WO2016047935A1 - 먼지 센서, 먼지 측정 장치, 로봇 청소기 및 그들의 제어 방법 - Google Patents

먼지 센서, 먼지 측정 장치, 로봇 청소기 및 그들의 제어 방법 Download PDF

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WO2016047935A1
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dust
unit
light
window
robot cleaner
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PCT/KR2015/009339
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허주표
김성균
이기용
정지훈
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에브리봇 주식회사
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    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block

Definitions

  • the present invention relates to a dust sensor for detecting dust, a dust measuring device for measuring the amount of dust using the dust sensor, a robot cleaner for free running and cleaning, and a control method thereof.
  • the air quality of the living room or the room that spends a lot of time at home seems to be related to health.
  • the general home is provided with a dust measuring device for measuring the degree of dust pollution inside the room, and induces to clean the indoor air according to the measurement.
  • the conventional dust measuring method was a method of measuring the amount of suspended dust in the air in a sealed environment where no external light enters.
  • the conventional dust measuring method is suitable for a solution such as an air cleaner and not for a robot cleaner for cleaning the floor.
  • the present invention has been made in accordance with the above-described needs, and an object of the present invention is to provide a dust sensor, a dust measuring device, a robot cleaner and a control method thereof that can detect dust in an environment exposed to the outside.
  • Dust measuring apparatus for achieving the above object, the window portion is exposed to the outside through the opening of the main body, the dust accumulated in the outside, the light emitting portion in the window And a controller configured to measure the amount of dust accumulated in the window unit based on the intensity of the emitted light and the intensity of the received light.
  • the robot cleaner for achieving the above object, a driving unit for providing a driving force for driving the robot cleaner, a driving unit for driving the robot cleaner in accordance with the driving force, a plurality of cleaning A communication unit for receiving identification information of the dust measuring device and information on the amount of dust measured from each of the plurality of dust measuring devices located in the space, and a cleaning space to perform cleaning based on the received information, and determining the cleaning And a control unit for controlling the driving unit to travel to space.
  • the robot cleaner for achieving the above object, the main body forming the appearance of the robot cleaner, the window exposed to the outside through the opening of the main body to accumulate dust existing in the outside And a light emitting part emitting light from the window part, a light receiving part receiving light reflected from the window part, and an amount of dust accumulated in the window part based on the intensity of the emitted light and the intensity of the received light. It includes a control unit.
  • the window portion is exposed to the outside of the dust accumulated in the outside, the light emitting portion for emitting light to the window portion and the window portion And a light receiving unit configured to receive the light reflected from the window unit, wherein the window unit may have a predetermined curvature such that the incident emission light is refracted toward the outside when the emission light is incident on an area of the window unit where dust does not exist.
  • control method of the robot cleaner including a window portion exposed to the outside through the opening of the main body to accumulate dust existing in the outside, the step of emitting light to the window portion, receiving the light reflected from the window portion Step, measuring the amount of dust accumulated in the window portion based on the intensity of the emitted light and the intensity of the received light, and if the amount of the measured dust is greater than the amount of the predetermined dust, the power of the robot cleaner Turning on to perform a cleaning run.
  • a dust sensor capable of detecting dust in an environment exposed to the outside and accurately calculating an amount of dust accumulated in a window portion, a dust measuring device having the dust sensor, It is possible to provide a robot cleaner having the dust sensor.
  • the robot cleaner may automatically provide a robot cleaner to wake up when the amount of dust exceeds a predetermined amount.
  • a robot cleaner that performs communication with a dust measuring apparatus and determines a cleaning space in which a lot of dust exists according to the communication may be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a dust sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the dust sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 4 are diagrams illustrating light emission and light reception operations of the dust sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a dust measuring device having a dust sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a dust measuring apparatus having a dust sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view showing a dust measuring apparatus having a dust sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a dust measuring apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a view showing an output screen of the dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a bottom view illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a cleaning driving process of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a timing diagram illustrating a cleaning driving process of a robot cleaner according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a dust measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a timing diagram illustrating a cleaning driving process of a robot cleaner according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements or firmware / microcode, etc. that perform the functions. It is intended to include all methods of performing a function which are combined with appropriate circuitry for executing the software to perform the function.
  • the invention, as defined by these claims, is equivalent to what is understood from this specification, as any means capable of providing such functionality, as the functionality provided by the various enumerated means are combined, and in any manner required by the claims. It should be understood that.
  • the dust sensor 10 includes a dust sensor main body 11, a window part 12, a light emitting part 13 for emitting light to the window part 12, and the window part 13. It includes a light receiving unit 14 for receiving the light reflected from.
  • the window unit 12 may be exposed to an external space so that dust existing in the air may be accumulated on the air exposure surface of the window unit 12 and exposed to external light such as illumination light or sunlight.
  • the light emitter 13 is formed at one side of the window 12 that is opposite to the window 12, and emits light toward the window 12.
  • the light receiving unit 14 is formed on the other side opposite to the window unit 12, and when the light emitted from the light emitting unit 13 is reflected toward the window unit 12, it may receive the reflected light.
  • the light emitting unit 13 and the light receiving unit 14 may be preferably implemented as an infrared light emitting unit using an infrared light, an infrared light receiving unit.
  • the light emitting unit 13 and the light receiving unit 14 may be implemented as a device using other light, such as laser light.
  • the window part 12 may have a predetermined curvature, and the predetermined curvature may have a shape in which at least one surface is convex toward the external space.
  • the predetermined curvature may have a shape in which at least one surface is convex toward the external space.
  • the surface exposed to the external space of the window part 12 may be convex toward the external space.
  • the dust sensor 10 may accurately calculate the amount of dust accumulated in the window unit 12 by outputting an accurate sensing value. This will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4.
  • dust 15 may be accumulated on the externally exposed surface 12-1 of the window part 12, and the light emitting part 13 may emit light toward the window part 12.
  • the emission light 13-1 may pass through the window part 12 and be reflected by the dust 15 of the external exposure surface 12-1.
  • the reflected light 14-1 generated by the emission light 13-1 reflected by the dust may be received by the light receiving unit 14.
  • dust 15 may be accumulated on the externally exposed surface 12-1 of the window part 12, and the light emitting part 13 may emit light toward the window part 12.
  • the emission light 13-2 may penetrate the window part 12 to be incident on a region where dust 15 of the external exposure surface 12-1 does not exist.
  • the emission light 13-2 may not be reflected into the dust sensor 10 but may be refracted according to the predetermined curvature to emit an external space.
  • the dust sensor 10 reduces the amount of reflection reflected inside by the surface of the window portion 12, not the dust accumulated in the window portion 12, It is possible to reduce the reflection of other than dust in the sensing value of the dust sensor 10. Accordingly, the amount of dust accumulated in the window unit 12 can be accurately calculated based on the sensing value of the dust sensor 10.
  • the dust sensor 10 may be implemented as a module in which each of the window part 12, the light emitting part 13, and the light receiving part 14 is installed in the accommodation space of the main body 11.
  • the modular dust sensor 10 may be installed in various devices such as the dust measuring device 100, the robot cleaner 200, and the air cleaning device, and may be used as a sensor for measuring the amount of dust in the air.
  • the dust sensor 10 includes one light emitting unit 13 and one light receiving unit 14, but according to another example, the dust sensor 10 includes a plurality of dust sensors 10. The light emitting unit 13 and a plurality of light receiving units 14 may be included.
  • the dust measuring apparatus 100 includes a main body 20 forming an appearance of the dust measuring apparatus 100, and a window part 12 exposed through an opening of the main body 20.
  • the dust sensor 10 may be implemented with the dust sensor described above with reference to FIGS. 1 to 4, and is exposed to the outside through the opening of the dust measuring apparatus main body 20 to accumulate dust existing outside and at the same time, illumination light, solar
  • the window unit 12 may be exposed to external light such as light, the light emitting unit 13 emitting light to the window unit 12, and the light receiving unit 14 receiving the light reflected from the window unit.
  • the dust sensor 10 may be located above the main body 20 with respect to the fixed dust measuring apparatus 100 so that dust existing in the air may be well accumulated in the window unit 12. That is, when the dust sensor 10 is fixed, the window portion 12 of the dust sensor 10 may face upward.
  • the dust measuring apparatus 100 may measure the amount of dust accumulated in the window unit 12 using the sensing value of the dust sensor 10, and may utilize the measured amount of dust. This will be described in detail with reference to FIG. 8.
  • the dust measuring apparatus 100 may include a power supply unit 110, a storage unit 120, a light emission controller 130, a communication unit 140, a display unit 150, a controller 160, and a dust sensor 10. ), May include all or part of the illumination sensor 40.
  • the dust sensor 10 may be a sensor including the window part 12, the light emitting part 13, and the light receiving part 14 described above with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the power supply unit 110 supplies power to the dust measuring apparatus 100.
  • the power supply unit 110 may supply power for driving and operating the functional units constituting the dust measuring apparatus 100.
  • the power supply unit 110 may be implemented in the form of using the AC power supplied from the external power supply device, including the plug 111.
  • the present invention is not limited thereto, and the power supply unit 110 may be implemented as a rechargeable battery.
  • the storage unit 120 stores various programs and data for the operation of the dust measuring apparatus 100.
  • the storage unit 120 may store information for identifying each of the plurality of dust measuring apparatuses 100, such as a serial number of the dust measuring apparatus 100.
  • the storage unit 120 measures the amount of dust matching the amount of dust accumulated in the window unit 12 according to the intensity ratio of the received light of the light receiving unit 14 to the intensity of the emitted light of the light emitting unit 13.
  • Information can be stored. For example, it may be stored as shown in Table 1 below.
  • the storage 120 may store the information in the form of a lookup table (LUT).
  • LUT lookup table
  • the storage unit 120 may include random access memory (RAM), flash memory, read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electronically erasable and programmable ROM (EPROM), register, hard disk, removable disk, and memory.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EPROM erasable programmable ROM
  • EPROM electronically erasable and programmable ROM
  • register hard disk, removable disk, and memory.
  • the communication unit 140 may enable communication between the dust measurement apparatus 100 and an external device.
  • the communication unit 140 may enable communication between the dust measuring apparatus 100 and the robot cleaner 200 which performs autonomous driving and cleaning. Accordingly, the communication unit 140 may transmit the amount of dust measured to the robot cleaner 200.
  • the communication unit 140 is a wired / wireless communication module for communicating in a wireless or wired manner through a local area network (LAN) and an internet network, a USB interface module for communicating through a universal serial bus (USB) port, and 3G.
  • Mobile communication module to access and communicate with mobile communication networks according to various mobile communication standards such as 3rd Generation, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evoloution (LTE), Near Field Communication (NFC), Wi-Fi, It may include a short-range communication module for communicating through a short-range wireless communication method such as Zigbee, nRF.
  • the communication unit 140 may include a short range wireless communication chip (near field wireless communication module) for performing nRF or Bluetooth Low Energy (BLE) communication.
  • Bluetooth low energy is a wireless communication protocol used to transmit messages at low energy, and the BLE specification is defined in the Volume 6 of the Bluetooth Specification.
  • the display unit 150 may output dust-related information as data that can be visually recognized. For example, as illustrated in FIG. 9, the display unit 150 may quantify and output the amount of dust.
  • the display unit 150 may be a liquid crystal display, a thin film transistor-liquid crystal display, an organic light-emitting diode, a flexible display, or a three-dimensional display.
  • the display may be implemented as at least one of a 3D display, a transparent display, a head up display (HUD), a head mounted display (HMD), and a prism project display.
  • HUD head up display
  • HMD head mounted display
  • the illuminance sensor 40 may be exposed to the outside through an opening of the dust measuring apparatus main body 20 to sense external illuminance.
  • the illuminance sensor 40 may include a light receiving element composed of a device such as a photodiode for converting the intensity of the received light into a corresponding current.
  • the controller 160 controls the overall operation of the dust measuring apparatus 100.
  • the controller 160 may control all or part of the power supply unit 110, the storage unit 120, the communication unit 140, the display unit 150, the dust sensor 10, and the illumination sensor 40. .
  • control unit 160 is applied to Table 1 stored in the storage unit 120 based on the intensity of the emitted light of the light emitting unit 13 and the intensity of the received light of the light receiving unit 14 to the window portion of the dust sensor 10.
  • the amount of dust accumulated in (11) can be measured.
  • the intensity of the emitted light and the intensity of the received light may be calculated by the controller 160 measuring a current flowing through each of the light emitter 13 and the light receiver 14.
  • the controller 160 may control the power supplied to the light emitter 13 from the power so that the intensity of the emitted light of the light emitter 13 is constant.
  • the table shown in Table 1 may be a value measured by an experiment in a dark environment having less influence on external light such as illumination light, sunlight, etc., in order to accurately measure the amount of dust corresponding to the ratio. Therefore, as in the exemplary embodiment of the present invention, an error may occur in the calculated amount of dust in a case in which the window part 12 of the dust sensor 10 is exposed to external light and exposed to external light. Accordingly, according to an embodiment of the present disclosure, the controller 160 compensates the intensity of the received light of the light receiving unit 14 by using the sensing value of the illuminance sensor 20, and the intensity and emission of the compensated received light. The amount of dust accumulated in the window part 12 may be measured based on the light intensity. Accordingly, the controller 160 may measure the exact amount of dust by reflecting the influence of external light.
  • the controller 160 may control the communicator 140 to transmit the packet including the information about the measured amount of dust and identification information of the dust measuring apparatus to the robot cleaner 200 through nRF communication.
  • the controller 160 may control the communicator 140 to transmit the packet including the information about the measured amount of dust and identification information of the dust measuring apparatus to the robot cleaner 200 using BLE communication. .
  • the dust measuring apparatus 100 may serve as an advertiser defined by BLE.
  • the communication unit 140 may broadcast a packet including information on the amount of the measured dust and identification information of the dust measuring apparatus.
  • the communication unit 140 may always perform the broadcasting when the dust measuring apparatus 100 is powered on.
  • the communication unit 140 may perform the broadcasting when the measured amount of dust is larger than the preset amount of dust.
  • the broadcasting here has a communicable range and may be approximately 50-100 meters in radius.
  • the communication range may vary depending on various factors.
  • the robot cleaner 200 capable of BLE communication and located within the communicable range may receive a packet broadcast from the dust measuring apparatus 100.
  • the robot cleaner 200 which is not located within the communication range among the robot cleaners 200 capable of BLE communication may not receive the broadcast packet.
  • the robot cleaner 100 may determine a cleaning space in which cleaning is to be performed based on the received information according to the broadcasting, and may perform cleaning by driving to the determined cleaning space.
  • the robot cleaner 200 may receive a main body 30 structurally forming the exterior of the robot cleaner and a user input for manipulating the robot cleaner 200.
  • An input / output unit 210 including an input unit and an output unit for outputting robot cleaner-related information, main wheels 241 and 242 for enabling the robot cleaner 200 to move forward, backward, and rotate in a cleaning process; It may include auxiliary wheels (243, 244, 245) to rotate in accordance with the driving direction of the robot cleaner 200 to maintain a stable posture.
  • two main wheels 241 and 242 may be symmetrically disposed at left and right edges of a central area of the bottom of the main body 30.
  • the auxiliary wheels 243, 244, and 245 may be disposed at, for example, the front and rear ends of the bottom of the main body, and may be implemented as casters.
  • the robot cleaner 200 is exposed to the outside through the opening of the main body 30 to accumulate dust existing outside the window portion exposed to the external light such as illumination light, sunlight, etc. 12, a dust sensor 10 including a light emitting unit 13 for emitting light to the window unit 12 and a light receiving unit 14 for receiving the light reflected from the window unit.
  • the dust sensor 10 may be implemented with the dust sensor described above with reference to FIGS.
  • the dust sensor 10 may be positioned above the robot cleaner 200 so that dust existing in the air may be well accumulated in the window unit 12.
  • the robot cleaner 200 includes the main brush assembly 233 and the side brush assemblies 231 and 232 which perform dry cleaning to suck and remove free particles such as dust present on the surface to be cleaned. And a cleaner fixing part 234 capable of fixing the cleaner for performing wet cleaning to remove the foreign matter stuck to the surface to be cleaned using a liquid such as water or detergent.
  • the cleaner fixing part 234 may be disposed at the bottom of the bottom of the main body 30, the cleaner is implemented with a fiber material such as microfiber cloth, rag, non-woven fabric, brush, etc. to clean the foreign matter adhered to the surface to be cleaned is fixed Can be.
  • a fiber material such as microfiber cloth, rag, non-woven fabric, brush, etc.
  • the side brush assemblies 231 and 232 may sweep free particles such as dust present in corner portions of the bottom surface and dust adjacent to the wall surface to guide the main brush assembly 233.
  • two side brush assemblies 231 and 232 may be symmetrically disposed at left and right upper edges of the bottom of the main body 30, and the first side brush assemblies 231 positioned on the left side based on the bottom view. May rotate in a clockwise direction, and the second side brush assembly 232 located on the right side may rotate in a counterclockwise direction.
  • the main brush assembly 233 may sweep the free particles derived from the side brush assemblies 231 and 232 to the suction port.
  • one main brush assembly 233 may be disposed at, for example, a central region of the bottom surface of the main body 30.
  • the robot cleaner 200 may include a main body 30, an input / output unit 210, a driving unit 220, a cleaning unit 230, and a traveling unit 240 that form an exterior of the robot cleaner 200. ), The storage unit 250, the power supply unit 260, the sensor unit 270, the communication unit 280, the control unit 290, and all or part of the light emission control unit (not shown).
  • the input / output unit 210 includes an input unit for receiving a user input for operating the robot cleaner and an output unit for outputting robot cleaner related information.
  • the input unit may receive various user inputs such as a user input for manipulating on / off of the robot cleaner power, a user input for manipulating a cleaning mode of the robot cleaner, a user input for manipulating an operation or stop of the robot cleaner, and the like.
  • the input unit may include a key pad dome switch, a touch pad (constant voltage / capacitance), a jog wheel, a jog switch, and the like.
  • the output unit may output robot cleaner related information such as a battery state of the robot cleaner, a cleaning mode of the robot cleaner, and the like, and the output unit may be visually recognized and an audio output unit that outputs audible data. It may include a display unit for outputting data.
  • the audio output unit may be implemented as a speaker.
  • the display unit includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. It may be implemented by including at least one of a field emission display (FED), a 3D display, a transparent display.
  • FED field emission display
  • 3D display a transparent display.
  • the driving unit 220 may provide a driving force for driving each of the cleaning unit 230 and the driving unit 240.
  • the driving unit 220 may include a motor that rotates the main wheels of the driving unit 240 to drive the robot cleaner by driving the motor.
  • Each motor is connected to the main wheels so that the main wheels rotate, and the motors operate independently of each other and can rotate in both directions.
  • the driving unit 220 may include a motor for rotating the main brush assembly 233 and the side brush assemblies 231 and 232, respectively, so that the robot cleaner 200 may perform dry cleaning by driving the motor.
  • the driving unit 240 drives the robot cleaner 200 according to the driving of the driving unit 220.
  • the driving unit 240 may include the main wheels 241 and 242 to enable the moving operation such as forward, backward and rotation driving in the process of cleaning the robot cleaner 200 according to the driving of the driving unit 220. Can be.
  • the driving unit 240 may include auxiliary wheels 243, 244, and 245.
  • the auxiliary wheels 243, 244, 245 may support the main body of the robot cleaner 200, minimize friction with the bottom surface (cleaned surface), and smoothly run the robot cleaner 200.
  • the auxiliary wheels 243, 244, 245 may be implemented as a caster to rotate in accordance with the driving direction of the robot cleaner 200 to maintain the body in a stable posture.
  • the cleaning unit 230 cleans the cleaning area.
  • the cleaning unit 230 is a main brush assembly 233 for sweeping free particles such as dust present on the surface to be cleaned, such as the bottom surface to the suction port, and side brush assemblies 231 and 232 for cleaning the wall and the adjacent portion ).
  • the main brush assembly 233 may include a rotatable roller and a main brush installed to surround the outer circumferential surface of the roller.
  • the main brush may induce dust to flow into the suction port by stirring the dust accumulated on the bottom surface as the roller rotates.
  • the roller may be formed of a rigid rigid body.
  • the cleaning unit 230 is a suction unit (not shown) to generate a suction force in the suction port so that the free particles induced in the suction port is sucked in the suction port, to collect the dust introduced into the suction port by the suction unit It may include a dust collector (not shown).
  • the suction unit may be implemented as, for example, a suction motor.
  • the cleaning unit 230 may include a cleaner fixing unit 234 capable of fixing the cleaner for wet cleaning.
  • the cleaner fixing part 234 may be located below the main body.
  • the cleaner may be implemented with a fiber material such as a microfiber cloth, a rag, a non-woven fabric, a brush, etc., to wipe off the adhered foreign matter on the bottom surface.
  • the cleaning unit 230 may be further provided with a water supply unit (not shown) for improving the cleaning ability of the cleaner mop.
  • the storage unit 250 stores various programs and data for the operation of the robot cleaner 200.
  • the storage unit 250 may store the robot cleaner at least one of a cleaning map and a cleaning area.
  • the storage unit 250 measures the amount of dust matching the amount of dust accumulated in the window unit 12 according to the intensity ratio of the received light of the light receiving unit 14 to the intensity of the emitted light of the light emitting unit 13.
  • Information can be stored. For example, it may be stored as shown in Table 1 above.
  • the storage unit 250 may include a random access memory (RAM), a flash memory, a read only memory (ROM), an erasable programmable ROM (EPROM), an electronically erasable and programmable ROM (EPROM), a register, a hard disk, a removable disk, In addition to the built-in type of storage such as a memory card, the Universal Subscriber Identity Module (USIM) and the like, as well as a removable type of storage such as USB memory.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EPROM erasable programmable ROM
  • EPROM electronically erasable and programmable ROM
  • register a register
  • hard disk a hard disk
  • a removable disk In addition to the built-in type of storage such as a memory card, the Universal Subscriber Identity Module (USIM) and the like, as well as a removable type of storage such as USB memory.
  • USB memory Universal Subscriber Identity Module
  • the power supply unit 260 supplies power to the robot cleaner 200. Specifically, the power supply unit 260 supplies driving power to each of the functional units constituting the robot cleaner 200 and operating power according to whether the robot cleaner runs or performs cleaning. When the remaining power is insufficient, the power supply unit 260 moves to the charging station to charge it. It can be charged with current.
  • the power supply unit 160 may be implemented as a rechargeable battery.
  • the sensor unit 270 may sense various information about the cleaning driving of the robot cleaner 200.
  • the sensor unit 270 may include one or more sensors provided on the side of the main body 30 to detect a second obstacle that cannot be climbed such as a wall.
  • the sensor unit 270 may include one or more sensors positioned at the lower front and / or rear surface of the main body 30 to detect a first obstacle having a predetermined height such as a threshold.
  • the first and second obstacle sensing sensors may be implemented as, for example, an obstacle detection sensor or a camera sensor that transmits an infrared or ultrasonic signal to the outside and receives a signal reflected from the obstacle.
  • the sensor unit 270 may include a sensor for detecting a driving state such as a driving distance, a traveling speed, a driving acceleration, and the like of the robot cleaner 100, for example, an acceleration sensor.
  • the sensor unit 270 may include the above-described dust sensor 10 and the illuminance sensor 20.
  • the sensor unit 270 may transmit the sensing signal to the control unit 290.
  • the communication unit 280 may include one or more modules that enable wireless communication between the robot cleaner 100 and another wireless terminal or between the robot cleaner 100 and a network in which the other wireless terminal is located.
  • the communication unit 280 may communicate with a wireless terminal as a remote control device, and may include a short range communication module or a wireless internet module for this purpose.
  • the robot cleaner 200 may control an operation state or an operation method by the control signal received by the communication unit 280.
  • the terminal for controlling the robot cleaner 200 may include, for example, a smartphone, a tablet, a personal computer, a remote controller (remote control device), and the like, which can communicate with the robot cleaner 200.
  • the controller 290 controls the overall operation of the robot cleaner 200.
  • the control unit 290 includes the input / output unit 210, the driving unit 220, the cleaning unit 230, the driving unit 240, the storage unit 250, the power supply unit 260, the sensor unit 270, and the communication unit 280. You can control all or part of.
  • control unit 290 is applied to Table 1 stored in the storage unit 250 based on the intensity of the emitted light of the light emitting unit 13 and the intensity of the received light of the light receiving unit 14 to the window portion of the dust sensor 10.
  • the amount of dust accumulated in (11) can be measured.
  • the controller 290 compensates the intensity of the received light of the light receiving unit 14 by using the sensing value of the illuminance sensor 20, and compensates the intensity of the received light and the emitted light.
  • the amount of dust accumulated in the window portion 12 can be measured based on the intensity.
  • the controller 290 may control the driving unit 220 to control the robot cleaner 200 to perform a cleaning run.
  • a configuration for measuring the amount of dust even in a power-off state of the robot cleaner 200 for example, power is supplied to the dust sensor 10, the illuminance sensor 20, the control unit 290, and the like. Can be. If the amount of dust measured in the power off state is greater than the preset amount of dust, the controller 290 automatically turns on the power of the robot cleaner 200, and the power unit 260 cleans the dust.
  • Configuration for driving for example, the input and output unit 210, the driving unit 220, the cleaning unit 230, the driving unit 240, storage unit 250, power supply unit 260, sensor unit 270, communication unit ( 280 may be supplied with power. Accordingly, even if the cleaning command of the user is not input, the robot cleaner 200 may automatically wake up to perform the cleaning driving. This process may be the same as FIG. 13.
  • the robot cleaner 200 having the dust sensor may perform an operation as shown in FIG. 13.
  • the light emitting part 13 of the dust sensor 10 emits light to the window part 12 of the dust sensor 10 (S101), and the light receiving part 140 of the dust sensor 10 is the window part 12.
  • the reflected light may be received.
  • the controller 290 may measure the amount of dust accumulated in the window unit 12 based on the intensity of the emitted light and the intensity of the received light (S103).
  • steps S101, S102, and S103 may be performed because the power supply is not cut off even in the power-off state of the robot cleaner 200 in the components for performing the respective steps.
  • control unit 290 may perform a cleaning run by turning on the power of the robot cleaner (S104).
  • the robot cleaner 200 may not include a dust sensor 10 that is a component for measuring the amount of dust.
  • the robot cleaner 200 may perform cleaning in association with the dust measuring apparatus 100. This will be described in detail with reference to FIG. 14.
  • the robot cleaner 200 receives identification information of the dust measuring device and information on the measured amount of dust from each of the plurality of dust measuring devices 100-1 and 100 -N located in the plurality of cleaning spaces. It may be (S201).
  • the dust measuring apparatus 100 may serve as an advertiser defined by BLE, and in this case, broadcasts a packet including information on the amount of dust measured and identification information of the dust measuring apparatus.
  • the robot cleaner 200 receives a broadcast signal from each of the plurality of dust measuring apparatuses 100-1 and 100 -N located in the plurality of cleaning spaces, thereby identifying the identification information of the dust measuring apparatus and the amount of dust measured. Information can be received.
  • the robot cleaner 200 may determine a cleaning space in which cleaning is to be performed based on the received information (S202).
  • the robot cleaner 200 may detect the identification information of the dust measuring apparatus 100 in which the amount of dust measured using the received information is greater than a preset amount, and determine a cleaning space to be cleaned.
  • the plurality of cleaning spaces may be distinguished from each of the plurality of cleaning spaces by identification information of the dust measuring apparatus 100 located therein.
  • the robot cleaner 200 may determine the cleaning sequence number of each of the determined plurality of cleaning spaces (S203). In this case, the robot cleaner 200 may determine the cleaning order in descending order from the cleaning space having a large amount of dust. For example, the amount of dust measured by the first dust measuring apparatus 100-1 located in the cleaning space A is 80%, and the amount of dust measured by the second dust measuring apparatus 100-1 located in the cleaning space B is measured. When the amount is 70%, the robot cleaner 200 may determine the cleaning order of the cleaning space A as 1 and the cleaning order of the cleaning space B as 2 times.
  • the robot cleaner 200 may perform cleaning by driving to the corresponding cleaning space based on the determined cleaning sequence number (S204). In this case, the robot cleaner 200 may travel to the cleaning space by using previously stored cleaning map data.
  • the robot cleaner 200 may travel to the cleaning space using the received signal strength indicator (RSSI) in the plurality of dust measuring apparatuses 100.
  • RSSI received signal strength indicator
  • the robot cleaner 200 may determine the current position of the robot cleaner by using a triangulation method or the like based on the size information RSSI of the broadcasting signal in the plurality of dust measuring apparatuses 100.
  • the current position determined based on the continuously received size information of the broadcasting signal may be updated and the vehicle may be cleaned by driving to the cleaning space.
  • the dust measuring apparatus 100 may include a main body 20, which is a configuration of the dust measuring apparatus 100 described above with reference to FIGS. 5 to 9, and a window part 12 exposed through an opening of the main body 20.
  • it may further include an IR communication unit 141 for IR (Infrared) communication.
  • the IR communication unit 141 is installed on the first side of the dust measuring apparatus 100 and is installed on the second side opposite to the first IR communication unit and the first side that emits the IR signal in the first direction and the second direction. It may include a second IR communication unit for emitting an IR signal.
  • the IR signal may be received by the IR communication unit of the robot cleaner 200 so that the robot cleaner 200 may recognize the position of the dust measuring apparatus 100. This will be described in detail with reference to FIG. 16.
  • the dust measuring apparatus 100 is stacked on the window 11 of the dust sensor 10 based on the intensity of the emitted light of the light emitting unit 13 and the intensity of the received light of the light receiving unit 14.
  • the amount of dust can be measured (S301).
  • the dust measuring apparatus 100 may transmit a packet including identification information of the dust measuring apparatus to the robot cleaner 200 using RF communication (S302). ).
  • the dust measuring apparatus 100 may emit an IR signal before, after, or simultaneously with step S302 (S303).
  • the robot cleaner 200 receiving the packet may recognize that the vicinity of the point where the dust measuring device 100 corresponding to the received identification information is located should be cleaned (S304).
  • the packet may be used as a wakeup signal of the robot cleaner 200. That is, when the power of the robot cleaner 200 is in the OFF state, the robot cleaner 200 receiving the packet turns on the power, and then cleans the spot where the dust measuring device 100 is located. If the power of the robot cleaner 200 is ON, the robot cleaner 200 may recognize that the dust cleaning apparatus 100 needs to be cleaned.
  • the robot cleaner 200 may determine the position of the dust measuring apparatus 100 based on the IR signal emitted from the dust measuring apparatus 100 (S305), and may travel toward the corresponding dust measuring apparatus 100. There is (S306).
  • the robot cleaner 200 may perform cleaning of the cleaning space in which the dust measuring apparatus 100 is located (S307).
  • control method may be implemented in program code and provided to each server or devices in a state of being stored in various non-transitory computer readable mediums.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, and the like.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

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Abstract

먼지 측정 장치가 개시된다. 본 먼지 측정 장치는, 본체, 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부, 윈도우부에 광을 방출하는 발광부, 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부 및 방출광의세기와 수신광의 세기를 기초로 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 제어부를 포함한다.

Description

먼지 센서, 먼지 측정 장치, 로봇 청소기 및 그들의 제어 방법
본 발명은 먼지를 감지하는 먼지 센서, 상기 먼지 센서를 이용하여 먼지의 양을 측정하는 먼지 측정 장치, 자유 주행하며 청소를 주행하는 로봇 청소기 및 그들의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 건강한 삶을 살자는 의미의 웰빙(well-being)이 우리의 트렌드(trend)가 될 만큼 건강에 많은 관심을 가지고 있다.
특히, 가정에서 많은 시간을 할애하는 거실이나 룸의 공기청정도는 건강에 많은 관련이 있는 것으로 본다.
이에 따라, 일반 가정에서는 실내에 내부의 먼지 오염도를 측정하는 먼지측정장치를 별도로 비치해 두고 이의 측정에 따라 실내의 공기를 청정하도록 유도하고 있다.
다만, 종래의 먼지 측정 방식은, 외부의 광이 들어오지 않는 밀폐된 환경에서 공기 중의 부유 먼지량을 측정하는 방식이였다.
따라서, 종래의 먼지 측정 방식은, 공기 청정기 같은 솔루션에 적합하며 바닥을 청소하는 로봇 청소기에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외부에 노출된 환경에서 먼지를 감지할 수 있는 먼지 센서, 먼지 측정 장치, 로봇 청소기 및 그들의 제어 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 측정 장치는, 본체, 상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부, 상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부, 상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부 및 상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 상기 로봇 청소기의 구동을 위한 구동력을 제공하는 구동부, 상기 구동력에 따라 상기 로봇 청소기를 주행시키는 주행부, 복수의 청소 공간에 위치한 복수의 먼지 측정 장치 각각으로부터 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 수신하는 통신부 및 상기 수신된 정보를 기초로 청소를 수행해야 할 청소 공간를 결정하고, 상기 결정된 청소 공간으로 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 상기 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체, 상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부, 상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부, 상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부 및 상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서는, 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부, 상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부 및 상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부;를 포함하고, 상기 윈도우부는, 먼지가 존재하지 않는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 외부를 향하여 굴절되도록 소정 곡률을 가질 수 있다.
또한, 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 윈도우부에 광을 방출하는 단계, 상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 단계, 상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 단계 및 상기 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 상기 로봇 청소기의 전원을 온(on)시켜 청소 주행을 수행하는 단계를 포함한다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 외부에 노출된 환경에서 먼지를 감지할 수 있고, 윈도우부에 쌓인 먼지의 양을 정확하게 산출할 수 있는 먼지 센서, 상기 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치, 상기 먼지 센서를 구비한 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 청소 명령이 입력되지 않더라도, 먼지의 양이 기 설정된 양보다 많아지면 자동으로 웨이크업 하여 청소 주행을 수행하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 먼지 측정 장치와 통신을 수행하고, 통신에 따라 먼지가 많이 존재하는 청소 공간을 결정하여 청소를 수행하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 나타내는 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서의 수직 단면도 이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서의 광 방출 및 광 수신 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 사시도 이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 평면도 이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 정면도 이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 측정 장치를 나타내는 블록도 이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 측정 장치의 출력 화면을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도 이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 저면도 이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 청소 주행 과정을 나타내는 흐름도 이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기의 청소 주행 과정을 나타내는 타이밍도 이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 먼지 측정 장치를 나타내는 사시도 이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기의 청소 주행 과정을 나타내는 타이밍도 이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 나타내는 사시도 이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서의 수직 단면도 이다. 도 1 내지 2를 참조하면, 먼지 센서(10)는 먼지 센서 본체(11), 윈도우부(12), 상기 윈도우부(12)에 광을 방출하는 발광부(13), 상기 윈도우부(13)에서 반사된 광을 수신하는 수광부(14)를 포함한다.
윈도우부(12)는 외부 공간에 노출되어, 공기 중에 존재하는 먼지가 윈도우부(12)의 공기 노출면에 쌓임과 동시에, 조명광, 태양광 등과 같은 외부 광에 노출될 수 있다.
발광부(13)는 윈도우부(12)에 대향하는 일측에 형성되고, 윈도우부(12)를 향하여 광을 방출할 수 있다.
수광부(14)는 윈도우부(12)에 대향하는 타측에 형성되고, 윈도우부(12)를 향하여 발광부(13)에서 방출된 광이 반사되면, 반사된 광을 수신할 수 있다.
여기서, 발광부(13) 및 수광부(14)는, 바람직하게는, 적외선광을 이용하는 적외선 발광부, 적외선 수광부로 구현될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시 예일 뿐, 다른 실시 예에 따라서는, 발광부(13) 및 수광부(14)는 레이저광 등과 같은 다른 광을 이용하는 소자로 구현될 수 있다.,
한편, 윈도우부(12)는 소정 곡률을 가질 수 있고, 소정 곡률은 적어도 일면이 외부 공간을 향하여 볼록한 형태일 수 있다. 일 예로, 도 1 내지 2와 같이, 윈도우부(12)의 외부 공간에 노출된 면은 외부 공간을 향하여 볼록한 형태일 수 있다. 이러한 소정 곡률에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서(10)는 정확한 센싱 값을 출력하여 윈도우부(12)에 쌓인 먼지의 양을 정확하게 산출할 수 있다. 이에 대해서는 도 3 내지 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 윈도우부(12)의 외부 노출 면(12-1)에는 먼지(15)가 쌓일 수 있고, 발광부(13)는 윈도우부(12)를 향하여 광을 방출할 수 있으며, 방출광(13-1)은 윈도우부(12)를 투과하여 외부 노출 면(12-1)의 먼지(15)에 반사될 수 있다.
이 경우, 방출광(13-1)이 먼지에 반사되어 생성된 반사광(14-1)은 수광부(14)에서 수신될 수 있다.
도 4를 참조하면, 윈도우부(12)의 외부 노출 면(12-1)에는 먼지(15)가 쌓일 수 있고, 발광부(13)는 윈도우부(12)를 향하여 광을 방출할 수 있으며, 방출광(13-2)은 윈도우부(12)를 투과하여 외부 노출 면(12-1)의 먼지(15)가 존재하지 않는 영역에 입사될 수 있다.
이 경우, 방출광(13-2)는 먼지 센서(10) 내부로 반사되지 않고, 상기 소정 곡률에 따라 굴절되어, 외부 공간을 방출될 수 있다.
즉, 도 3 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서(10)는 윈도우부(12)에 쌓인 먼지가 아닌 윈도우부(12) 표면에 의해 내부로 반사되는 반사량을 줄여, 먼지 센서(10)의 센싱 값에 먼지 이외의 다른 영향이 반영되는 것을 줄일 수 있다. 이에 따라, 상기 먼지 센서(10)의 센싱 값을 기초로 윈도우부(12)에 쌓인 먼지의 양을 정확하게 산출할 수 있다.
이러한, 먼지 센서(10)는 도 1 내지 4와 같이, 본체(11)의 수용 공간에 윈도우부(12), 발광부(13), 수광부(14) 각각이 설치된 모듈로 구현될 수 있다. 모듈화된 먼지 센서(10)는 먼지 측정 장치(100), 로봇 청소기(200), 공기 청정 장치 등 다양한 장치에 설치되어, 공기중 먼지의 양 측정을 위한 센서로 이용될 수 있다.
한편, 도 1 내지 4에서는, 먼지 센서(10)가 한 개의 발광부(13), 및 한 개의 수광부(14)를 포함하는 것을 예로 설명하였으나, 다른 예에 따라서는 먼지 센서(10)는 복수 개의 발광부(13), 및 복수 개의 수광부(14)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 사시도 이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 평면도 이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 센서를 구비한 먼지 측정 장치를 나타내는 평면도 이다. 도 5 내지 7을 참조하면, 먼지 측정 장치(100)는 먼지 측정 장치(100)의 외관을 형성하는 본체(20), 상기 본체(20)의 개구부를 통하여 노출된 윈도우부(12)를 포함하는 먼지 센서(10), 조도 센서(40), 먼지 측정 장치(100)의 동작을 위한 전원을 공급받는 플러그(111), 먼지 측정 장치(100) 관련 정보를 표시하는 디스플레이부(150)를 포함한다.
여기서, 먼지 센서(10)는 도 1 내지 4에서 상술한 먼지 센서로 구현될 수 있고, 먼지 측정 장치 본체(20)의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 외부에 존재하는 먼지가 쌓임과 동시에 조명광, 태양광 등과 같은 외부 광에 노출되는 윈도우부(12), 윈도우부(12)에 광을 방출하는 발광부(13), 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부(14)를 포함할 수 있다.
이러한, 먼지 센서(10)는 공기 중에 존재하는 먼지가 윈도우부(12)에 잘 쌓일 수 있도록, 고정된 먼지 측정 장치(100)를 기준으로, 본체(20)의 상부에 위치할 수 있다. 즉, 먼지 센서(10)가 고정되면, 먼지 센서(10)의 윈도우부(12)는 윗쪽 방향을 향할 수 있다.
한편, 먼지 측정 장치(100)는 먼지 센서(10)의 센싱 값을 이용하여 윈도우부(12)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하고, 측정된 먼지의 양을 활용할 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 먼지 측정 장치를 나타내는 블록도 이다. 도 8을 참조하면, 먼지 측정 장치(100)는 전원부(110), 저장부(120), 발광 제어부(130), 통신부(140), 디스플레이부(150), 제어부(160), 먼지 센서(10), 조도 센서(40)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 여기서, 먼지 센서(10)는 도 1 내지 4에서 상술한 윈도우부(12), 발광부(13), 수광부(14)를 포함하는 센서일 수 있다.
전원부(110)는 먼지 측정 장치(100)에 전원을 공급한다. 구체적으로 전원부(110)는 먼지 측정 장치(100)를 구성하는 각 기능부들에 구동, 동작을 위한 전원을 공급할 수 있다. 여기서, 전원부(110)는 플러그(111) 등을 포함하여 외부 전원 공급 장치로부터 AC 전원을 공급받아 이용하는 형태로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전원부(110)는 충전 가능한 배터리로 구현될 수 있다.
저장부(120)는 먼지 측정 장치(100)의 동작을 위한 다양한 프로그램 및 데이터를 저장한다. 구체적으로, 저장부(120)는 먼지 측정 장치(100)의 시리얼 넘버 등과 같은 복수의 먼지 측정 장치(100) 각각을 식별시킬 수 있는 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(120)는 발광부(13)의 방출광의 세기에 대한 수광부(14)의 수신광의 세기 비율에 따라 윈도우부(12)에 쌓인 먼지의 양을 매칭한 먼지의 양 측정을 위한 정보를 저장할 수 있다. 일 예로, 하기의 표 1과 같이 저장할 수 있다.
방출광의 세기 수신광의 세기 윈도우부에 쌓인 먼지의 양(%)
A B 80%
C 50%
이 경우, 저장부(120)는 룩업 테이블(LUT)의 형태로 상기 정보를 저장할 수 있다.
여기서 저장부(120)는 RAM(Random Access Memory), 플레시메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드 등과 같은 내장된 형태의 저장소자는 물론, USB 메모리 등과 같은 착탈가능한 형태의 저장소자로 구현될 수도 있다.
통신부(140)는 먼지 측정 장치(100)와 외부 장치간의 통신을 가능하게할 수 있다. 특히, 통신부(140)는 먼지 측정 장치(100)와 자율 주행하며 청소를 수행하는 로봇 청소기(200) 간의 통신을 가능하게 할 수 있다. 이에 따라, 통신부(140)는 로봇 청소기(200)에 측정된 먼지의 양을 전송할 수 있다.
여기서, 통신부(140)는 근거리 통신망(LAN : Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 무선 또는 유선방식으로 통신하는 유/무선 통신 모듈, USB(Universal Serial Bus)포트를 통하여 통신하는 USB 인터페이스 모듈, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 이동 통신 규격에 따라 이동 통신 망에 접속하여 통신하는 이동 통신 모듈, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi, Zigbee, nRF와 같은 근거리 무선 통신방식을 통해 통신하는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신부(140)는 nRF 또는 블루투스 로우 에너지 통신(Bluetooth Low Energy:BLE) 통신을 수행하는 근거리 무선 통신칩(근거리 무선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 블루투스 로우 에너지는 메시지를 로우 에너지로 송신하는데 사용되는 무선 통신 프로토콜이고, BLE specification 은 Volume 6 of the Bluetooth Specification 에 정의되어 있다.
디스플레이부(150)는 먼지 양 관련 정보를 시각적으로 인식될 수 있는 데이터로 출력할 수 있다. 일 예로, 도 9와 같이, 디스플레이부(150)는 먼지 양을 수치화하여 출력할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(150)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 투명 디스플레이, HUD(Head Up Display), HMD(Head Mounted Display), Prism Project Display 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.
조도 센서(40)는 먼지 측정 장치 본체(20)의 개구부를 통하여 외부에 노출되어, 외부 조도를 센싱할 수 있다. 여기서, 조도 센서(40)는 수신된 광의 세기를 대응 전류로 변환하는 포토다이오드와 같은 디바이스로 구성된 수광 소자가 포함될 수 있다.
제어부(160)는 먼지 측정 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(160)는 전원부(110), 저장부(120), 통신부(140), 디스플레이부(150), 먼지 센서(10), 조도 센서(40)의 전부 또는 일부를 제어할 수 있다.
특히, 제어부(160)는 발광부(13)의 방출광의 세기와 수광부(14)의 수신광의 세기를 기초로 저장부(120)에 저장된 상기 표 1에 적용하여 먼지 센서(10)의 윈도우부(11)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다. 여기서, 방출광의 세기, 및 수신광의 세기 각각은, 제어부(160)가 발광부(13), 수광부(14) 각각에 흐르는 전류를 측정함으로써 산출될 수 있다.
제어부(160)는 전원에서 상기 발광부(13)로 공급되는 전원을 제어하여 발광부(13)의 방출광의 세기가 일정하도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 표 1과 같은 테이블은, 비율에 대응되는 먼지의 양의 정확 측정을 위하여, 조명광, 태양광 등과 같은 외부광에 영향이 적은 어두운 환경에서 실험에 의하여 측정된 값일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예와 같이, 먼지 센서(10)의 윈도우부(12)가 외부 공간에 노출되어 외부광에 노출되는 케이스에서는 산출된 먼지의 양에 오차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 제어부(160)는 수광부(14)의 수신광의 세기를 조도 센서(20)의 센싱값을 이용하여 보상하고, 상기 보상된 수신광의 세기와 방출광의 세기를 기초로 윈도우부(12)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다. 이에 따라, 제어부(160)는 외부광의 영향을 반영하여 정확한 먼지의 양을 측정할 수 있다.
제어부(160)는 상기 측정된 먼지의 양에 관한 정보 및 먼지 측정 장치의 식별 정보를 포함하는 패킷을 nRF 통신을 이용하여 로봇 청소기(200)에 전송하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.
한편, 제어부(160)는 상기 측정된 먼지의 양에 관한 정보 및 먼지 측정 장치의 식별 정보를 포함하는 패킷을 BLE 통신을 이용하여 로봇 청소기(200)에 전송하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.
일 예로, 먼지 측정 장치(100)는 BLE에서 정의하는 광고자(Advertiser) 역할을 수행할 수 있다. 이 경우, 통신부(140)는 측정된 먼지의 양에 관한 정보 및 먼지 측정 장치의 식별 정보를 포함하는 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다. 구체적으로, 통신부(140)는 먼지 측정 장치(100)의 전원-온(on)된 경우, 항상 상기 브로드캐스팅을 수행할 수 있다. 또는, 통신부(140)는 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 큰 경우, 상기 브로드캐스팅을 수행할 수 있다.
여기서 브로드캐스팅은 통신 가능 범위를 갖고, 대략 50 ~ 100m 반경일 수 있다. 여기서 통신 가능 범위는 다양한 요소에 의존하여 변할 수 있다.
이 경우, BLE 통신 가능하고, 통신 가능 범위내에 위치한 로봇 청소기(200)는 먼지 측정 장치(100)에서 브로드캐스팅된 패킷을 수신할 수 있다. 다만, BLE 통신 가능한 로봇 청소기(200) 중 상기 통신 가능 범위내에 위치하지 않은 로봇 청소기(200)는 브로드캐스팅된 패킷을 수신할 수 없다.
한편, 로봇 청소기(100)는 상기 브로드캐스팅에 따라 수신된 정보를 기초로 청소를 수행해야 할 청소 공간를 결정하고, 결정된 청소 공간으로 주행하여 청소를 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도 이다. 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 저면도 이다. 도 10 내지 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(200)는 구조적으로 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(30)와, 로봇 청소기(200)를 조작하는 사용자 입력을 수신하는 입력부 및 로봇 청소기 관련 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 입출력부(210), 로봇 청소기(200)가 청소 주행하는 과정에서 전진, 후진 및 회전 주행 등의 이동 동작이 가능하도록 하는 주 바퀴(241,242), 로봇 청소기(200)의 주행 방향에 따라 회전하여 본체가 안정된 자세를 유지할 수 있도록 하는 보조 바퀴(243,244,245)를 포함할 수 있다.
여기서, 주 바퀴(241,242)는, 일 예로, 본체(30) 저면의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭적으로 두 개가 배치될 수 있다. 또한, 보조 바퀴(243,244,245)는, 일 예로, 본체 저면의 앞단 및 뒷단에 배치될 수 있고, 캐스터(caster)로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(200)는 본체(30)의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 외부에 존재하는 먼지가 쌓임과 동시에 조명광, 태양광 등과 같은 외부광에 노출되는 윈도우부(12), 윈도우부(12)에 광을 방출하는 발광부(13), 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부(14)를 포함하는 먼지 센서(10)를 포함할 수 있다. 여기서, 먼지 센서(10)는 도 1 내지 4에서 상술한 먼지 센서로 구현될 수 있다. 이러한, 먼지 센서(10)는 공기 중에 존재하는 먼지가 윈도우부(12)에 잘 쌓일 수 있도록, 로봇 청소기(200)의 상부에 위치할 수 잇다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(200)는 피청소면에 존재하는 먼지 등과 같은 자유 입자를 흡입하여 제거하는 건식 청소를 수행하는 메인 브러쉬 어셈블리(233), 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232)를 포함하고, 피청소면에 고착된 이물질을 물, 세제 등과 같은 액체를 이용하여 제거하는 습식 청소를 수행하는 클리너가 고정 가능한 클리너 고정부(234)를 포함할 수 있다.
여기서, 클리너 고정부(234)는 본체(30) 저면의 하단에 배치될 수 있고, 피청소면에 고착된 이물질을 닦을 수 있는 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같은 섬유재료로 구현된 클리너가 고정될 수 있다.
또한, 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232)는 바닥면의 구석 부분, 벽면 인접부에 존재하는 먼지 등과 같은 자유 입자를 쓸어 메인 브러쉬 어셈블리(233)로 유도할 수 있다. 여기서, 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232)는, 일 예로, 본체(30) 저면의 좌우측 상단 가장자리에 서로 대칭적으로 두 개가 배치될 수 있고, 저면도를 기준으로 좌측에 위치한 제1 사이드 브러쉬 어셈블리(231)는 시계 방향으로 회전할 수 있고, 우측에 위치한 제2 사이드 브러쉬 어셈블리(232)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
메인 브러쉬 어셈블리(233)는 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232)에서 유도된 자유 입자를 쓸어 흡입구로 유도할 수 있다. 여기서, 메인 브러쉬 어셈블리(233)는, 일 예로, 본체(30) 저면의 중앙 영역에 한 개가 배치될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다. 도 12를 참조하면, 로봇 청소기(200)는 로봇 청소기(200)는 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(30), 입출력부(210), 구동부(220), 청소부(230), 주행부(240), 저장부(250), 전원부(260), 센서부(270), 통신부(280), 제어부(290), 발광 제어부(미도시)의 전부 또는 일부를 포함한다.
입출력부(210)는 로봇 청소기를 조작하는 사용자 입력을 수신하는 입력부 및 로봇 청소기 관련 정보를 출력하는 출력부를 포함한다. 구체적으로 입력부는 로봇 청소기 전원의 온/오프를 조작하는 사용자 입력, 로봇 청소기의 청소 모드를 조작하는 사용자 입력, 로봇 청소기의 동작 또는 정지를 조작하는 사용자 입력 등과 같은 다양한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 여기서, 입력부는 키 패드(key pad) 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
또한, 출력부는 로봇 청소기의 배터리 상태, 로봇 청소기의 청소 모드 등과 같은 로봇 청소기 관련 정보를 출력할 수 있고, 출력부는 청각적으로 인식될 수 있는 데이터를 출력하는 오디오 출력부 및 시각적으로 인식될 수 있는 데이터를 출력하는 표시부를 포함할 수 있다. 여기서, 오디오 출력부는 스피커로 구현될 수 있다. 또한, 표시부는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display:LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display : TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode: OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Emission Display: FED), 3차원 디스플레이(3D Display), 투명형 디스플레이 중에서 적어도 하나를 포함하여 구현될 수 있다.
구동부(220)는 청소부(230), 주행부(240) 각각을 구동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 구동부(220)는 주행부(240)의 주 바퀴들을 회전시키는 모터(Motor)를 구비하여, 모터를 구동함으로써 로봇 청소기를 주행시킬 수 있다. 모터는 각각 주 바퀴에 연결되어 주 바퀴가 회전하도록 하고, 모터는 서로 독립적으로 작동하며 양방향으로 회전이 가능하다. 또한, 구동부(220)는 메인 브러쉬 어셈블리(233), 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232) 각각을 회전시키는 모터를 구비하여, 모터를 구동함으로써 로봇 청소기(200)가 건식 청소를 수행하도록 할 수 있다.
주행부(240)은 구동부(220)의 구동에 따라 로봇 청소기(200)를 주행시킨다. 여기서, 주행부(240)는 구동부(220)의 구동에 따라 로봇 청소기(200)이 청소를 수행하는 과정에서 전진, 후진 및 회전 주행 등의 이동 동작이 가능하도록 하는 주 바퀴(241,242)를 포함할 수 있다.
또한, 주행부(240)는 보조 바퀴(243,244,245)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 바퀴(243,244,245)는 로봇 청소기(200) 본체를 지지하고, 바닥면(피청소면)과의 마찰을 최소화하며, 로봇 청소기(200)의 주행을 원활하도록 할 수 있다. 여기서, 보조 바퀴(243,244,245)는 로봇 청소기(200)의 주행 방향에 따라 회전하여 본체가 안정된 자세를 유지할 수 있도록 하는 캐스터(caster)로 구현될 수 있다.
청소부(230)는 청소 구역을 청소한다. 여기서, 청소부(230)는 바닥면 등과 같은 피청소면에 존재하는 먼지 등의 자유 입자를 쓸어 흡입구로 유도하는 메인 브러쉬 어셈블리(233)와, 벽면 인접부와 구석부분을 청소하기 위한 사이드 브러쉬 어셈블리(231,232)를 포함한다.
메인 브러쉬 어셈블리(233)는 회전 가능한 롤러, 롤러의 외측 둘레면을 감싸도록 설치되어 회전하는 메인 브러쉬를 포함할 수 있다. 여기서, 메인 브러쉬는 롤러가 회전함에 따라 바닥면에 쌓인 먼지를 휘저어 먼지가 흡입구로 유입되도록 유도할 수 있다. 여기서, 롤러는 단단한 강체로 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았으나, 청소부(230)는 흡입구에 흡입력을 발생켜 흡입구에 유도된 자유 입자가 흡입구에서 흡입되도록 하는 흡입부(미도시), 흡입부에 의해 흡입구로 유입된 먼지를 집진하는 집진장치(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 흡입부는, 일 예로, 흡입 모터로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 청소부(230)는 습식 청소를 위한 클리너를 고정 가능한 클리너 고정부(234)를 포함할 수 있다. 이러한, 클리너 고정부(234)는 본체 하부에 위치할 수 있다. 여기서, 클리너는 바닥면의 고착된 이물질을 닦을 수 있는 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같은 섬유재료로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소부(230)는 클리너의 걸레 청소 능력 향상을 위한 물 공급부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
저장부(250)는 로봇 청소기(200)의 동작을 위한 다양한 프로그램 및 데이터를 저장한다. 구체적으로, 저장부(250)는 로봇 청소기는 청소 지도, 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(250)는 발광부(13)의 방출광의 세기에 대한 수광부(14)의 수신광의 세기 비율에 따라 윈도우부(12)에 쌓인 먼지의 양을 매칭한 먼지의 양 측정을 위한 정보를 저장할 수 있다. 일 예로, 상술한 표 1과 같이 저장할 수 있다.
여기서, 저장부(250)는 RAM(Random Access Memory), 플레시메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드, USIM(Universal Subscriber Identity Module)등과 같은 내장된 형태의 저장소자는 물론, USB 메모리 등과 같은 착탈가능한 형태의 저장소자로 구현될 수도 있다.
전원부(260)는 로봇 청소기(200)에 전원을 공급한다. 구체적으로 전원부(260)는 로봇 청소기(200)의 구성하는 각 기능부들에 구동 전원과, 로봇 청소기가 주행하거나 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 스테이션으로 이동하여 충전 전류를 공급받아 충전될 수 있다. 여기서, 전원부(160)는 충전 가능한 배터리로 구현될 수 있다.
센서부(270)는 로봇 청소기(200)의 청소 주행에 관한 다양한 정보를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 센서부(270)는 설명한 본체(30) 측면에 구비되어 벽과 같은 등반할 수 없는 제2 장애물 감지하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(270)는 본체(30)의 전면 및/또는 후면 하단에 위치하여 문턱 등과 같은 소정 높이의 제1 장애물을 감지하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2 장애물 감지하는 센서는, 일 예로, 외부로 적외선 또는 초음파 신호를 송출하고, 장애물로부터 반사된 신호를 수신하는 장애물 검출 센서 또는 카메라 센서 등으로 구현될 수 있다.
또한, 센서부(270)는 로봇 청소기(100)의 주행 거리, 주행 속도, 주행 가속도 등과 같은 주행 상태를 감지하기 위한 센서, 일 예로 가속도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 센서부(270)는 상술한 먼지 센서(10), 및 조도 센서(20)를 포함할 수 있다. 이러한, 센서부(270)는 센싱 신호를 제어부(290)로 전달할 수 있다.
통신부(280)는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(280)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(200)는 이와 같은 통신부(280)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇 청소기(200)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇 청소기(200)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.
제어부(290)는 로봇 청소기(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(290)는 입출력부(210), 구동부(220), 청소부(230), 주행부(240), 저장부(250), 전원부(260), 센서부(270), 통신부(280)의 전부 또는 일부를 제어할 수 있다.
특히, 제어부(290)는 발광부(13)의 방출광의 세기와 수광부(14)의 수신광의 세기를 기초로 저장부(250)에 저장된 상기 표 1에 적용하여 먼지 센서(10)의 윈도우부(11)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다.
또한, 보다 정확한 먼지의 양을 측정하기 위하여, 제어부(290)는 수광부(14)의 수신광의 세기를 조도 센서(20)의 센싱값을 이용하여 보상하고, 보상된 수신광의 세기와 방출광의 세기를 기초로 윈도우부(12)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다.
또한, 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 제어부(290)는 구동부(220)를 제어하여 로봇 청소기(200)가 청소 주행을 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(200)의 전원 오프(off) 상태에서도 먼지의 양을 측정하기 위한 구성, 예를 들어, 먼지 센서(10), 조도 센서(20), 제어부(290) 등에는 전원이 공급될 수 있다. 만약, 전원 오프(off) 상태에서 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 제어부(290)는 자동으로 로봇 청소기(200)의 전원을 온(on) 시키고, 전원부(260)는 청소 주행을 위한 구성, 예를 들어, 입출력부(210), 구동부(220), 청소부(230), 주행부(240), 저장부(250), 전원부(260), 센서부(270), 통신부(280)에 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(200)는 사용자의 청소 명령이 입력되지 않더라도, 자동으로 웨이크업 하여 청소 주행을 수행할 수 있다. 이러한 과정을 도 13과 같을 수 있다.
구체적으로, 먼지 센서를 구비한 로봇 청소기(200)는 도 13과 같이 동작을 수행할 수 있다. 먼저, 먼지 센서(10)의 발광부(13)는 먼지 센서(10)의 윈도우부(12)에 광을 방출하고(S101), 먼지 센서(10)의 수광부(140)는 윈도우부(12)에서 반사된 광을 수신할 수 있다(S102).
그리고, 제어부(290)는 방출광의 세기와 수신광의 세기를 기초로 윈도우부(12)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다(S103).
여기서, S101,S102,S103 단계는, 각각의 단계를 수행하기 위한 구성들에 로봇 청소기(200)의 전원 오프(off) 상태에서도 전원 공급이 차단되지 않아 수행될 수 있다.
한편, 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 제어부(290)는 로봇 청소기의 전원을 온(on)시켜 청소 주행을 수행할 수 있다(S104).
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기(200)는 먼지의 양 측정을 위한 구성인 먼지 센서(10)를 포함하지 않을 수 있다.
이 경우, 로봇 청소기(200)는 먼지 측정 장치(100)와 연계하여 청소를 수행할 수 있다. 이에 대해서는 도 14를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 14를 참조하면, 먼저 로봇 청소기(200)는 복수의 청소 공간에 위치한 복수의 먼지 측정 장치(100-1,100-N) 각각으로부터 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 수신할 수 있다(S201). 일 예로, 먼지 측정 장치(100)는 BLE에서 정의하는 광고자(Advertiser) 역할을 수행할 수 있고, 이 경우, 측정된 먼지의 양에 관한 정보 및 먼지 측정 장치의 식별 정보를 포함하는 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(200)는 복수의 청소 공간에 위치한 복수의 먼지 측정 장치(100-1,100-N) 각각에서 브로드캐스팅된 신호를 수신하여 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(200)는 수신된 정보를 기초로 청소를 수행해야 할 청소 공간를 결정할 수 있다(S202). 구체적으로, 로봇 청소기(200)는 수신된 정보를 이용하여 측정된 먼지의 양이 기 설정된 양보다 큰 먼지 측정 장치(100)의 식별 정보를 검출하여 청소를 수행해야 할 청소 공간을 결정할 수 있다. 여기서, 복수의 청소 공간은 각각에 위치한 먼지 측정 장치(100)의 식별 정보로 복수의 청소 공간 각각이 구별될 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(200)는 청소를 수행해야 할 청소 공간이 복수 개 결정되면, 결정된 복수의 청소 공간 각각의 청소 순번을 결정할 수 있다(S203). 이 경우, 로봇 청소기(200)는 먼지의 양이 큰 청소 공간부터 내림차순으로 청소 순번을 결정할 수 있다. 예를 들어, A 청소 공간에 위치한 제1 먼지 측정 장치(100-1)가 측정한 먼지의 양이 80%이고, B 청소 공간에 위치한 제2 먼지 측정 장치(100-1)가 측정한 먼지의 양이 70%인 경우, 로봇 청소기(200)는 A 청소 공간의 청소 순번을 1번으로 결정하고, B 청소 공간의 청소 순번을 2 번으로 결정할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(200)는 결정된 청소 순번을 기초로 해당 청소 공간으로 주행하여 청소를 수행할 수 있다(S204). 이 경우, 로봇 청소기(200)는 기 저장된 청소 지도 데이터를 이용하여 해당 청소 공간으로 주행할 수 있다.
다만, 다른 실시 예에 따라서는, 로봇 청소기(200)는 복수의 먼지 측정 장치(100)에서 브로드캐스팅 신호의 크기 정보(RSSI : Received Signal Strength Indicator)를 이용하여 해당 청소 공간으로 주행할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(200)는 복수의 먼지 측정 장치(100)에서 브로드캐스팅 신호의 크기 정보(RSSI)를 기초로 삼각측량법 등을 이용하여 로봇 청소기의 현재 위치를 결정할 수 있다. 그리고, 지속적으로 수신된 브로드캐스팅 신호의 크기 정보를 기초로 결정된 현재 위치 갱신하며 해당 청소 공간으로 주행하여 청소를 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 먼지 측정 장치를 나타내는 사시도 이다. 도 15를 참조하면, 먼지 측정 장치(100)는 도 5 내지 9에서 기 설명된 먼지 측정 장치(100)의 구성인 본체(20), 상기 본체(20)의 개구부를 통하여 노출된 윈도우부(12)를 포함하는 먼지 센서(10), 조도 센서(40), 먼지 측정 장치(100)의 동작을 위한 전원을 공급받는 플러그(111), 먼지 측정 장치(100) 관련 정보를 표시하는 디스플레이부(150) 뿐만 아니라, IR(Infrared) 통신을 위한 IR 통신부(141)를 더 포함할 수 있다.
여기서, IR 통신부(141)는 먼지 측정 장치(100)의 제1 측면에 설치되어 제1 방향으로 IR 신호를 방출하는 제1 IR 통신부 및 제1 측면의 반대측인 제2 측면에 설치되어 제2 방향으로 IR 신호를 방출하는 제2 IR 통신부를 포함할 수 잇다. 이러한, IR 신호는 로봇 청소기(200)의 IR 통신부에서 수신되어 로봇 청소기(200)가 먼지 측정 장치(100)의 위치를 인식하는데 사용될 수 있다. 이에 대해서는 도 16을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 16을 참조하면, 먼저 먼지 측정 장치(100)는 발광부(13)의 방출광의 세기와 수광부(14)의 수신광의 세기를 기초로 먼지 센서(10)의 윈도우부(11)에 쌓여있는 먼지의 양을 측정할 수 있다(S301).
그리고, 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 먼지 측정 장치(100)는 먼지 측정 장치의 식별 정보를 포함하는 패킷을 RF 통신을 이용하여 로봇 청소기(200)에 전송할 수 있다(S302).
그리고, 먼지 측정 장치(100)는 S302 단계의 전,후 또는 동시에 IR 신호를 방출할 수 있다(S303).
한편, 상기 패킷을 수신한 로봇 청소기(200)는 수신된 식별 정보에 대응되는 먼지 측정 장치(100)가 위치한 지점 근처가 청소되어야 함을 인식할 수 있다(S304). 여기서, 상기 패킷은 로봇 청소기(200)의 웨이크업 신호로 이용될 수 있다. 즉, 로봇 청소기(200)의 전원이 오프(OFF) 상태인 경우, 상기 패킷을 수신한 로봇 청소기(200)는 전원을 온(ON) 시킨 후, 먼지 측정 장치(100)가 위치한 지점의 청소를 수행하여야 함을, 로봇 청소기(200)의 전원이 온(ON) 상태인 경우, 로봇 청소기(200)는 먼지 측정 장치(100)가 위치한 지점의 청소를 수행하여야 함을 인식할 수 있다.
이 경우, 로봇 청소기(200)는 먼지 측정 장치(100)에서 방출되는 IR 신호를 기초로 먼지 측정 장치(100)의 위치를 판단하여(S305), 해당 먼지 측정 장치(100)를 향하여 주행할 수 있다(S306).
그리고, 주행에 따라 먼지 측정 장치(100)의 근처에 도착하면, 로봇 청소기(200)는 해당 먼지 측정 장치(100)가 위치한 청소 공간의 청소를 수행할 수 있다(S307).
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (21)

  1. 먼지 측정 장치에 있어서,
    본체;
    상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부;
    상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부;
    상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부; 및
    상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 제어부;를 포함하는 먼지 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    먼지가 존재하지 않는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 외부를 향하여 굴절되도록 소정 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    먼지가 존재하는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 수광부를 향하여 반사시키는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정 곡률에 따라 상기 윈도우부는 적어도 일면이 상기 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 먼지 측정 장치의 동작을 위한 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 방출광의 세기가 일정하도록 상기 발광부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부의 광에 노출되는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 먼지의 양의 측정을 위한 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 외부의 광의 조도를 감지하는 조도 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조도 센서의 센싱 결과를 이용하여 상기 수신광의 세기를 보상하고, 상기 보상된 수신광의 세기와 방출광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 산출하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    자율 주행하며 청소를 수행하는 로봇 청소기와 통신을 수행하는 통신부;를 더 포함하고,
    상기 통신부는,
    상기 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 상기 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 포함하는 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 먼지 측정 장치.
  9. 로봇 청소기에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 구동을 위한 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동력에 따라 상기 로봇 청소기를 주행시키는 주행부;
    복수의 청소 공간에 위치한 복수의 먼지 측정 장치 각각으로부터 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 수신된 정보를 기초로 청소를 수행해야 할 청소 공간를 결정하고, 상기 결정된 청소 공간으로 주행하도록 상기 구동부 를 제어하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    청소를 수행해야 할 청소 공간이 복수 개 결정되면, 결정된 복수의 청소 공간 각각의 청소 순번을 결정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 복수의 먼지 측정 장치 각각에서 전송된 신호를 통하여 상기 먼지 측정 장치의 식별 정보 및 상기 측정된 먼지의 양에 관한 정보를 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 전송된 신호의 크기 정보(RSSI : Received Signal Strength Indicator)를 기초로 상기 로봇 청소기의 현재 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 로봇 청소기에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체;
    상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부;
    상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부;
    상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부; 및
    상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로봇 청소의 구동을 위한 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동력에 따라 상기 로봇 청소기를 주행시키는 주행부;
    상기 구동력에 따라 청소를 수행하는 청소부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 상기 구동부를 제어하여 상기 로봇 청소기가 청소 주행을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    먼지가 존재하지 않는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 외부를 향하여 굴절되도록 소정 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    먼지가 존재하는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 수광부를 향하여 반사시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 소정 곡률에 따라 상기 윈도우부는 적어도 일면이 상기 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 먼지 측정 장치의 동작을 위한 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 방출광의 세기가 일정하도록 상기 발광부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 윈도우부는,
    상기 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부의 광에 노출되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 먼지의 양의 측정을 위한 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 외부의 광의 조도를 감지하는 조도 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    측정된 수신광의 세기를 상기 조도 센서의 센싱 결과를 이용하여 보상하고, 상기 보상된 수신광의 세기와 방출광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  20. 먼지 센서에 있어서,
    외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부;
    상기 윈도우부에 광을 방출하는 발광부; 및
    상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 수광부;를 포함하고,
    상기 윈도우부는,
    먼지가 존재하지 않는 윈도우부의 영역에 상기 방출광이 입사되면, 상기 입사된 방출광이 상기 외부를 향하여 굴절되도록 소정 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.
  21. 본체의 개구부를 통하여 외부에 노출되어 상기 외부에 존재하는 먼지가 쌓이는 윈도우부를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    상기 윈도우부에 광을 방출하는 단계;
    상기 윈도우부에서 반사된 광을 수신하는 단계;
    상기 방출광의 세기와 상기 수신광의 세기를 기초로 상기 윈도우부에 쌓여있는 먼지의 양을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 먼지의 양이 기 설정된 먼지의 양보다 크면, 상기 로봇 청소기의 전원을 온(on)시켜 청소 주행을 수행하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
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