KR20230148482A

KR20230148482A - 청소기 시스템

Info

Publication number: KR20230148482A
Application number: KR1020220047257A
Authority: KR
Inventors: 윤형태
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-04-18
Filing date: 2022-04-18
Publication date: 2023-10-25

Abstract

본 발명은, 사용자의 기호를 반영하여 주행 규칙의 설정이 가능한 로봇 청소기 및, 상기 로봇 청소기와 통신하는 외부기기를 포함하는 청소 시스템으로서, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 로봇 청소기는, 본체; 피청소 영역 내에서 복수의 운전모드 중 선택된 어느 하나의 운전모드를 이용하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및 상기 본체로부터 미리 설정된 감지 거리 내에 존재하는 장애물을 검출하는 센싱부;를 포함하고, 상기 복수의 운전모드는, 상기 로봇 청소기에 미리 설정된 기본 운전모드와, 사용자가 상기 외부기기를 통해 주행 규칙을 입력하여 설정된 사용자 운전모드를 포함할 수 있다.

Description

청소기 시스템{CLEANER SYSTEM}

본 발명은 청소기 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사용자의 기호를 반영하여 주행 규칙의 설정이 가능한 로봇 청소기와 상기 주행 규칙의 설정을 입력받는 외부기기를 포함한 청소기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 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.

상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.

한편, 사용자의 성향에 따라 로봇 청소기에게 원하는 주행 패턴이 상이하다.

예를 들어, 문턱, 전선, 매트 등의 장애물을 등반하지 않고 회피하기를 원하는 고객이 있는가 하면 반대로 높은 턱이라도 등반을 원하는 고객도 있다.

예를 들어, 장애물의 주변도 청소를 원하여 벽면 추종(Wall following) 주행을 원하는 사용자가 있는가 하면 실내의 장애물이 고가의 제품이어서 로봇 청소기와 충돌을 최소화하기 원하는 사용자가 있을 수 있다.

이러한 성향을 충족시키기 위해 최근에는 다양한 운전모드를 기본 설정으로 탑재한 로봇 청소기가 개발되고 있다.

그러나 기본 설정으로 제공되는 운전모드는 사용자의 이러한 다양한 기호를 충족시키는 데 한계가 있다. 또한, 사용자는 세분화된 주행 형태의 맞춤 제공을 원하지만 기본 설정으로 제공되는 운전모드는 선행문헌인 한국등록특허공보 제2115194호에 개시된 바와 같이 주행 경로의 모양에 한정되어 있는 것이 일반적이다.

그렇다고 하여 기본 설정으로 제공되는 운전모드를 무한히 확장하는 것은 공용화 정책에 반하게 되는 문제가 있다.

한국등록특허공보 제2115194호

본 발명은, 사용자의 기호 다양성 또는 청소 환경의 다양성에 맞추어 청소 만족도를 향상시킬 수 있는 청소기 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는, 로봇 청소기 및, 상기 로봇 청소기와 통신하는 외부기기를 포함하는 청소 시스템으로서, 상기 로봇 청소기는, 본체; 피청소 영역 내에서 복수의 운전모드 중 선택된 어느 하나의 운전모드를 이용하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및 상기 본체로부터 미리 설정된 감지 거리 내에 존재하는 장애물을 검출하는 센싱부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 운전모드는, 상기 로봇 청소기에 미리 설정된 기본 운전모드와, 사용자가 상기 외부기기를 통해 주행 규칙을 입력하여 설정된 사용자 운전모드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 상기 센싱부가 장애물을 감지한 경우의 주행 패턴이되, 상기 주행 패턴은, 장애물에 범핑하는 것 또는 장애물을 회피하는 것 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 사용자에 의해 설정된 장애물 회피 거리일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 외부기기는, 사용자로부터 상기 장애물 회피 거리를 입력 받되, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 장애물과 상기 로봇 청소기가 충돌하여 범핑이 수행된 이후의 주행 패턴일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 패턴은, 상기 본체가 장애물의 외형을 따라 이동하는 것, 또는 상기 본체가 장애물의 반대 방향으로 이동 방향을 전환하는 것 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 상기 로봇 청소기가 피청소영역에서 지그재그 경로 주행하는 경우, 동일 주행선의 반복 주행 여부, 상기 반복 주행의 횟수 및 인접한 주행선 간의 간격 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 외부기기는, 사용자로부터 상기 인접한 주행선 간의 간격을 입력 받되, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 상기 로봇 청소기의 주행 속도, 흡입력 및 상기 본체에 구비된 브러쉬의 회전 속도 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주행 규칙은, 장애물의 등반 허용 여부 및 등반 높이 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

본 발명에 따르면, 로봇 청소기의 세분화된 주행 규칙을 사용자가 직접 외부기기를 통해 설정할 수 있는 바 사용자의 기호 다양성 또는 청소 환경의 다양성에 맞추어 청소 만족도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 기구 구성요소와 관련된 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 구성요소와 관련된 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 외부기기의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 청소 시스템의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 청소 시스템에 있어서, 나만의 주행모드에서 사용자가 설정 가능한 주행 규칙의 일 예시이다.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 청소 시스템에 있어서, 나만의 주행모드가 설정되는 제어 화면의 일 실시예를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 기구 구성요소와 관련된 일 실시예를 도시한 것이다.

참고로, 본 명세서에서는 로봇 청소기, 이동 로봇 및 자율 주행을 수행하는 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 피청소면을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 청소에는, 피청소면의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 피청소면을 걸레질하는 것이 포함된다.

로봇 청소기(100)는 본체(110), 흡입 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함한다.

본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(1800) 및 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠 유닛(111)이 구비된다. 휠 유닛(111)에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.

휠 유닛(111)은 메인 휠 및 서브 휠을 포함한다.

메인 휠은 본체(110)의 양측에 각각 구비되어, 제어부의 제어 신호에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 각각의 메인 휠은 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 메인 휠은 서로 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다.

서브 휠은 메인 휠과 함께 본체(110)를 지지하며, 메인 휠에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다. 이러한 서브 휠은 후술하는 흡입 유닛(120)에도 구비될 수 있다.

살펴본 바와 같이, 제어부가 휠 유닛(111)의 구동을 제어함으로써, 로봇 청소기(100)는 피청소면을 자율 주행하도록 이루어진다.

한편, 본체(110)에는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리가 장착된다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 본체(110)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.

흡입 유닛(120)은 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하도록 이루어진다. 상기 일측은 상기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.

본 도면에서는, 흡입 유닛(120)이 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측면으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 흡입 유닛(120)의 전단부는 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 흡입 유닛(120)의 좌우 양단부는 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.

본체(110)가 원형으로 형성되고, 흡입 유닛(120)의 후단부 양측이 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 본체(110)와 흡입 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 본체(110)의 좌우 양단부와 흡입 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 로봇 청소기(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.

상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버부재(129)가 상기 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(129)는 본체(110) 또는 흡입 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 흡입 유닛(120)의 후단부 양측에 각각 커버부재(129)가 돌출 형성되어, 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치된 것을 보이고 있다.

커버부재(129)는 상기 빈 공간, 즉 본체(110)와 흡입 유닛(120) 간의 빈 공간의 적어도 일부를 메우도록 배치된다. 따라서, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 것이 방지되거나, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이더라도 장애물로부터 용이하게 이탈 가능한 구조가 구현될 수 있다.

흡입 유닛(120)에서 돌출 형성된 커버부재(129)는 본체(110)의 외주면에 지지될 수 있다. 만일, 커버부재(129)가 본체(110)에서 돌출 형성되는 경우라면, 커버부재(129)는 흡입 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 흡입 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 있다.

흡입 유닛(120)은 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 흡입 유닛(120)이 본체(110)에서 분리되면, 분리된 흡입 유닛(120)을 대체하여 걸레 모듈이 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

따라서, 사용자는 피청소면의 먼지를 제거하고자 하는 경우에는 본체(110)에 흡입 유닛(120)을 장착하고, 피청소면을 닦고자 하는 경우에는 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.

흡입 유닛(120)이 본체(110)에 장착시, 상술한 커버부재(129)에 의해 상기 장착이 가이드될 수 있다. 즉, 커버부재(129)가 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치됨으로써, 본체(110)에 대한 흡입 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.

본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 흡입 유닛(120)이 위치하는 본체(110)의 일측, 즉 본체(110)의 앞쪽에 배치될 수 있다.

센싱 유닛(130)은 본체(110)의 상하 방향으로 흡입 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 흡입 유닛(120)의 상부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 흡입 유닛(120)이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.

센싱 유닛(130)은 이러한 감지 기능 외의 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성된다. 이에 대하여는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.

본체(110)에는 먼지통 수용부가 구비되며, 먼지통 수용부에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다. 도시된 바와 같이, 먼지통 수용부는 본체(110)의 타측, 즉 본체(110)의 뒤쪽에 형성될 수 있다.

먼지통(140)의 일부는 먼지통 수용부에 수용되되, 먼지통(140)의 다른 일부는 본체(110)의 후방[즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R)]을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.

먼지통(140)에는 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 먼지통 수용부에 먼지통(140)이 장착시 입구와 출구는 먼지통 수용부의 내측벽에 형성된 제1 및 제2 개구와 각각 연통되도록 구성된다.

본체(110) 내부의 흡기유로는 흡입 유닛에 마련되는 공기 유입구부터 제1 개구까지의 유로에 해당하며, 배기유로는 제2 개구부터 공기가 본체(110) 외부로 배출되는 배기구까지의 유로에 해당한다.

이러한 연결관계에 따라, 흡입 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 본체(110) 내부의 흡기유로를 거쳐, 먼지통(140)으로 유입되고, 먼지통(140)의 필터 내지는 사이클론을 거치면서 공기와 먼지가 상호 분리된다. 먼지는 먼지통(140)에 집진되며, 공기는 먼지통(140)에서 배출된 후 본체(110) 내부의 배기유로를 거쳐 최종적으로 배기구를 통하여 외부로 배출된다.

도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 구성요소와 관련된 일 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100) 또는 이동 로봇은, 통신부(1100), 입력부(1200), 구동부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800) 및 청소부(1900) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

이때, 도 2에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 로봇 청소기가 구현될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급한다.

전원부(1600)는 로봇 청소기에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 로봇 청소기가 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.

이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(1500)는 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.

배터리는 로봇 청소기 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 로봇 청소기는 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.

한편, 구동부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 구동부(1300)는 로봇 청소기의 본체를 전후좌우로 이동시키거나, 곡선주행 시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.

한편, 입력부(1200)는 사용자로부터 로봇 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(1200)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(1200)는 청소시작 버튼, 충전대 복귀 버튼 등을 포함할 수 있다.

또한, 입력부(1200)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.

한편, 출력부(1500)는, 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.

또한, 출력부(1500)는, 센싱부(1400)가 검출한 로봇 청소기 내부의 상태 정보, 예를 들어 로봇 청소기에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 센싱부(1400)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(1500)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

출력부(1500)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 로봇 청소기의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.

이때, 음향 출력 수단은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(1500)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 로봇 청소기는 출력부(1500)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(1100)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.

한편, 통신부(1100)는 외부기기(단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 가전 기기 등)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.

통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 외부기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 외부기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하다.

일 예로, 외부기기는 휴대가 용이한 무선 통신 전자 기기로서 휴대전화, PDA, 랩탑, 디지털 카메라, 게임기, 전자책 등이 될 수 있다.

한편, 메모리(1700)는 로봇 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.

상기 메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.

한편, 센싱부(1400)는, 충격 센서, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 하부 카메라 센서, 상부 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

충격 센서는 본체의 외면 중 적어도 하나의 지점에 설치될 수 있으며, 상기 지점에 인가되는 물리력을 감지할 수 있다.

일 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 전방을 지향할 수 있다. 또 다른 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 후방을 지향할 수 있다. 또 다른 예에서, 충격 센서는 본체의 외면에 배치되어, 상기 본체의 좌측 또는 우측을 지향할 수 있다.

외부 신호 감지 센서는 로봇 청소기의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.

로봇 청소기는 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 로봇 청소기가 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 로봇 청소기는 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기의 전방, 구체적으로 로봇 청소기의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 로봇 청소기의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 본체의 이동 방향 전방에 미리 설정된 감지 거리 이내에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 로봇 청소기의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다.

전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 로봇 청소기는 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.

일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(1800)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(1800)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.

일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 로봇 청소기의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다.

이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 로봇 청소기의 전면에 설치될 수 있다.

즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.

또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.

일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.

적외선 센서는 초음파 센서와 함께 로봇 청소기의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 로봇 청소기의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 로봇 청소기는 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.

한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 로봇 청소기의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.

즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 로봇 청소기의 배면에 설치되되, 로봇 청소기의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 로봇 청소기의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.

일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 로봇 청소기의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.

예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.

PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.

PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.

제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.

한편, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.

다른 예로, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 로봇 청소기의 들림 현상을 판단할 수도 있다.

한편, 하부 카메라 센서는, 로봇 청소기의 배면에 구비되어, 이동 중 하방, 즉, 바닥면(또는 피청소면)에 대한 이미지 정보를 획득한다. 하부 카메라 센서는, 다른 말로 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)라 칭하기도 한다. 하부 카메라 센서는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(1700)에 저장될 수 있다.

또한, 하나 이상의 광원이 이미지 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 로봇 청소기가 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 로봇 청소기가 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다. 하부 카메라 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 로봇 청소기의 미끄러짐과 무관하게 로봇 청소기의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 하부 카메라 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 로봇 청소기의 위치를 산출할 수 있다. 하부 카메라 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(1800)는 다른 수단에 의해 산출한 로봇 청소기의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.

한편, 상부 카메라 센서는 로봇 청소기의 상방이나 전방을 향하도록 설치되어 로봇 청소기 주변을 촬영할 수 있다.

로봇 청소기가 복수의 상부 카메라 센서들을 구비하는 경우, 카메라 센서들은 일정 거리 또는 일정 각도로 로봇 청소기의 상부나 옆면에 형성될 수 있다.

3차원 카메라 센서는 로봇 청소기의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.

즉, 3차원 카메라 센서는 로봇 청소기와 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.

구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.

일 실시예에서 3차원 카메라 센서는 기존의 2차원 영상을 획득하는 카메라를 2개 이상 구비하여, 상기 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합하여, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 실시예에 따른 3차원 카메라 센서는 본체의 전방을 향해 하측으로 제1 패턴의 광을 조사하는 제1 패턴 조사부와, 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제2 패턴의 광을 조사하는 제2 패턴 조사부 및 본체의 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 영상 획득부는 상기 제1 패턴의 광과 상기 제2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득할 수 있다.

또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 적외선 패턴을 조사하는 적외선 패턴 방출부를 구비하고, 적외선 패턴 방출부에서 조사된 적외선 패턴이 피촬영 대상체에 투영된 모양을 캡쳐함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 IR(Infra Red) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.

또 다른 실시예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 빛을 방출하는 발광부를 구비하고, 발광부에서 방출되는 레이저 중 피촬영 대상체로부터 반사되는 일부를 수신하며, 수신된 레이저를 분석함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.

구체적으로, 위와 같은 3차원 카메라 센서의 레이저는 적어도 일방향으로 연장된 형태의 레이저를 조사하도록 구성된다. 일 예에서, 상기 3차원 카메라 센서는 제1 및 제2 레이저를 구비할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 서로 교차하는 직선 형태의 레이저를 조사하고, 제2 레이저는 단일의 직선 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따르면, 최하단 레이저는 바닥 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용되고, 최상단 레이저는 상부의 장애물을 감지하는 데에 이용되며, 최하단 레이저와 최상단 레이저 사이의 중간 레이저는 중간 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용된다.

도 3은 본 발명에 따른 외부기기의 일 실시예를 도시한 것이다.

외부기기(2000)는, 서버, 로봇 청소기 등 다른 전자기기와 데이터를 교환하는 무선 통신부(2100), 및, 로봇 청소기를 제어하기 위한 애플리케이션(Application)을 실행하는 사용자의 입력에 따라, 애플리케이션의 화면이 디스플레이부(2510)에 표시되도록 제어하는 제어부(2800)를 포함할 수 있다.

또한, 외부기기(2000)는 A/V(Audio/Video) 입력부(2200), 사용자 입력부(2300), 센싱부(2400), 출력부(2500), 메모리(2600), 인터페이스부(2700) 및 전원 공급부(2900)를 더 포함할 수 있다.

한편, 무선 통신부(2100)는, 로봇 청소기로부터 직접 위치 정보, 상태 정보 등을 수신하거나, 서버를 통하여 로봇 청소기의 위치 정보, 상태 정보 등을 수신할 수 있다.

한편, 무선 통신부(2100)는, 방송수신 모듈(2110), 이동통신 모듈(2130), 무선 인터넷 모듈(2150), 근거리 통신 모듈(2170), 및 GPS 모듈(2190) 등을 포함할 수 있다.

방송수신 모듈(2110)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다.

방송수신 모듈(2110)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(2600)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(2130)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(2150)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(2150)은 로봇 청소기를 제어하는 외부기기(2000)에 내장되거나 외장될 수 있다. 예를 들어, 무선 인터넷 모듈(2150)은, 와이파이(WiFi) 기반의 무선 통신 또는 와이파이 다이렉트(WiFi Direct) 기반의 무선 통신을 수행할 수 있다.

근거리 통신 모듈(2170)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

이러한, 근거리 통신 모듈(2170)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 로봇 청소기를 제어하는 외부기기(2000)와 무선 통신 시스템 사이, 상기 외부기기(2000)와 다른 로봇 청소기의 외부기기 사이, 또는 상기 외부기기(2000)와 다른 이동 단말기, 또는 외부서버가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

GPS(Global Position System) 모듈(2190)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.

한편, 무선 통신부(2100)는 하나 이상의 통신 모듈을 이용하여 서버와 데이터를 교환할 수 있다.

무선 통신부(2100)는 무선 통신을 위한 안테나(2105)를 포함할 수 있고, 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나를 포함할 수 있다.

A/V(Audio/Video) 입력부(2200)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(2210)와 마이크(2230) 등이 포함될 수 있다.

사용자 입력부(2300)는 사용자가 외부기기(2000)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 사용자 입력부(2300)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이부(2510)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.

센싱부(2400)는 상기 외부기기(2000)의 개폐 상태, 외부기기(2000)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 상기 외부기기(2000)의 현 상태를 감지하여 외부기기(2000)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.

센싱부(2400)는, 근접 센서(2410), 압력 센서(2430), 및 모션 센서(2450) 등을 포함할 수 있다. 모션 센서(2450)는 가속도 센서, 자이로 센서, 중력 센서 등을 이용하여 외부기기(2000)의 움직임이나 위치 등을 감지할 수 있다. 특히, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향(각도)을 감지할 수 있다.

출력부(2500)는 디스플레이부(2510), 음향출력 모듈(2530), 알람부(2550), 및 햅틱(haptic) 모듈(2570) 등을 포함할 수 있다.

한편, 디스플레이부(2510)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(2510)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.

이때는, 디스플레이부(2510)에 로봇 청소기를 제어하는 제어 명령과 관련된 설정값을 사용자로부터 입력 받기 위한 화면이 표시될 수 있고, 상기 사용자 입력에 따라 화면이 다른 화면으로 전환되어 표시되는 등 외부기기(2000)에서 처리되는 정보가 표시 출력될 수 있다.

즉, 디스플레이부(2510)는 사용자의 터치 입력에 의한 정보를 받아들이는 역할을 하는 동시에 후술할 제어부(2800)에서 처리되는 정보를 표시하는 역할 또한 할 수 있다.

디스플레이부(2510)에는 로봇 청소기를 제어하기 위한 제어 신호와 관련된 사용자 입력을 입력 받을 수 있는 제어 화면이 표시될 수 있다. 여기서, 상기 제어 화면에는, 상기 무선 통신부(2100)를 통하여 수신한 로봇 청소기의 상태에 관한 정보가 표시될 수 있다.

음향출력 모듈(2530)은 무선 통신부(2100)로부터 수신되거나 메모리(2600)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(2530)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(2550)는 외부기기(2000)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다.

햅틱 모듈(2570)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(2570)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다.

메모리(2600)는 제어부(2800)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.

인터페이스부(2700)는 외부기기(2000)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(2700)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 외부기기(2000) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 외부기기(2000) 내부의 데이터가 외부 기기(예를 들어, 로봇 청소기)로 전송되도록 할 수 있다.

제어부(2800)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 외부기기(2000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(2800)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(2810)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(2810)은 제어부(2800) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(2800)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.

또한, 제어부(2800)는 디스플레이부(2510) 상에 로봇 청소기를 제어하기 위한 제어 화면을 표시할 수 있고, 사용자의 터치 입력에 따라 제어 화면을 다른 제어 화면으로 전환할 수 있으며, 디스플레이부(2510)를 통해 입력된 사용자 입력를 기초로 로봇 청소기를 제어하는 제어 신호를 로봇 청소기로 전달할 수 있다.

이하부터는, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 청소 시스템(100)에 대해 설명한다.

도 4는, 본 발명에 따른 청소 시스템의 일 실시예를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 청소 시스템(100)은 로봇 청소기(1000) 및 로봇 청소기(1000)와 통신하는 외부기기(2000)를 포함할 수 있다.

사용자는 외부기기(2000)를 이용하여 로봇 청소기(1000)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 외부기기(2000)의 메모리(2600)에는 로봇 청소기 제어용 어플리케이션이 저장될 수 있다. 사용자가 상기 어플리케이션을 실행시키면 외부기기(2000)의 디스플레이부(2510)에 로봇 청소기(1000)의 제어를 위한 제어 화면이 표시될 수 있다.

사용자는 제어 화면(2510)에 표시되는 복수의 운전모드 중 어느 하나의 운전모드를 선택할 수 있다. 사용자가 선택한 운전모드의 제어 정보는 로봇 청소기(1000)에 통신으로 전달된다. 로봇 청소기(1000)의 제어부(1800)는 사용자가 선택한 운전모드에 따라 로봇 청소기(1000) 각 구성의 동작을 제어한다. 예를 들어, 구동부(1300)는 상기 선택된 운전모드에 따라 본체(110)를 이동시킬 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 청소 시스템에 있어서, 나만의 주행모드에서 사용자가 설정 가능한 주행 규칙의 일 예시이고, 도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 청소 시스템에 있어서, 나만의 주행모드가 설정되는 제어 화면의 일 실시예를 도시한 것이다.

이하에서, 도면에 표시된 나만의 주행모드는, 본 발명 명세서에서 기재되는 사용자 운전모드와 동일한 의미로 사용된다.

도 6을 참조하면, 외부기기(2000)를 통해 선택 가능한 복수의 운전모드는, 로봇 청소기(1000)에 미리 설정된 기본 운전모드와, 사용자가 직접 다수의 주행 규칙을 조합하여 설정하도록 구성된 사용자 운전모드(나만의 주행모드)를 포함한다.

사용자는 외부기기(2000)의 제어 화면을 조작하여 나만의 주행모드를 켜거나 끌 수 있다. 나만의 주행모드를 켠 경우 다수의 주행 규칙에 대해 직접 설정할 수 있도록 상기 제어 화면이 전환될 수 있다.

기본 운전모드와 사용자 운전모드는 다수의 주행 규칙에 대한 조합으로 구성된다.

상기 주행 규칙은, 장애물 감지시의 주행 패턴, 장애물 회피 거리, 주행 형태, 동일 주행선의 반복 주행 여부와 그 횟수, 주행선 간격, 주행 속도, 흡입력, 브러쉬의 회전 속도 등을 포함할 수 있다. 운전모드는 상기한 예시보다 많은 주행 규칙을 포함하거나 그보다 적은 주행규칙으로 이루어질 수 있다.

기본 운전모드는 상기 주행 규칙들에 대한 설정값이 모두 미리 정해져 있는 운전모드이다. 기본 운전모드는 예를 들어, 빠른 청소모드, 보통 청소모드, 꼼꼼 청소모드와 같이 청소의 완성도(또는 만족도)를 달리하는 복수의 운전모드로 구성될 수 있다. 빠른 청소모드는 피청소면에 대한 반복청소를 줄여 청소 만족도가 낮아지더라도 빠른 청소 완료가 가능하도록 주행 규칙의 설정값들이 미리 정해져 있을 수 있다. 꼼꼼 청소모드는 청소 시간이 다소 증가하더라도 반복청소 횟수를 늘려 청소 만족도를 높이도록 주행 규칙의 설정값들이 미리 정해져 있을 수 있다.

사용자 운전모드는, 사용자가 외부기기(2000)의 제어 화면에서 사용자 운전모드를 선택했을 때 상기 주행 규칙들이 한 화면에 나열되어 표시되도록 구현될 수 있다. 또는, 다수의 주행 규칙이 상위 성격별로 그룹핑되어 제어 화면에 단계별로 표시되도록 구현될 수도 있다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예로서 상위 그룹은 장애물 대응, 주행 방식 및 청소부 설정으로 그룹핑될 수 있다. 이때, 상위 그룹에 포함된 각각의 하위 주행 규칙들이 사용자에 의해 설정될 수 있다.

도 5 및 도 6 내지 도 13을 참고하여 사용자가 설정 가능한 각각의 주행 규칙에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 5와 도 7을 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 로봇 청소기(1000)의 센싱부(1400)가 장애물을 감지한 경우의 주행 패턴을 포함할 수 있다. 이때, 상기 주행 패턴은, 로봇 청소기(1000)가 장애물에 대해 범핑하는 것 또는 장애물을 회피하는 것 중 어느 하나일 수 있다.

범핑(bumping)은, 센싱부(1400)가 장애물을 인식한 후 로봇 청소기(1000)가 속도를 줄여 장애물에 약하게 충돌(soft bumping)하는 것을 의미한다. 이때, 잘 알려진 바와 같이, 본체(110)가 받는 충격을 흡수하도록 본체(110)의 전면에는 범퍼(bumper)가 구비될 수 있다.

회피는, 센싱부(1400)가 장애물을 인식한 후 로봇 청소기(1000)가 장애물과 충돌하지 않도록 이동 방향을 전환하는 것을 의미한다. 이때, 구동부(1300)는 센싱부(1400)가 측정하는 장애물과 본체(110) 사이의 거리가 상기 회피 거리에 이르면 이동 방향을 전환할 수 있다.

이러한 구성으로, 사용자는 자신이 원하는 바에 따라 장애물에 대한 대응을 선택할 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

도 5를 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 장애물 회피 거리를 포함할 수 있다.

장애물 회피 거리는, 앞서 장애물에 대한 대응으로 회피를 선택한 경우에 한하여 설정될 수 있다. 구동부(1300)는 장애물과 본체(110)와의 거리가 장애물 회피 거리에 이르면 이동 방향을 전환할 수 있다.

사용자의 성향에 따라 장애물에 인접할 때까지 청소가 수행되는 것을 선호할 수도 있고, 장애물과의 완벽한 충돌 방지를 위해 충분한 회피 거리를 선호할 수도 있다. 본 발명 실시예와 같이 장애물 회피 거리를 사용자가 스스로 설정 가능한 경우 이러한 다양한 선호를 만족시킬 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

한편, 외부기기(2000)는, 사용자로부터 장애물 회피 거리를 입력 받는 경우에, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내할 수 있다. 구체적으로 도 5를 참조하면, 장애물 회피 거리는 기 설정된 최소 거리보다 크고 최대 거리보다 작은 범위에서만 입력 또는 선택 가능하도록 구현될 수 있다. 이는, 최소 거리를 통해 본체(110)가 장애물과 충돌하는 것을 방지하며, 최대 거리를 통해 장애물 인접 영역의 청소가 미흡하게 되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 5와 도 8을 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 장애물과 로봇 청소기(1000)가 충돌하여 범핑이 수행된 이후의 주행 패턴을 포함할 수 있다.

범핑 이후의 주행 패턴은, 앞서 장애물에 대한 대응으로 범핑을 선택한 경우에 한하여 설정될 수 있다. 이때, 상기 주행 패턴은, 벽면 추종(wall following) 주행 또는 이동 방향 전환 중 어느 하나일 수 있다.

벽면 추종 주행이란, 본체(110)가 장애물의 외형을 따라 이동하는 것을 의미한다.

이동 방향 전환은, 장애물이 존재하는 방향과 반대 방향으로 본체(110)가 이동 방향을 변경하는 것을 의미한다. 예를 들어, 전방 장애물과 범핑시 본체(110)는 후진 이동할 수 있다.

사용자의 성향에 따라 장애물(예를 들어, 식탁 다리 등)과 범핑한 이후에 장애물의 가장자리를 따라 이동하면서 완전히 청소를 수행하기를 원할 수도 있고, 장애물 외관의 스크래치(scratch) 등을 우려하여 약한 범핑 수행 후 본체(110)의 이동 방향이 전환되기를 원할 수도 있다. 본 발명 실시예와 같이 벽면 추종 주행과 이동 방향 전환 중 사용자가 선택 가능한 경우 이러한 다양한 선호를 만족시킬 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

도 5와 도 9를 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 장애물의 등반과 관련된 것으로서, 장애물의 등반 허용 여부 및 등반 높이 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

사용자의 성향에 따라 높이가 낮은 장애물(예를 들어, 낮은 매트, 낮은 문턱 등)에 대해 로봇 청소기(1000)의 등반을 원하지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예와 같이 장애물의 등반 여부를 사용자가 선택 가능한 경우 이러한 사용자의 선호를 반영할 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

사용자는, 장애물의 등반을 허용한 경우, 등반 높이를 설정할 수 있다. 다시 말해, 사용자가 지정한 등반 높이보다 높은 경우에 한해 등반을 제한하도록 설정하는 것이다. 이로써, 사용자는 현재 청소가 수행될 공간의 상태에 따라 장애물 등반 높이를 언제든지 변경할 수 있으므로 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

여기까지 장애물 대응과 관련된 주행 규칙에 대해 설명하였다.

본 발명의 바람직한 실시예는, 특히 장애물 대응과 관련된 복수의 주행 규칙을 사용자가 직접 설정할 수 있도록 구성되는 데 특징이 있다. 이로써, 각자 상이한 장애물이 존재하는 댁내 환경에 최적화된 청소 옵션이 만들어질 수 있다는 이점을 가진다. 이는 기존에 제공되던 정형화된 기본 운전모드만으로는 구현될 수 없는 이점으로써 각각의 세분화된 주행 규칙의 조합에 의해 만들어지는 사용자 운전모드에 의해서만 달성 가능한 효과이다.

뿐만 아니라, 댁내 피청소 영역의 환경은 고정된 것이 아니라 인테리어 변화나 생활 환경의 변화와 함께 변화되는 것으로서, 사용자는 본 발명 실시예의 로봇 청소기를 통해 피청소 영역의 변화된 환경에 맞춰 사용자 운전모드를 언제든 재지정할 수 있는 바, 항상 최상의 청소 만족도가 유지될 수 있는 이점이 있다.

도 5와 도 10을 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙으로서, 로봇 청소기(1000)가 피청소영역에서 지그재그 경로 주행하는 경우와 관련된 주행 규칙을 포함할 수 있다.

예를 들어, 주행 규칙은 동일 주행선의 반복 주행 여부를 포함할 수 있다.

사용자의 성향에 따라 지그재그 경로 주행시 하나의 주행선을 한번만 주행하는 것을 원할 수도 있고, 이와 대조적으로 하나의 주행선을 여러 번 반복 주행하여 보다 완벽한 청소가 수행되기르 원할 수도 있다.

본 발명의 실시예와 같이 반복 주행 여부를 선택 가능한 경우 이러한 사용자의 선호를 반영할 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다. 한편, 반복 주행을 설정하는 경우 사용자는 상기 반복 주행의 횟수 또한 원하는 횟수로 설정할 수 있다.

한편, 예를 들어, 주행 규칙은 인접한 주행선 간의 간격을 포함할 수 있다.

이때, 외부기기(2000)는, 사용자로부터 상기 인접한 주행선 간의 간격을 입력 받는 경우에, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내할 수 있다. 구체적으로 도 5를 참조하면, 인접한 주행선 간의 간격은 기 설정된 최소 거리보다 크고 최대 거리보다 작은 범위에서만 입력 또는 선택 가능하도록 구현될 수 있다. 이는, 최소 거리를 통해 청소 영역의 지나친 중복을 방지 및 청소 시간을 단축하며, 최대 거리를 통해 미청소 영역이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 5와 도 11을 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 로봇 청소기(1000)의 주행 속도를 포함할 수 있다. 사용자가 외부기기(2000)를 통해 주행 속도를 설정하면, 구동부(1300)와 연결된 모터의 회전 속도가 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다.

이때, 도 11에서는, 주행 속도를 3단계로 제시하여 사용자가 선택하는 것으로 도시되었으나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 주행 속도의 단계는 더 세분화될 수 있다.

도 5와 도 12를 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 흡입 유닛(120)의 흡입력을 포함할 수 있다. 사용자가 외부기기(2000)를 통해 흡입 유닛(120)의 흡입력을 설정하면, 흡입 유닛(120)과 연결된 팬 모터의 회전 속도가 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다.

이때, 도 12에서는, 흡입력을 3개의 강도로 제시하여 사용자가 선택하는 것으로 도시되었으나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 흡입력의 강도는 더 세분화될 수 있다.

도 5와 도 13을 참조하면, 사용자 운전모드에서 설정 가능한 주행 규칙은, 본체(110)에 구비된 브러쉬의 회전 속도를 포함할 수 있다.

흡입 유닛(12)의 공기 유입구에는 피청소면의 효율적인 청소를 위해 외면에 브러쉬가 부착된 브러쉬 드럼(brush drum)이 구비될 수 있다. 브러쉬 드럼이 회전하면 브러쉬가 함께 회전하면서 피청소면에 부착된 이물질을 긁어낼 수 있으며 이를 통해 피청소면에서 떨어져 나온 이물질이 흡입 유닛(120)에 쉽게 흡입될 수 있다.

사용자가 외부기기(2000)를 통해 브러쉬의 회전 속도를 설정하면, 상기 브러쉬 드럼과 연결된 모터의 회전 속도가 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다.

이때, 도 13에서는, 브러쉬의 회전 속도를 3단계로 제시하여 사용자가 선택하는 것으로 도시되었으나 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 브러쉬의 회전 속도의 단계는 더 세분화될 수 있다.

본 발명 실시예에서는 이처럼 다양한 주행 규칙을 사용자가 설정할 수 있는 바, 로봇 청소기 사용에 대한 편의성이 향상된다.

앞에서는 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.

100: 청소 시스템
1000: 로봇 청소기
110: 본체
1300: 구동부
1400: 센싱부
2000: 외부기기

Claims

로봇 청소기 및, 상기 로봇 청소기와 통신하는 외부기기를 포함하는 청소 시스템으로서,
상기 로봇 청소기는,
본체;
피청소 영역 내에서 복수의 운전모드 중 선택된 어느 하나의 운전모드를 이용하여 상기 본체를 이동시키는 구동부; 및
상기 본체로부터 미리 설정된 감지 거리 내에 존재하는 장애물을 검출하는 센싱부;를 포함하고,
상기 복수의 운전모드는,
상기 로봇 청소기에 미리 설정된 기본 운전모드와, 사용자가 상기 외부기기를 통해 주행 규칙을 입력하여 설정된 사용자 운전모드를 포함하는,
청소 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
상기 센싱부가 장애물을 감지한 경우의 주행 패턴이되,
상기 주행 패턴은,
장애물에 범핑하는 것 또는 장애물을 회피하는 것 중 어느 하나인,
청소기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
사용자에 의해 설정된 장애물 회피 거리인,
청소기 시스템.
제3항에 있어서,
상기 외부기기는,
사용자로부터 상기 장애물 회피 거리를 입력 받되, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내하는,
청소기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
장애물과 상기 로봇 청소기가 충돌하여 범핑이 수행된 이후의 주행 패턴인,
청소기 시스템.
제5항에 있어서,
상기 주행 패턴은,
상기 본체가 장애물의 외형을 따라 이동하는 것, 또는 상기 본체가 장애물의 반대 방향으로 이동 방향을 전환하는 것 중 어느 하나인,
청소기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
상기 로봇 청소기가 피청소영역에서 지그재그 경로 주행하는 경우,
동일 주행선의 반복 주행 여부, 상기 반복 주행의 횟수 및 인접한 주행선 간의 간격 중 적어도 하나 이상인,
청소기 시스템.
제7항에 있어서,
상기 외부기기는,
사용자로부터 상기 인접한 주행선 간의 간격을 입력 받되, 기 설정된 범위 이내의 값에 한하여 입력 가능하도록 안내하는,
청소기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
상기 로봇 청소기의 주행 속도, 흡입력 및 상기 본체에 구비된 브러쉬의 회전 속도 중 적어도 하나 이상인,
청소기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 주행 규칙은,
장애물의 등반 허용 여부 및 등반 높이 중 적어도 하나 이상인,
청소기 시스템.