuum cleaners.
스탠드형 진공 청소기 및 실린더형 진공 청소기는 메인-전력으로 작동되는 경향이 있다.Stand vacuum cleaners and cylinder vacuum cleaners tend to run on mains-power.
핸디형 진공 청소기는 상대적으로 작고, 휴대성이 뛰어난 진공 청소기이며, 특히 가정의 바닥 및 실내 장식품의 스폿 청소, 자동차 및 보트의 내부 청소 등과 같이 상대적으로 적은 업무 적용에 적합하다. 스탠드형 청소기 및 실린더형 청소기와 달리, 이들은 사용하는 동안 손에 들고 다닐 수 있도록 설계되고, 배터리로 전력 공급받는 경향이 있다.Handheld vacuum cleaners are relatively small and highly portable vacuum cleaners, and are particularly suitable for relatively low-volume applications such as spot cleaning of household floors and upholstery, interior cleaning of automobiles and boats, and the like. Unlike stand-up vacuums and cylinder vacuums, these tend to be battery-powered and designed to be hand-held during use.
스틱형 진공 청소기는 사용자가 바닥 표면을 청소하는 동안 서 있을 수 있도록 효과적으로 바닥까지 닿는 단단한 세장형 흡입 완드(rigid, elongate suction wand)와 조합되는 핸디형 진공 청소기를 포함할 수 있다. 통상적으로, 플로어 툴(floor tool)이 단단한 세장형 흡입 완드의 단부에 부착되거나, 또는 대안적으로 완드의 하단부와 통합될 수 있다.Stick vacuum cleaners may include handheld vacuum cleaners combined with a rigid, elongate suction wand that effectively reaches the floor so that the user can stand while cleaning the floor surface. Typically, a floor tool is attached to the end of the rigid elongated suction wand, or alternatively may be integrated with the lower end of the wand.
스틱형 진공 청소기는 통상적으로 진공 모터를 활성화시키는 물리적 트리거 스위치를 누름으로써 작동된다. 트리거 스위치를 놓을 때, 진공 모터는 일반적으로 즉시 비활성화된다. 이는 사용자가 가능할 때, 예를 들어 상이한 영역들 사이에서 이동할 때 트리거를 놓는 경향이 있기 때문에, 배터리가 불필요하게 소모되지 않는다는 이점을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 사용자가 물리적 트리거 스위치를 계속 누르고 있어야 하는 장시간 청소 세션들은 일부 사용자들에게 약간의 불편함을 유도할 수 있다.Stick vacuum cleaners are typically operated by pressing a physical trigger switch that activates the vacuum motor. When the trigger switch is released, the vacuum motor is normally deactivated immediately. This has the advantage that the battery is not drained unnecessarily, since the user tends to release the trigger when possible, for example when moving between different areas. Nonetheless, long cleaning sessions in which the user must continuously hold down the physical trigger switch may induce some discomfort for some users.
본 발명의 목적은 앞선 단점들을 완화하거나 제거하고, 및/또는 개선된 또는 대안적인 진공 청소기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to mitigate or eliminate the foregoing disadvantages and/or to provide an improved or alternative vacuum cleaner.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 진공 청소기가 제공되고, 이는 진공 모터; 1 이상의 TOF(time of flight) 센서에 대한 물체의 근접에 따라 제 1 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 1 이상의 TOF 센서; 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되고, 사용자가 핸들을 쥐고 있는지 여부에 따라 제 2 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 정전식 센서(capacitive sensor); 및 제어기를 포함하며, 상기 제어기는: 사용자에 의해 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 생성된 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하고; 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 모터를 활성화하도록 구성된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a vacuum cleaner, which includes a vacuum motor; one or more time of flight (TOF) sensors configured to generate first sensor signals according to proximity of an object to the one or more time of flight (TOF) sensors; a capacitive sensor positioned proximate to a handle of the vacuum cleaner and configured to generate second sensor signals depending on whether a user is holding the handle; and a controller configured to: process first and second sensor signals generated to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by a user; In response to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activate the vacuum motor.
유리하게는, 제어기는 1 이상의 TOF 센서 및 정전식 센서로부터 사용자가 진공 청소기를 능동적으로 사용하고 있다고 결정할 때 진공 모터를 활성화한다. 이러한 방식으로, 사용자가 핸들을 쥐고 있고 진공 청소기를 조작하여 청소될 표면 또는 물체에 접근할 때, 제어기는 사용자가 물리적 트리거 스위치를 누를 필요 없이 진공 모터를 자동으로 활성화할 것이다. 이는 사용자의 편안함 및 편리함을 개선한다.Advantageously, the controller activates the vacuum motor upon determining from the one or more TOF sensors and the capacitive sensor that the user is actively using the vacuum cleaner. In this way, when the user holds the handle and operates the vacuum cleaner to approach a surface or object to be cleaned, the controller will automatically activate the vacuum motor without requiring the user to press a physical trigger switch. This improves user comfort and convenience.
실시예들에서, 제어기는 진공 청소기가 사용자에 의해 더 이상 능동적으로 사용되고 있지 않다는 결정에 응답하여 진공 모터를 비활성화하도록 더 구성된다.In embodiments, the controller is further configured to deactivate the vacuum motor in response to determining that the vacuum cleaner is no longer being actively used by the user.
실시예들에서, 제어기는 진공 모터가 활성화될 때 및 진공 모터가 비활성화될 때 모두, 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하도록 구성된다.In embodiments, the controller is configured to process the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used both when the vacuum motor is activated and when the vacuum motor is deactivated.
실시예들에서, 1 이상의 TOF 센서는 레이더 디바이스 및/또는 레이저 디바이스를 포함한다.In embodiments, the one or more TOF sensors include a radar device and/or a laser device.
실시예들에서, 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정은 제 1 센서 신호들로부터의, 물체가 1 이상의 TOF 센서 중 적어도 하나로부터 사전설정된 임계 거리 내에 있다는 결정을 포함한다.In embodiments, the determination that the vacuum cleaner is actively being used includes a determination from the first sensor signals that the object is within a predetermined threshold distance from at least one of the one or more TOF sensors.
실시예들에서, 진공 청소기는 1 이상의 탈착식 툴을 더 포함하며, 사전설정된 임계 거리는 진공 청소기에 부착되는 탈착식 툴의 타입에 의존한다. 이는 상이한 청소 시나리오들에 진공 청소기의 응답을 맞추기 위해 바람직할 수 있다. 예를 들어, 더스팅 브러시(dusting brush)를 사용하는 경우, 사전설정된 임계 거리는 틈새 툴(crevice tool)을 사용할 때보다 작을 수 있는데, 이는 예를 들어 더스팅 브러시가 실제로 청소될 표면에 놓일 때만 진공 모터가 활성화되어야 하기 때문이다. 이는 진공 모터가 조기에 활성화되지 않기 때문에, 배터리 전력을 절약하는 데 도움이 된다.In embodiments, the vacuum cleaner further includes one or more removable tools, and the predetermined threshold distance depends on the type of removable tool attached to the vacuum cleaner. This may be desirable to tailor the vacuum cleaner's response to different cleaning scenarios. For example, when using a dusting brush, the preset threshold distance may be smaller than when using a crevice tool, which means that the vacuum only when, for example, the dusting brush actually rests on the surface to be cleaned. Because the motor has to be activated. This helps conserve battery power since the vacuum motor is not activated prematurely.
실시예들에서, 1 이상의 탈착식 툴 각각은 1 이상의 TOF 센서 중 하나를 포함한다.In embodiments, each of the one or more removable tools includes one of the one or more TOF sensors.
실시예들에서, 1 이상의 탈착식 툴은: 틈새 툴, 더스팅 브러시, 및 소형 전동 툴 중 1 이상을 포함한다.In embodiments, the one or more removable tools include one or more of: a crevice tool, a dusting brush, and a small powered tool.
실시예들에서, 진공 청소기는 탈착식 완드를 더 포함하고, 탈착식 완드는 1 이상의 TOF 센서 중 하나를 포함한다.In embodiments, the vacuum cleaner further includes a removable wand, wherein the removable wand includes one of the one or more TOF sensors.
실시예들에서, 1 이상의 TOF 센서 중 하나는 진공 청소기의 본체에 위치된다.In embodiments, one of the one or more TOF sensors is located on the body of the vacuum cleaner.
실시예들에서, 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정은 제 2 센서 신호들로부터의, 사용자가 진공 청소기의 핸들을 쥐고 있다는 결정을 포함한다.In embodiments, the determination that the vacuum cleaner is being actively used includes a determination from the second sensor signals that the user is holding a handle of the vacuum cleaner.
실시예들에서, 제어기는 전처리 단계 및 분류 단계를 수행함으로써 센서 신호들을 처리하도록 구성된다.In embodiments, the controller is configured to process the sensor signals by performing a pre-processing step and a classification step.
실시예들에서, 전처리 단계는 센서 신호들의 시간 부분들로부터 특징들을 추출하는 단계를 포함한다.In embodiments, the preprocessing step includes extracting features from temporal portions of the sensor signals.
실시예들에서, 전처리 단계는 센서 신호들을 필터링하는 단계를 포함한다.In embodiments, the preprocessing step includes filtering the sensor signals.
실시예들에서, 분류 단계는 기계 학습 분류기를 사용하여 추출된 특징들을 처리하는 단계를 포함한다. 유리하게는, 기계 학습 분류기는 예를 들어 공장에서 진공 청소기를 다수의 상이한 청소 활동들/시나리오들에 적용하고, 각각의 경우에 진공 청소기가 어떻게 반응해야 하는지를 정의함으로써 사전-트레이닝될 수 있다. 또한, 기계 학습 분류기는 사용자의 가정 환경에서 추가 학습이 가능할 수 있다.In embodiments, the classification step includes processing the extracted features using a machine learning classifier. Advantageously, the machine learning classifier can be pre-trained by subjecting a vacuum cleaner to a number of different cleaning activities/scenarios, for example in a factory, and defining how the vacuum cleaner should react in each case. Additionally, machine learning classifiers may be capable of further learning in the user's home environment.
실시예들에서, 기계 학습 분류기는: 인공 신경망, 랜덤 포레스트 및 서포트 벡터 머신 중 1 이상을 포함한다.In embodiments, the machine learning classifier includes one or more of: an artificial neural network, a random forest, and a support vector machine.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 진공 청소기를 작동시키는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 1 이상의 TOF 센서에 의해 제 1 센서 신호들을 생성하는 단계 -제 1 센서 신호들은 1 이상의 TOF 센서에 대한 물체의 근접에 의존함- ; 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되는 정전식 센서에 의해 제 2 센서 신호들을 생성하는 단계 -제 2 센서 신호들은 사용자가 핸들을 쥐고 있는지 여부에 의존함- ; 사용자에 의해 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하는 단계; 및 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 청소기의 진공 모터를 활성화하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention there is provided a method of operating a vacuum cleaner, the method comprising: generating first sensor signals by one or more TOF sensors, the first sensor signals being an object to one or more TOF sensors; depends on the proximity of -; generating second sensor signals by a capacitive sensor positioned proximate to the handle of the vacuum cleaner, the second sensor signals dependent on whether the user is holding the handle; processing the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by a user; and in response to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activating a vacuum motor of the vacuum cleaner.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 컴퓨터화된 디바이스에 의해 실행될 때, 컴퓨터화된 디바이스가 진공 청소기를 작동시키는 방법을 수행하게 하는 명령어들의 세트를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공되며, 상기 방법은: 1 이상의 TOF 센서에 의해 제 1 센서 신호들을 생성하는 단계 -제 1 센서 신호들은 1 이상의 TOF 센서에 대한 물체의 근접에 의존함- ; 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되는 정전식 센서에 의해 제 2 센서 신호들을 생성하는 단계 -제 2 센서 신호들은 사용자가 핸들을 쥐고 있는지 여부에 의존함- ; 사용자에 의해 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하는 단계; 및 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 청소기의 진공 모터를 활성화하는 단계를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a computer program comprising a set of instructions which, when executed by a computerized device, cause the computerized device to perform a method of operating a vacuum cleaner, the method comprising: 1 generating first sensor signals by the one or more TOF sensors, the first sensor signals being dependent on the proximity of the object to the one or more TOF sensors; generating second sensor signals by a capacitive sensor positioned proximate to the handle of the vacuum cleaner, the second sensor signals dependent on whether the user is holding the handle; processing the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by a user; and in response to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activating a vacuum motor of the vacuum cleaner.
본 발명은 어떠한 특정 타입의 진공 청소기에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시형태들은 스탠드형 진공 청소기, 실린더형 진공 청소기 또는 핸디형 또는 '스틱형' 진공 청소기에서 이용될 수 있다.The present invention is not limited to any particular type of vacuum cleaner. For example, embodiments of the present invention may be used in stand-up vacuum cleaners, cylinder vacuum cleaners, or handheld or 'stick' vacuum cleaners.
본 발명의 일 실시형태와 관련하여 설명된 특징들이 본 발명의 다른 실시형태들에 통합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 방법 실시형태가 장치 실시형태를 참조하여 설명되는 여하한의 특징들을 통합할 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.It should be understood that features described in connection with one embodiment of the invention may be incorporated into other embodiments of the invention. For example, a method embodiment may incorporate any features described with reference to an apparatus embodiment, and vice versa.
이제 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스틱형 진공 청소기의 사시도;
도 2는 도 1의 진공 청소기의 청소기 헤드를 아래에서 본 도면;
도 3은 도 1의 진공 청소기의 전기 구성요소들을 개략적으로 나타내는 도면;
도 4는 도 1의 스틱형 진공 청소기의 본체의 사시도;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 진공 청소기의 관성 측정 유닛에 의해 생성되는 선가속도 및 각가속도에 대응하는 센서 신호들을 나타내는 도면;
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 진공 청소기의 관성 측정 유닛에 의해 생성되는 방위에 대응하는 또 다른 센서 신호들을 나타내는 도면;
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 센서들, 인간-컴퓨터 인터페이스, 모터들 및 제어기 사이의 전기적 연결들을 나타내는, 도 3의 진공 청소기의 전기 구성요소들의 단순화된 개략적인 도면;
도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어기에 의해 수행되는 예시적인 센서 신호 처리를 나타내는 블록 다이어그램;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거 없이 진공 청소기를 작동시키는 방법을 나타내는 흐름도;
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 도 10에 나타낸 방법에 적용가능한 제어기에 의해 수행되는 예시적인 센서 신호 처리를 나타내는 도면;
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 래칭 트리거(latching trigger)에 기초하여 진공 청소기를 작동시키는 방법을 나타내는 흐름도;
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 TOF(time of flight) 센서 및 정전식 센서에 기초하여 진공 청소기를 작동시키는 방법을 나타내는 흐름도;
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 실시예들에 따른 도 13에 나타낸 방법에 적용가능한 예시적인 청소 활동을 나타내는 도면;
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 청소기 헤드의 움직임 및 방위 센서 및 파라미터들에 기초하여 진공 청소기를 작동시키는 방법을 나타내는 흐름도; 및
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시예들에 따른 도 15에 나타낸 방법에 적용가능한 예시적인 청소 활동을 나타내는 도면이다.Referring now to the accompanying schematic drawings, embodiments of the present invention will be described by way of example only:
1 is a perspective view of a stick-type vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a view of the cleaner head of the vacuum cleaner of Figure 1 viewed from below;
Fig. 3 schematically shows electrical components of the vacuum cleaner of Fig. 1;
Fig. 4 is a perspective view of a main body of the stick vacuum cleaner of Fig. 1;
5A and 5B are diagrams illustrating sensor signals corresponding to linear acceleration and angular acceleration generated by an inertial measurement unit of a vacuum cleaner according to embodiments of the present invention;
6 and 7 show other sensor signals corresponding to the bearing generated by the inertial measurement unit of the vacuum cleaner according to embodiments of the present invention;
Fig. 8 is a simplified schematic diagram of the electrical components of the vacuum cleaner of Fig. 3 showing electrical connections between sensors, human-computer interface, motors and controller according to embodiments of the present invention;
9 is a block diagram illustrating exemplary sensor signal processing performed by a controller in accordance with various embodiments of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a method of operating a vacuum cleaner without a trigger according to an embodiment of the present invention;
Fig. 11 shows exemplary sensor signal processing performed by a controller applicable to the method shown in Fig. 10 according to embodiments of the present invention;
12 is a flowchart illustrating a method of operating a vacuum cleaner based on a latching trigger according to embodiments of the present invention;
13 is a flowchart illustrating a method of operating a vacuum cleaner based on a time of flight (TOF) sensor and a capacitive sensor according to embodiments of the present invention;
14A and 14B show exemplary cleaning activities applicable to the method shown in FIG. 13 in accordance with embodiments of the present invention;
15 is a flowchart illustrating a method of operating a vacuum cleaner based on motion and orientation sensors and parameters of a cleaner head according to embodiments of the present invention; and
16A and 16B are diagrams illustrating exemplary cleaning activities applicable to the method shown in FIG. 15 in accordance with embodiments of the present invention.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 진공 청소기(2)를 나타낸다. 진공 청소기(2)는 일반적으로 관형인 기다란 완드(8)에 의해 본체(6)에 연결된 청소기 헤드(4)를 포함하는 '스틱형' 진공 청소기이다. 또한, 청소기 헤드(4)는 진공 청소기(2)를 핸디형 진공 청소기로 변환하도록 본체(6)에 직접 연결가능하다. 틈새 툴(crevice tool: 3), 더스팅 브러시(dusting brush: 7) 및 소형 전동 청소기 헤드(5)와 같은 다른 제거가능한 툴들이 본체(6) 또는 세장형 완드(8)의 단부에 직접 부착되어 상이한 청소 작업들에 적합할 수 있다.1 to 4 show a
본체(6)는, 이 경우에는 사이클론 분리기인 먼지 분리기(10)를 포함한다. 사이클론 분리기는 단일 사이클론을 포함하는 제 1 사이클론 스테이지(12), 및 병렬로 배치된 복수의 사이클론들(16)을 포함하는 제 2 사이클론 스테이지(14)를 갖는다. 또한, 본체(6)는 진공 청소기(2)로부터 공기가 배출될 수 있는 벤트(vents)(20)가 제공되는 제거가능한 필터 조립체(18)를 갖는다. 진공 청소기(2)의 본체(6)는 사용자가 붙잡도록 위치되는 피스톨 그립(pistol grip: 22)을 갖는다. 피스톨 그립(22)의 상단부에는 트리거 스위치(24) 형태의 사용자 입력 디바이스가 있으며, 이는 일반적으로 진공 청소기(2)를 켜기 위해 눌러진다. 하지만, 일부 실시예들에서 물리적 트리거 스위치(24)는 선택적이다. 피스톨 그립(22)의 하단부 아래에는 복수의 충전식 셀(rechargeable cell: 27)들을 포함하는 배터리 팩(26)이 위치된다. 전기 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 진공 모터(52) 및 제어기(50)가 본체(6) 내에서 먼지 분리기(10) 뒤에 제공된다.The
청소기 헤드(4)는 도 2에서 아래로부터 도시되어 있다. 청소기 헤드(4)는 흡입 챔버(32) 및 솔 플레이트(34)를 정의하는 케이싱(30)을 갖는다. 솔 플레이트(34)는 공기가 흡입 챔버(32)에 들어갈 수 있는 흡입 개구부(suction opening: 36), 및 바닥 표면과 맞물리는 휠들(37)을 갖는다. 케이싱(30)은 흡입 챔버(32)로부터 완드(8)로 공기가 통과할 수 있는 유출구(38)를 정의한다. 흡입 챔버(32) 내부에는 브러시바(brush bar) 형태의 교반기(40)가 위치된다. 교반기(40)는 교반기 모터(54)에 의해 흡입 챔버(32) 내에서 회전하도록 구동될 수 있다. 본 실시예의 교반기 모터(54)는 교반기(40) 내부에 수용된다. 교반기(40)는 홈(42)들로부터 돌출하는 나선형 어레이들의 강모들(43)을 갖고, 강모들(43)이 흡입 개구부(36)를 통해 흡입 챔버(34) 밖으로 돌출하도록 흡입 챔버에 위치된다.The
도 3은 진공 청소기(2)의 전기 구성요소들의 개략적인 표현이다. 제어기(50)는 배터리 팩(26)의 셀들(27)로부터 진공 모터(52)로의 전력 공급을 관리한다. 진공 모터(52)의 전원이 켜질 때, 이는 기류를 생성하여 흡입을 발생시킨다. 먼지가 혼입된 공기가 청소기 헤드(4)[또는 부착된 경우, 틈새 툴(3), 소형 전동 청소기 헤드(5), 또는 더스팅 브러시(7)와 같은 다른 툴들 중 하나]로 흡입되어, 흡입 개구부(36)를 통해 흡입 챔버(32)로 들어간다. 이로부터, 공기는 청소기 헤드(4)의 유출구(38)를 통해 완드(8)를 따라 먼지 분리기(10)로 흡입된다. 혼입된 먼지가 먼지 분리기(10)에 의해 제거된 후, 비교적 깨끗한 공기가 진공 모터(52)를 통해, 필터 조립체(18)를 통해, 그리고 벤트(20)를 통해 진공 청소기(2) 밖으로 나간다. 또한, 제어기(50)는 완드 내부를 따라 진행하는 와이어들(56)을 통해 배터리 팩(26)으로부터 청소기 헤드(4)의 교반기 모터(54)로 전력을 공급하여 교반기(40)를 회전시킨다. 청소기 헤드(4)가 딱딱한 바닥에 있을 때, 이는 휠들(37)에 의해 지지되고, 솔 플레이트(34) 및 교반기(40)는 바닥 표면으로부터 이격된다. 청소기 헤드(4)가 카펫이 깔린 표면에 놓일 때, 휠들(37)은 카펫의 파일 속으로 가라앉고, 이에 따라 솔 플레이트(34)는 [청소기 헤드(4)의 나머지 부분과 함께] 더 아래에 위치된다. 이는 카펫 섬유가 흡입 개구부(36)를 향해(및 잠재적으로 이를 통해) 돌출하게 하며, 그 결과 이들이 회전하는 교반기(40)의 강모들(43)에 의해 흩어져 이로부터 쓰레기 및 먼지를 떼어놓는다.3 is a schematic representation of the electrical components of the
본 발명의 실시예들에 따른 진공 청소기(2)는 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 추가적인 구성요소들을 포함한다. 이들은: 청소기 헤드(4)의 교반기 모터(54)에 의해 인출되는 전류를 감지하는 전류 센서(58), 청소기 헤드(4)의 솔 플레이트(34)에 가해지는 압력을 감지하는 압력 센서(60), 진공 청소기(2)의 본체(6)의 움직임 및 방위에 민감한 관성 측정 유닛(IMU)(62), 인간-컴퓨터 인터페이스(HCI)(64), 통상적으로 TOF(time of flight) 센서들(72)의 형태인 1 이상의 근접 센서, 툴 스위치 센서(74), 및 피스톨 그립(22)에 위치되는 정전식 센서(76) 중 1 이상을 포함한다. 전류 센서(58)는 청소기 헤드(4)에 놓인 것으로 나타내지만, 이는 대안적으로 본체(6)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(58)는 와이어들(56)을 통해 배터리(26)로부터 교반기 모터(54)에 공급되는 전류를 감지하도록 작동가능하다면, 제어기(50)의 일부로서 통합될 수 있다. 나타낸 실시예에서, 하나의 TOF 센서(72)는 청소기 헤드(4) 또는 다른 툴들(3, 5, 7) 중 하나가 부착되는 곳에 가까운 탈착식 완드(8)의 단부에 위치된다. 추가 TOF 센서들(72)이 탈착식 툴들(3, 5, 7) 자체에 제공될 수 있다. 각각의 TOF 센서(72)는 TOF 센서(72)에 대한 물체들의 근접에 따라 센서 신호를 생성한다. 적절한 TOF 센서들(72)은 레이더 또는 레이저 디바이스들을 포함한다. 툴 스위치 센서(74)는 진공 청소기(2)의 본체(6)에 위치되고, 툴(3, 4, 5, 7) 또는 완드(8)가 본체(6)에 부착되었는지 여부에 따라 신호들을 생성한다. 실시예들에서, 툴 스위치 센서(74)는 본체(6) 또는 완드(8)에 부착된 툴(3, 4, 5, 7)의 타입에 따라 신호들을 생성한다. 정전식 센서(76)는 피스톨 그립(22)에 위치되고, 사용자가 피스톨 그립을 쥐고 있는지 여부에 따라 신호들을 생성한다. 실시예들에서, 진공 청소기(2)는 1 이상의 추가적인 IMU를 포함할 수 있다. 예를 들어, 청소기 헤드(4)는 청소기 헤드(4)의 움직임 및 방위에 민감하고 본체(6)의 IMU(62)에 의해 생성되는 신호들을 보충하기 위해 추가 센서 신호들을 생성하는 IMU를 포함할 수 있다. IMU(62)는 1 이상의 가속도계, 1 이상의 자이로스코프 및/또는 1 이상의 자력계를 포함할 수 있다.The
도 4에 더 상세히 나타낸 바와 같이, 진공 청소기(2)의 본체(6)는 본체(6)의 전방 단부(9)로부터 후방 단부(11)로 이어지는 길이방향 축(70)을 정의한다. 본체(6)의 전방 단부(9)에 부착되는 경우, 완드(8)는 길이방향 축(70)에 평행하다(이 경우에는 동일선상에 있다). 나타낸 실시예에서, HCI(64)는 시각적 디스플레이 유닛(65), 더 구체적으로는 평면 풀 컬러 백라이트 박막 트랜지스터(TFT) 스크린을 포함한다. 스크린(65)은 제어기(50)에 의해 제어되고, 배터리(26)로부터 전력을 수용한다. 스크린은 오류 메시지, 진공 청소기(2)가 작동 중인 모드 표시, 또는 배터리(26) 잔량 표시와 같은 정보를 사용자에게 표시한다. 스크린(65)은 실질적으로 후방을 향한다[즉, 그 평면이 길이방향 축(70)에 대해 실질적으로 수직으로 방위됨]. [피스톨 그립(22)에 의해 정의되는 수직 방향으로] 스크린(65) 아래에는 한 쌍의 제어 부재들(66)이 위치되고, 이는 또한 HCI(64)의 일부를 형성하고 이 각각은 스크린(65)에 인접하여 위치되고 사용자로부터 제어 입력을 수신하도록 구성된다. 실시예들에서, 제어 부재들은 예를 들어 진공 모터(52)의 전력을 수동으로 증가 또는 감소시키기 위해 진공 청소기의 모드를 변경하도록 구성된다. 실시예들에서, HCI(64)는 또한 사용자에게 청각적 피드백을 제공할 수 있는 스피커(67)와 같은 오디오 출력 디바이스를 포함한다.As shown in more detail in FIG. 4 , the
IMU(62)는 3 개의 공간 차원들(x, y 및 z)에서 진공 청소기(2)의 본체(6)의 움직임 및 방위에 따라 센서 신호들을 생성한다. 움직임은 본체(6)의 선가속도 및 각가속도를 포함한다. 도 5a는 청소 작업 전, 동안 및 후에 본체(6)의 선가속도에 대응하는 예시적인 생성된 IMU(62) 센서 데이터를 나타낸다. 시간 스케일은 25 Hz의 샘플링 속도로 수집된 샘플들의 인덱스를 나타낸다. 수직 스케일은 중력으로 인한 가속도 단위이다. 트레이스들(91a, 91b 및 91c)은 각각 x, y 및 z 방향들에서의 본체(6)의 선가속도에 대응한다. 도 5b는 도 5a에 나타낸 것과 동일한 청소 작업 전, 동안 및 후에 본체(6)의 각가속도에 대응하는 예시적인 생성된 IMU(62) 센서 데이터를 나타낸다. 트레이스들(92a, 92b 및 92c)은 각각 x, y 및 z 축들에 대한 각가속도에 대응한다. 도 5a 및 도 5b 모두에서, 진공 청소기(2)는 초기에 정적(정지 상태)이다. 이후, 생성된 센서 데이터 중 일부에서 진동 거동을 일으키는 청소 스트로크들을 포함하는 청소 세션이 이어진다. 마지막으로, 진공 청소기(2)는 다시 정지 상태로 돌아간다. 도 5a 및 도 5b에 나타낸 데이터는, 예를 들어 대역-통과 필터 또는 저역-통과 필터에 의해 평활화되었다. 도 6은 상이한 핸디형 청소기 작업 동안 y 축에 대한 본체(6)의 방위에 대응하는 예시적인 생성된 IMU(62) 센서 데이터를 나타낸다. 구체적으로, 구간 93a는 저-레벨 표면, 예를 들어 스커팅 보드(skirting board)의 청소에 대응하고, 구간 93b는 본체(6)가 테이블 위에 놓여 있는 기간에 대응하고, 구간 93c는 높은 표면, 예를 들어 천장, 블라인드, 커튼 또는 찬장 상단의 청소에 대응한다. 도 7은 전동 청소기 헤드들(4, 5)을 사용하는 상이한 청소 작업들 동안 y 축에 대한 본체(6)의 방위에 대응하는 또 다른 예시적인 생성된 IMU(62) 센서 데이터를 나타낸다. 트레이스 94a는 완드(8)에 부착된 주 청소기 헤드(4)를 사용한 가구 아래의 청소에 대응한다. 트레이스 94b는 완드(8)를 사용하지 않고 본체(6)에 직접 부착된 소형 전동 청소기 헤드(5)를 사용한 계단 청소에 대응한다. 트레이스 94c는 완드(8)에 부착된 청소기 헤드(4)를 사용한 일반적인 선 상태의 진공 청소에 대응한다. 상이한 청소 활동들이 IMU(62)에 의해 생성되는 센서 데이터에서 상이한 시그니처들을 발생시킨다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 방식으로, IMU(62) 센서 데이터는 진공 청소기를 사용하여 사용자에 의해 수행되고 있는 청소 활동, 또는 진공 청소기가 작동되고 있는 환경에 대한 정보를 추론하도록 처리될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.The
도 8은 실시예들에 따른 진공 청소기(2)의 전기적 레이아웃을 개략적으로 나타낸다. 실시예들에서, 제어기(50)는 트리거(24), 전류 센서(58), 압력 센서(60), IMU(62), 1 이상의 TOF 센서(72), 툴 스위치 센서(74) 및 정전식 센서(76) 중 1 이상에 의해 생성되는 신호들을 수신하고 처리한다. 제어기(50)는 제어기(50)가 센서 신호들을 처리하는 명령어들이 저장되는 메모리(51)를 갖는다. 센서 신호들의 처리에 기초하여, 제어기(50)는 진공 청소기(2)의 작동을 향상시키고 이에 따라 사용자 경험을 개선하기 위해 진공 모터(52), 교반기 모터(54) 및 HCI(64) 중 1 이상을 제어한다. 예시적인 향상들로는 특히 개선된 쓰레기 수거 및 개선된 배터리 수명을 포함한다.8 schematically shows an electrical layout of a
도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어기(50)에 의해 수행되는 예시적인 센서 신호 처리를 나타내는 블록 다이어그램이다. 필터링되지 않은 센서 신호들(88)이 이용가능한 센서들 중 1 이상으로부터 제어기(50)에 수신된다. 상이한 실시예들은 상이한 센서들로부터의 센서 신호들을 이용한다. 일부 실시예들은, 예를 들어 IMU(62)와 같은 단 하나의 센서로부터의 센서 신호들을 이용한다. 대역-통과 필터 또는 저역-통과 필터(82)가 원시 센서 신호들(88)을 필터링하여, 추가 처리에 더 적절한 평활화된 센서 신호들(90)을 생성한다. 블록 84에서, 사전설정된 특징들(F1,F2...Fn)이 평활화된 센서 신호들로부터 추출되고, 후속하여 분류기(86)에 의해 분석된다. 실시예들에서, 분류기(86)는 추출된 특징들로부터, 진공 청소기(2)를 사용하여 사용자에 의해 수행되고 있는 특정 청소 활동을 결정한다. 다른 실시예들에서, 분류기(86)는 추출된 특징들로부터, 진공 청소기(2)가 작동되고 있는 특정 표면 타입을 결정한다. 다른 실시예들에서, 분류기(86)는 추출된 특징들로부터, 트리거없는 진공 청소기(2)를 제공하는 데 도움이 되기 위해 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정한다. 앞선 사항을 결정하였으면, 제어기(50)는 분류기(86) 출력 및 선택적으로 트리거(24)의 상태에 따라 구성되는 진공 모터(52), 교반기 모터(54) 및 HCI(64) 중 1 이상과 관련되어 동작 또는 동작들이 수행되게 한다. 필터(82), 특징 추출 블록(84) 및 분류기(86)는 일반적으로 제어기(50) 상에서 또는 제어기(50)의 제어 하에서 실행되는 소프트웨어 모듈들로서 구현된다는 것을 이해하여야 한다. 제어기 메모리(51)는 필터(82), 특징 추출(84), 분류기(86) 및 결과적인 동작의 작동을 정의하는 명령어들의 세트들을 저장한다. 실시예들에서, 분류기는 인공 신경망, 랜덤 포레스트, 서포트 벡터 머신 또는 여하한의 다른 적절한 트레이닝된 모델과 같은 기계 학습 분류기에 기초한다. 모델은 지도 학습 접근법을 사용하여, 예를 들어 공장에서 사전-트레이닝되었을 수 있다. 슬라이딩 윈도우 접근법이 일반적으로 사용되어, 필터링된 센서 신호들을 확장(span)하고 신호의 그 특정 시간 부분에 대응하는 특징들을 추출한다. 연속 프레임들은 일반적으로 어느 정도 오버랩되지만, 일반적으로 별개로 처리된다. 항상 이용가능한 모든 센서들로부터 센서 데이터를 수신하고 처리할 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 실시예들에서 제어기(50)는 IMU(62) 센서 데이터만을 처리하여 분류기 출력을 얻을 수 있다. 또한, IMU(62) 센서 데이터의 경우, 제어기(50)는 예를 들어 진공 청소기(2)의 방위에 관한 IMU(62) 센서 데이터만을 고려할 수 있거나, 진공 청소기(2)의 가속도에 관한 IMU(62) 센서 데이터만을 고려할 수 있다.9 is a block diagram illustrating exemplary sensor signal processing performed by
도 1 내지 도 4에 나타낸 진공 청소기(2)는 일반적으로 트리거(24)가 눌러질 때 진공 모터(52)를 활성화하는 데 사용되는 물리적 트리거(24)를 포함하지만, 사용자 편의를 위해서는 진공 청소 작업 동안에 계속 트리거(24)를 누르고 있어야 하는 요건을 완화하는 것이 바람직함을 이해하였다. 실제로, 아래에 설명되는 실시예들 중 일부는 진공 청소기(2)가 트리거(24)를 전혀 누르지 않고 작동될 수 있게 한다. 따라서, 실시예들에서, 물리적 트리거(24)의 제공은 진공 청소기(2)로부터 완전히 생략될 수 있도록 선택적일 수 있다.The
도 10은 실시예들에 따른 진공 청소기(2)를 작동시키는 방법(230)을 나타내는 흐름도이다. 단계 232에서, 진공 청소기의 복수의 상이한 센서들에 의해 센서 신호들이 생성된다. 이들은 IMU(62), TOF 센서(72), 전류 센서(58), 압력 센서(60), 정전식 센서(76) 및 툴 스위치 센서(74)의 여하한의 조합을 포함할 수 있다. 단계 234에서, 제어기(50)의 제 1 모듈이 생성된 센서 신호들을 처리하여 복수의 제어 신호들을 생성한다. 단계 236에서, 제어기(50)의 제 2 모듈이 복수의 제어 신호들을 처리하여, 진공 청소기(2)가 현재 사용되고 있음을 나타내는 출력 신호를 생성한다. 단계 238에서, 진공 모터(52)는 출력 신호에 따라 활성화 또는 비활성화된다.10 is a flowchart illustrating a
도 11을 참조하면, 제 1 모듈(100)은 진공 청소기(2)에서 이용가능한 다양한 센서들에 의해 생성되는 센서 신호들을 수신한다. 때로는, 모든 센서들이 반드시 존재, 즉 디바이스에 설치되는 것은 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 전류 센서(58) 및 압력 센서(60)가 탈착식 청소기 헤드(4) 상이나 그 내부에 위치되지만, 진공 청소기(2)가 청소기 헤드(4) 대신에 틈새 툴(7)과 함께 작동되고 있는 실시예들에서, 전류 센서(58) 및 압력 센서(60)는 그때 존재하지 않는다. 하지만, 도 11에 설명된 일반적인 아키텍처는 제 1 모듈(100)에 신호들을 제공하는 센서들을 추가하거나 제거하는 측면에서 유연하다. 제 1 모듈(100)은 생성된 센서 신호들의 처리에 기초하여 복수의 제어 신호들(101)을 주기적으로 (예를 들어, 초당 한 번) 생성한다. 예를 들어, 제어 신호 "ctrl_detectedHAND"는 예를 들어 정전식 센서(76)에 의해 감지되는 바와 같이 사용자가 진공 청소기(2)의 핸들[피스톨 그립(22)]을 잡고 있는지 여부를 나타낸다. 제어 신호 "ctrl_toolType"은 툴 스위치 센서(74)에 의해 감지되는 바와 같이 본체(6) 또는 완드(8)에 부착된 툴(3, 4, 5, 7)의 타입을 나타낸다. 제어 신호 "ctrl_cleaningShortTool"은 사용자가 본체(6)에 직접 부착된 툴을 사용하는 청소 작업을 나타내는 방식으로 진공 청소기(2)를 조작하고 있는지 여부를 나타낸다. 제어 신호 "ctrl_cleaningLongTool"은 사용자가 완드(8)에 부착된 툴을 사용하는 청소 작업을 나타내는 방식으로 진공 청소기를 조작하고 있는지 여부를 나타낸다. 실시예들에서, 제 1 모듈(100)에 의해 수행되는 생성된 센서 신호들의 처리는 도 9를 참조하여 앞서 설명된 접근법에 기초한다. 구체적으로, 실시예들에서, 제 1 모듈(100)은 전처리 단계(필터링 및 특징 추출) 및 (기계 학습 분류기에 기초한) 분류 단계를 수행함으로써 생성된 센서 신호들을 처리하도록 구성된다. 이와 관련하여, 분류기(86)는 복수의 제어 신호들(101)을 제공하도록 구성된다.Referring to FIG. 11 , the
복수의 제어 신호들은 제어 신호들(101)에 따라 출력 신호(103)를 생성하는 제 2 모듈(102)에 의해 분석된다. 진공 모터(52)는 출력 신호(103)의 값에 따라 활성화 또는 비활성화된다. 실시예들에서, 출력 신호는 초기 기본 전력 레벨(initial default power level)에서 진공 모터(52)를 켜고 끄는 이진 신호이다. 다른 실시예들에서, 출력 신호는 진공 모터(52)가 복수의 제어 신호들(101)에 따라 상이한 초기 전력 레벨들(예를 들어, 저, 중 및 고)에서 켜지게 하는 여러 값들 중 하나를 취할 수 있다. 제 2 모듈(102)에 대한 적절한 아키텍처는, 상이한 상태들이 진공 모터(52)의 상태들(전력 레벨들 또는 온/오프 상태)에 대응하는 유한 상태 기계이다. 제 1 모듈(100) 및 제 2 모듈(102)은 단일 제어기(50)에 의해 실행되는 단일 소프트웨어 모듈 또는 별개의 소프트웨어 모듈들로서 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도 11에 설명된 신호 처리 체인의 상이한 스테이지들에서의 제 1 모듈(100) 및 제 2 모듈(102)의 제공은 두 모듈들의 독립적인 개발을 가능하게 한다. 예를 들어, 분류기가 제 1 모듈(100)에서 작동하는 방식에 대한 변경들은 출력 제어 신호들(101)이 일관된 포맷을 채택한다면 제 2 모듈(102)의 작동에 반드시 영향을 미치지는 않는다. 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된 일반적인 아키텍처는 본 발명의 실시예들에 따른 트리거 없는 진공 청소기(2)의 기초를 형성할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.A plurality of control signals are analyzed by the
도 12는 실시예들에 따른 진공 청소기(2)를 작동시키는 방법(240)을 나타내는 흐름도이다. 단계 242에서, 진공 모터(52)는 사용자에 의한 사용자 입력 디바이스의 활성화에 응답하여 활성화된다(즉, 켜짐). 단계 244에서, 진공 청소기의 감지된 움직임 및 방위에 기초하여 센서 신호들이 생성된다. 단계 246에서, 생성된 센서 신호들은 사용자에 의해 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제어기(50)에 의해 처리된다. 단계 248에서, 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 모터(52)는 활성화된 상태로 유지된다. 사용자 입력 디바이스는 통상적으로 트리거(24)이므로, 사용자 입력 디바이스의 활성화는 트리거(24)를 누르는 것을 수반한다. 하지만, 종래의 트리거가 있는 디바이스들과 달리, 사용자가 반드시 진공 청소 세션 동안 끊임없이 트리거(24)를 계속 누르고 있을 필요는 없다. 이는 제어기(50)가 사용자에 의해 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있다고 결정한다면 진공 모터(52)가 활성화된 상태로 유지되기 때문이다. 이러한 것으로서, 진공 청소기(2)는 예를 들어 0.5 초 미만의 기간 동안 트리거(24)를 순간적으로 누름으로써 켜질 수 있다. 일단 켜지면, 트리거(24)를 놓을 수 있으며, 이는 사용자 편의를 개선한다. 그러므로, (비-기계적 의미에서) 트리거는 효과적으로 '래칭'된다. 피스톨 그립(22)에 위치된 정전식 센서(76)는 사용자 입력 디바이스의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 물리적 트리거(24) 대신에, 사용자의 손을 검출하는 정전식 센서(76)의 동작이 진공 모터(52)의 활성화를 야기할 수 있다.12 is a flowchart illustrating a
실시예들에서, 진공 청소기가 사용자에 의해 능동적으로 사용되고 있다는 결정은 사용자가 진공 청소 작업을 나타내는 방식으로 진공 청소기를 잡고 및/또는 조작하고 있다는 결정을 포함한다. 이와 관련하여, 제어기(50)는 도 9를 참조하여 앞서 설명된 방식으로 IMU(62)에 의해 생성되는 것과 같은 센서 신호들을 처리한다. 제어기(50)가 진공 청소기가 더 이상 능동적으로 사용되고 있지 않다고 결정하는 경우, 예를 들어 이것이 테이블 위에 놓일 때, 제어기(50)는 배터리 전력을 절약하기 위해 진공 모터(52)를 비활성화한다. 제어기(50)는 일반적으로 디바이스가 잠시만 정지되어 있을 때 진공 모터(52)가 꺼지는 것을 피하기 위해 진공 모터(52)를 비활성화하기 전에 사전설정된 시간 주기(예를 들어, 0.5 초 내지 5 초) 동안 대기할 것이다. 이 사전설정된 주기 동안 움직임이 검출되지 않는 경우, 진공 모터(52)가 비활성화된다. 일단 비활성화되면, 사용자는 일반적으로 진공 모터(52)가 재활성화될 수 있기 전에, 예를 들어 트리거(24)를 짧게 누름으로써 진공 청소기(2)를 '재-래칭'하도록 요구된다. 다시 말해서, 진공 청소기(2)를 단순히 이동시키는 것은 실시예들에서 진공 모터(52)가 일단 일정 기간 활동하지 않은 후에 비활성화되었으면 재활성화되게 하지 않을 것이다. 사용자가 진공 청소기를 능동적으로 사용하고 있는지 여부를 결정하기 위해 추가적인 센서 판독들이 수행될 수 있다. 예시들은 청소기 헤드(4)의 파라미터들을 감지하는 전류 센서(58) 및 압력 센서(60)로부터의 판독들을 포함한다.In embodiments, determining that the vacuum cleaner is being actively used by the user includes determining that the user is holding and/or operating the vacuum cleaner in a manner indicative of a vacuuming operation. In this regard,
도 13은 실시예들에 따른 진공 청소기(2)를 작동시키는 방법(250)을 나타내는 흐름도이다. 단계 252에서, 1 이상의 TOF 센서(72)에 의해 제 1 센서 신호들이 생성된다. 제 1 센서 신호들은 1 이상의 TOF 센서(72)에 대한 물체의 근접에 의존한다. 단계 254에서, 정전식 센서(76)에 의해 제 2 센서 신호들이 생성되며, 이는 사용자가 진공 청소기의 핸들(22)을 쥐고 있는지 여부에 의존한다. 단계 256에서, 제 1 및 제 2 센서 신호들은 진공 청소기(2)가 사용자에 의해 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제어기(50)에 의해 처리된다. 단계 258에서, 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 모터(52)가 활성화된다. 제어기(50)는 도 9를 참조하여 앞서 설명된 방식으로 센서 신호들을 처리한다.13 is a flowchart illustrating a
도 14a 및 도 14b는 TOF 센서(72) 및 정전식 센서(76)가 진공 청소기(2)를 작동시키기 위해 사용되는 예시적인 시나리오를 나타낸다. 이 예시에서, TOF 센서(72)를 포함하는 틈새 툴(3)이 본체(6)에 직접 부착된다. 사용자는 바닥(98a)과 벽(98c) 사이에 형성된 틈새(97b)로부터 약간의 먼지(96)를 청소하기를 원한다. 도 14a에서, 사용자의 손(도시되지 않음)은 본체(6)의 피스톨 그립(22)을 쥐고 있으며, 이는 핸들(22)에 위치된 정전식 센서(76)에 의해 검출된다. TOF 센서(72)는 물체와 표면의 근접을 결정하기 위해 전자기 또는 음향 방사선(73)을 방출하고 수신하는 레이저 디바이스 또는 레이더 디바이스일 수 있다. 도 14a에서, TOF 센서(72)는 물체, 이 경우에는 틈새(97b)가 사전설정된 임계 거리보다 멀리 떨어져 있음을 검출한다. 그러므로, 진공 모터(52)는 아직 활성화되지 않고, 꺼진 상태를 유지하여 배터리 전력을 절약한다. 도 14b에서, 사용자는 진공 청소기(2)를 틈새(97b)에 더 가까이 이동시켜, TOF 센서(72)로부터 사전설정된 임계 거리 내로 가져왔다. 따라서, 제어기(50)는 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있다고 결정하며, 먼지(96)를 효과적으로 제거하도록 제 시간에 진공 모터(52)를 활성화한다. 사용자가 틈새(97b)로부터 멀리 진공 청소기(2)를 이동시킬 때, 이는 TOF 센서(72)에 의해 검출되고 진공 모터(52)는 비활성화된다. 따라서, 진공 청소기(2)는 사용자가 물리적 트리거(24)를 누르지 않고도 필요에 따라 활성화 및 비활성화된다. 진공 청소기(2)가 저장될 때, 사용자의 손은 핸들(22)을 쥐고 있지 않을 것이고, 이에 따라 진공 모터(52)는 물체가 TOF 센서(72)로부터 사전설정된 거리 내에 있더라도 활성화되지 않을 것이다. 실시예들에서, 사전설정된 임계 거리는 진공 청소기(2)에 부착되는 탈착식 툴의 타입에 의존한다. 이는 상이한 청소 시나리오들에 진공 청소기(2)의 응답을 맞추기 위해 바람직할 수 있다. 예를 들어, 더스팅 브러시(7)를 사용하는 경우, 사전설정된 임계 거리는 틈새 툴(3)을 사용할 때보다 작을 수 있는데, 이는 더스팅 브러시(7)가 실제로 청소할 표면에 놓일 때만 진공 모터(52)가 활성화되어야 하기 때문이다.14A and 14B show an exemplary scenario in which a
도 15는 실시예들에 따른 청소기 헤드(4)를 갖는 진공 청소기(2)를 작동시키는 방법(260)을 나타내는 흐름도이다. 단계 262에서, 진공 청소기의 감지된 움직임 및 방위에 기초하여 제 1 센서 신호들이 생성된다. 제 1 센서 신호들은, 예를 들어 IMU(62)에 의해 생성될 수 있다. 단계 264에서, 청소기 헤드(4)의 감지된 파라미터들에 기초하여 제 2 센서 신호들이 생성된다. 제 2 센서 신호들은 전류 센서(58) 및/또는 압력 센서(60)에 의해 생성될 수 있다. 단계 266에서, 제 1 및 제 2 센서 신호들은 진공 청소기(2)가 사용자에 의해 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 제어기(50)에 의해 처리된다. 단계 268에서, 진공 청소기(2)가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 진공 모터(52)가 활성화된다. 제어기(50)는 도 9를 참조하여 앞서 설명된 방식으로 센서 신호들을 처리한다.15 is a flowchart illustrating a
도 16a 및 도 16b는 제 1 및 제 2 센서 신호가 진공 청소기(2)의 작동을 일으키는 데 사용되는 예시적인 시나리오를 나타낸다. 도 16a에서, 진공 청소기(2)는 벽(98c)에 장착된 도크(dock)(99) 내에 놓여 있다. 청소기 헤드(4)는 본체(6)에 부착되는 완드(8)에 부착된다. 청소기 헤드(4)에 가해지는 압력은 진공 청소기(2)가 이러한 방식으로 도크(99)에 매달려 있을 때 작거나 0이다. 또한, IMU(62)는 진공 청소기(2)가 어떠한 움직임도 겪고 있지 않으며 고정된 방위로 유지됨을 감지할 것이다. 도 16b에서, 진공 청소기(2)는 사용자에 의해 도크(99)로부터 꺼내졌다. 청소기 헤드(4)는 바닥(98a)에 놓여 있고, 사용자는 바닥 청소를 시작하기 위해 진공 청소기(2)를 앞으로 움직이기 시작한다. 제어기(50)는 도 9를 참조하여 앞서 설명된 방식으로 청소기 헤드(4)와 연계된 진단 센서들(58, 60) 및 IMU(62)로부터의 센서 신호들을 처리한다. 이는 제어기(50)로 하여금, 사용자가 지금 진공 청소기(2)를 능동적으로 사용하고 있다고 결정하게 한다. 따라서, 제어기(50)는 사용자가 트리거(24)를 누를 필요 없이 진공 모터(52)를 활성화한다.16a and 16b show exemplary scenarios in which the first and second sensor signals are used to cause the
어느 하나의 실시예 및/또는 측면과 관련하여 설명된 여하한의 특징은 단독으로, 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 여하한의 다른 실시예들 및/또는 측면들, 또는 여하한의 다른 실시예들 및/또는 측면들의 여하한의 조합의 1 이상의 특징과 조합하여 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 방법들(230, 240, 250, 260) 중 주어진 하나와 관련하여 설명된 특징들 및/또는 단계들이 방법들(230, 240, 250, 260) 중 다른 것들과 관련하여 설명된 특징들 및/또는 단계들 대신에 또는 이에 추가하여 포함될 수 있음을 이해할 것이다.Any feature described in connection with any one embodiment and/or aspect may be used alone or in combination with other features described, and any other embodiment and/or aspect, or any It should be understood that one may be used in combination with one or more features of any combination of other embodiments and/or aspects. For example, features and/or steps described in connection with a given one of
본 발명의 실시예들에서, 진공 청소기(2)는 제어기(50)를 포함한다. 제어기(50)는 본 명세서에 설명된 다양한 방법들을 수행하도록 구성된다. 실시예들에서, 제어기는 처리 시스템을 포함한다. 이러한 처리 시스템은 1 이상의 프로세서 및/또는 메모리를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 여하한의 예시들과 관련하여 설명된 바와 같은 각각의 디바이스, 구성요소 또는 기능, 예를 들어 IMU(62) 및/또는 HCI(64)는 유사하게 프로세서를 포함할 수 있거나, 프로세서를 포함하는 장치에 포함될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들 중 1 이상의 측면은 장치에 의해 수행되는 프로세스들을 포함한다. 일부 예시들에서, 장치는 이 프로세스들을 수행하도록 구성되는 1 이상의 프로세서를 포함한다. 이와 관련하여, 실시예들은 적어도 부분적으로 (비-일시적) 메모리에 저장되고 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 소프트웨어에 의해, 또는 하드웨어에 의해, 또는 유형적으로 저장된 소프트웨어와 하드웨어(및 유형적으로 저장된 펌웨어)의 조합에 의해 구현될 수 있다. 또한, 실시예들은 앞서 설명된 실시예들을 실행에 옮기도록 적응되는 컴퓨터 프로그램, 특히 캐리어 상의 또는 캐리어 내의 컴퓨터 프로그램으로 확장된다. 프로그램은 비-일시적 소스 코드, 목적 코드의 형태, 또는 실시예들에 따른 프로세스들의 구현에 사용하기에 적절한 여하한의 다른 비-일시적 형태일 수 있다. 캐리어는 RAM, ROM, 또는 광학 메모리 디바이스 등과 같이 프로그램을 전달할 수 있는 여하한의 개체 또는 디바이스일 수 있다.In embodiments of the present invention, the
처리 시스템들의 1 이상의 프로세서는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함할 수 있다. 1 이상의 프로세서는 그래픽 처리 장치(GPU)를 포함할 수 있다. 1 이상의 프로세서는 FPGA(field programmable gate array), PLD(programmable logic device), 또는 CPLD(complex programmable logic device) 중 1 이상을 포함할 수 있다. 1 이상의 프로세서는 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 당업자라면, 제공된 예시들에 추가하여 많은 다른 타입들의 디바이스가 1 이상의 프로세서를 제공하는 데 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 1 이상의 프로세서는 다수의 함께-위치된 프로세서들 또는 다수의 상이하게 위치된 프로세서들을 포함할 수 있다. 1 이상의 프로세서에 의해 수행되는 작업들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 1 이상에 의해 수행될 수 있다. 처리 시스템들은 설명된 것들과 상이한, 더 많은, 및/또는 더 적은 구성요소들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.One or more processors of the processing systems may include a central processing unit (CPU). The one or more processors may include a graphics processing unit (GPU). The one or more processors may include one or more of a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic device (PLD), or a complex programmable logic device (CPLD). One or more processors may include an application specific integrated circuit (ASIC). Those skilled in the art will understand that many other types of device may be used to provide one or more processors in addition to the examples provided. The one or more processors may include multiple co-located processors or multiple differentially positioned processors. Tasks performed by one or more processors may be performed by one or more of hardware, firmware, and software. It will be appreciated that processing systems may include different, more, and/or fewer components than those described.
본 명세서에 설명된 기술들은 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있거나, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 이들은 본 명세서에 설명된 기술들 중 일부 또는 전부를 수행 및/또는 지원하도록 장치를 구성하는 것을 포함할 수 있다. 도면들을 참조하여 본 명세서에서 설명된 예시들의 적어도 일부 측면들은 처리 시스템들 또는 프로세서들에서 수행되는 컴퓨터 프로세스들을 포함하지만, 본 명세서에 설명된 예시들은 또한 예시들을 실행에 옮기도록 적응되는 컴퓨터 프로그램, 예를 들어 캐리어 상의 또는 캐리어 내의 컴퓨터 프로그램으로 확장된다. 캐리어는 프로그램을 전달할 수 있는 여하한의 개체 또는 디바이스일 수 있다. 캐리어는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있다. 유형의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체의 예시들은 광학 매체(예를 들어, CD-ROM, DVD-ROM 또는 블루레이), 플래시 메모리 카드, 플로피 또는 하드 디스크, 또는 적어도 하나의 ROM 또는 RAM 또는 PROM(Programmable ROM) 칩들에 있는 마이크로코드 또는 펌웨어와 같은 컴퓨터-판독가능한 명령어들을 저장할 수 있는 여하한의 다른 매체를 포함하며, 이에 제한되지는 않는다.The techniques described herein may be implemented in software or hardware, or may be implemented using a combination of software and hardware. These may include configuring the device to perform and/or support some or all of the techniques described herein. Although at least some aspects of the examples described herein with reference to the drawings include computer processes performed on processing systems or processors, the examples described herein also include a computer program, e.g., adapted to put the examples into practice. eg to a computer program on or within a carrier. A carrier can be any entity or device capable of carrying a program. A carrier may include a computer readable storage medium. Examples of tangible computer readable storage media include an optical medium (eg, CD-ROM, DVD-ROM or Blu-ray), a flash memory card, a floppy or hard disk, or at least one ROM or RAM or PROM (Programmable ROM). ) microcode in chips or any other medium capable of storing computer-readable instructions such as firmware, but is not limited thereto.
앞선 설명에서, 알려진, 명백한 또는 예측가능한 균등물들을 갖는 완전체들 또는 요소들이 언급되는 경우, 이러한 균등물들은 개별적으로 설명된 것처럼 여기에 통합된다. 여하한의 이러한 균등물들을 포괄하도록 해석되어야 하는 본 발명의 진정한 범위를 결정하기 위해서는 청구항들이 참조되어야 한다. 또한, 바람직하고, 유리하고, 편리한 것으로 설명되는 본 발명의 완전체들 또는 특징들은 선택적이며, 독립 청구항들의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 더욱이, 이러한 선택적인 완전체들 또는 특징들은 본 발명의 일부 실시예들에서 가능한 이점이 있지만, 다른 실시예들에서는 바람직하지 않을 수 있고, 이에 따라 부재할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.Where in the foregoing description, reference is made to integers or elements having known, apparent, or foreseeable equivalents, such equivalents are incorporated herein as if individually set forth. Reference should be made to the claims to determine the true scope of the invention, which is to be interpreted to encompass any such equivalents. It is also to be understood that integrals or features of the invention which are described as preferred, advantageous, or expedient are optional and do not limit the scope of the independent claims. Moreover, it should be understood that these optional integrals or features, while advantageously possible in some embodiments of the invention, may be undesirable in other embodiments, and thus may be absent.
Claims (18)
진공 모터;
1 이상의 TOF(time of flight) 센서에 대한 물체의 근접에 따라 제 1 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 1 이상의 TOF 센서;
상기 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되고, 사용자가 상기 핸들을 쥐고 있는지 여부에 따라 제 2 센서 신호들을 생성하도록 구성되는 정전식 센서(capacitive sensor); 및
제어기
를 포함하며, 상기 제어기는:
상기 사용자에 의해 상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 생성된 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하고;
상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 상기 진공 모터를 활성화하도록 구성되는, 진공 청소기.As a vacuum cleaner,
vacuum motor;
one or more time of flight (TOF) sensors configured to generate first sensor signals according to proximity of an object to the one or more time of flight (TOF) sensors;
a capacitive sensor positioned proximate to a handle of the vacuum cleaner and configured to generate second sensor signals depending on whether or not a user is holding the handle; and
controller
Including, wherein the controller:
process first and second sensor signals generated to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by the user;
and in response to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activate the vacuum motor.
상기 제어기는 상기 진공 청소기가 상기 사용자에 의해 더 이상 능동적으로 사용되고 있지 않다는 결정에 응답하여 상기 진공 모터를 비활성화하도록 더 구성되는, 진공 청소기.According to claim 1,
wherein the controller is further configured to deactivate the vacuum motor in response to determining that the vacuum cleaner is no longer being actively used by the user.
상기 제어기는 상기 진공 모터가 활성화될 때 및 상기 진공 모터가 비활성화될 때 모두, 상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하도록 구성되는, 진공 청소기.According to claim 1 or 2,
wherein the controller is configured to process the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used both when the vacuum motor is activated and when the vacuum motor is deactivated.
상기 1 이상의 TOF 센서는 레이더 디바이스 및/또는 레이저 디바이스를 포함하는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 3,
The one or more TOF sensors include a radar device and/or a laser device.
상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정은 상기 제 1 센서 신호들로부터의, 상기 물체가 상기 1 이상의 TOF 센서 중 적어도 하나로부터 사전설정된 임계 거리 내에 있다는 결정을 포함하는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 4,
wherein the determination that the vacuum cleaner is being actively used comprises a determination from the first sensor signals that the object is within a predetermined threshold distance from at least one of the one or more TOF sensors.
1 이상의 탈착식 툴을 더 포함하며, 상기 사전설정된 임계 거리는 상기 진공 청소기에 부착되는 탈착식 툴의 타입에 의존하는, 진공 청소기.According to claim 5,
and one or more removable tools, wherein the predetermined threshold distance depends on a type of removable tool attached to the vacuum cleaner.
상기 1 이상의 탈착식 툴 각각은 상기 1 이상의 TOF 센서 중 하나를 포함하는, 진공 청소기.According to claim 6,
wherein each of the one or more removable tools includes one of the one or more TOF sensors.
상기 1 이상의 탈착식 툴은:
틈새 툴(crevice tool);
더스팅 브러시(dusting brush); 및
소형 전동 툴 중 1 이상을 포함하는, 진공 청소기.According to claim 6 or 7,
The one or more removable tools are:
crevice tool;
dusting brush; and
A vacuum cleaner comprising at least one of the small powered tools.
탈착식 완드를 더 포함하며, 상기 탈착식 완드는 상기 1 이상의 TOF 센서 중 하나를 포함하는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 8,
The vacuum cleaner further comprises a removable wand, wherein the removable wand comprises one of the one or more TOF sensors.
상기 1 이상의 TOF 센서 중 하나는 상기 진공 청소기의 본체에 위치되는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 9,
and one of the one or more TOF sensors is located on a body of the vacuum cleaner.
상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정은 상기 제 2 센서 신호들로부터의, 상기 사용자가 상기 진공 청소기의 핸들을 쥐고 있다는 결정을 포함하는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 10,
and the determination that the vacuum cleaner is being actively used comprises a determination from the second sensor signals that the user is holding a handle of the vacuum cleaner.
상기 제어기는 전처리 단계 및 분류 단계를 수행함으로써 상기 센서 신호들을 처리하도록 구성되는, 진공 청소기.According to any one of claims 1 to 11,
wherein the controller is configured to process the sensor signals by performing a pre-processing step and a classification step.
상기 전처리 단계는 상기 센서 신호들의 시간 부분들로부터 특징들을 추출하는 단계를 포함하는, 진공 청소기.According to claim 12,
Wherein the pre-processing step comprises extracting features from temporal portions of the sensor signals.
상기 전처리 단계는 상기 센서 신호들을 필터링하는 단계를 포함하는, 진공 청소기.According to claim 12 or 13,
Wherein the pre-processing step comprises filtering the sensor signals.
상기 분류 단계는 기계 학습 분류기를 사용하여 추출된 특징들을 처리하는 단계를 포함하는, 진공 청소기.According to claim 13 or 14,
Wherein the classification step comprises processing the extracted features using a machine learning classifier.
상기 기계 학습 분류기는: 인공 신경망, 랜덤 포레스트 및 서포트 벡터 머신 중 1 이상을 포함하는, 진공 청소기.According to claim 15,
The machine learning classifier comprises at least one of: an artificial neural network, a random forest, and a support vector machine.
1 이상의 TOF 센서에 의해 제 1 센서 신호들을 생성하는 단계 -상기 제 1 센서 신호들은 상기 1 이상의 TOF 센서에 대한 물체의 근접에 의존함- ;
상기 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되는 정전식 센서에 의해 제 2 센서 신호들을 생성하는 단계 -상기 제 2 센서 신호들은 사용자가 상기 핸들을 쥐고 있는지 여부에 의존함- ;
상기 사용자에 의해 상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하는 단계; 및
상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 상기 진공 청소기의 진공 모터를 활성화하는 단계
를 포함하는, 방법.As a method of operating a vacuum cleaner,
generating first sensor signals by one or more TOF sensors, wherein the first sensor signals are dependent on proximity of an object to the one or more TOF sensors;
generating second sensor signals by a capacitive sensor positioned proximate to the handle of the vacuum cleaner, the second sensor signals dependent on whether or not the user is holding the handle;
processing the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by the user; and
responsive to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activating a vacuum motor of the vacuum cleaner;
Including, method.
상기 방법은:
1 이상의 TOF 센서에 의해 제 1 센서 신호들을 생성하는 단계 -상기 제 1 센서 신호들은 상기 1 이상의 TOF 센서에 대한 물체의 근접에 의존함- ;
상기 진공 청소기의 핸들에 근접하여 위치되는 정전식 센서에 의해 제 2 센서 신호들을 생성하는 단계 -상기 제 2 센서 신호들은 사용자가 상기 핸들을 쥐고 있는지 여부에 의존함- ;
상기 사용자에 의해 상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있는지 여부를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 센서 신호들을 처리하는 단계; 및
상기 진공 청소기가 능동적으로 사용되고 있다는 결정에 응답하여, 상기 진공 청소기의 진공 모터를 활성화하는 단계
를 포함하는, 컴퓨터 프로그램.A computer program comprising a set of instructions that, when executed by a computerized device, causes the computerized device to perform a method of operating a vacuum cleaner, comprising:
The method is:
generating first sensor signals by one or more TOF sensors, wherein the first sensor signals are dependent on proximity of an object to the one or more TOF sensors;
generating second sensor signals by a capacitive sensor positioned proximate to the handle of the vacuum cleaner, the second sensor signals dependent on whether or not the user is holding the handle;
processing the first and second sensor signals to determine whether the vacuum cleaner is being actively used by the user; and
responsive to determining that the vacuum cleaner is being actively used, activating a vacuum motor of the vacuum cleaner;
Including, a computer program.
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