WO2017018694A1 - 오염 측정장치 및 그를 포함하는 자율 청소 로봇 시스템 - Google Patents

오염 측정장치 및 그를 포함하는 자율 청소 로봇 시스템 Download PDF

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WO2017018694A1
WO2017018694A1 PCT/KR2016/007575 KR2016007575W WO2017018694A1 WO 2017018694 A1 WO2017018694 A1 WO 2017018694A1 KR 2016007575 W KR2016007575 W KR 2016007575W WO 2017018694 A1 WO2017018694 A1 WO 2017018694A1
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WO
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window surface
pollution
dust
amount
sensor
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PCT/KR2016/007575
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English (en)
French (fr)
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허주표
이기용
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주식회사 파인로보틱스
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaner, and more particularly, to an autonomous cleaning robot system capable of autonomously starting cleaning by determining a pollution level and a pollution measuring device configuring the robot system.
  • a vacuum cleaner is a device that collects and collects foreign matters after inhaling air containing foreign matters from the outside by driving the suction device generating air suction force.
  • Such vacuum cleaners are classified into manual vacuum cleaners which are directly operated by a user and robot cleaners which perform cleaning by themselves without the user's manipulation.
  • the robot cleaner is a device that sucks foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned, and automatically performs cleaning of a certain area. Since the robot cleaner adopts a cordless method, the robot cleaner includes a rechargeable battery required to receive driving power, and a charging device for charging power to the rechargeable battery is required. Therefore, the charging device and the robot cleaner are manufactured and sold as one system.
  • the robot cleaner moves according to a cleaning command of a user or at a designated time while moving in a predetermined pattern. That is, since cleaning is started by a user command when there is a judgment of the user that cleaning is required, there is a limitation of a passive system that depends on the judgment of the user. Although the cleaning can be done autonomously at a designated time, the cleaning can be started unnecessarily even when the cleaning is not necessary, which also entails inconvenience in terms of use.
  • the cleaning is started autonomously without user intervention by measuring the degree of contamination in the cleaning space, the user's convenience may be maximized. Furthermore, if the user stays around the sink for a certain time, the floor surface may be contaminated by washing dishes. Because of its richness, if a system is developed to detect the user's location and automatically clean the area of potential contamination, this will also maximize the user's convenience.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication 10-2010-0109289
  • an object of the present invention is to provide a self-cleaning robot system and a pollution measuring device used therein, which can be started autonomously by determining the degree of contamination.
  • Another object of the present invention is to provide an autonomous cleaning robot system capable of performing autonomous cleaning by finding an area of potential contamination.
  • Another object of the present invention is to provide an autonomous cleaning robot system capable of performing cleaning by calling a robot cleaner to clean only a contaminated area.
  • a charging device body for charging the robot cleaner for charging the robot cleaner
  • Pollution degree sensor for detecting the amount of dust accumulated on the window surface exposed to the outside of the charging device body housing
  • a communication unit for transmitting the amount of dust detected by the detection sensor to the robot cleaner coupled to the charging device main body or for transmitting a cleaning start command generated according to the amount of dust detected to the robot cleaner.
  • the pollution detection sensor The pollution detection sensor
  • a light emitting part emitting light to the window surface
  • a light receiving unit receiving light reflected from the window surface
  • a control unit for detecting and transmitting the amount of dust accumulated on the window surface based on the received light intensity, or generating and transmitting a cleaning start command according to the detected amount of dust.
  • Pollution degree sensor for detecting the amount of dust accumulated on the window surface exposed to the outside of the main body housing
  • Communication unit for transmitting the amount of dust detected by the detection sensor to the charging device body or the robot cleaner
  • the pollution level sensor includes a light emitting part emitting light to the window surface, a light receiving part receiving light reflected from the window surface, and an amount of dust accumulated on the window surface based on the received light intensity. It characterized in that it comprises a control unit for detecting.
  • a charging device for charging the robot cleaner for charging the robot cleaner
  • Pollution degree sensor for detecting the amount of dust accumulated on the window surface exposed to the outside of the charging device housing, and transfer the amount of dust detected by the sensor to the robot cleaner or start cleaning command according to the amount of dust detected Characterized in that it comprises a communication unit for transmitting to the robot cleaner,
  • the contamination detection sensor is,
  • a light emitting unit for emitting light to the window surface
  • a light receiving unit for receiving light reflected from the window surface
  • a control unit for detecting the amount of dust accumulated on the window surface based on the received light intensity
  • the above-described pollution detection sensor of the autonomous cleaning robot system further includes an illumination detection sensor for detecting illumination of external light, and the controller compensates the received light intensity according to the illumination detected by the illumination detection sensor. Another feature is the detection of the amount of dust based on the compensated received light intensity.
  • Pollution degree sensor for detecting the amount of dust accumulated on the window surface exposed to the outside of the main body housing
  • control unit for controlling the autonomous cleaning according to the amount of dust by the analysis of the signal detected by the sensor
  • the contamination detection sensor is,
  • a light emitting part emitting light to the window surface
  • a light receiving unit for receiving the light reflected from the window surface.
  • a communication unit for receiving a transmission signal packet transmitted from at least one pollution measuring device or at least one occupant detection sensor or remote controller;
  • control unit is characterized in that the driving control by measuring the strength of the signal transmitted from the pollution measurement device or occupant detection sensor or the remote control and find a point with a strong signal strength.
  • a remote controller for wirelessly calling the robot cleaner and directing self-cleaning
  • a communication unit for receiving a call command and an autonomous cleaning command wirelessly transmitted from the remote control, and when the call command is received through the communication unit, moves the robot cleaner to the location of the remote control where the call command is sent, and in response to receiving the autonomous cleaning command It characterized in that it comprises a robot cleaner including a control unit for controlling the autonomous cleaning performed by the traveling method.
  • the robot cleaner or the charging device including the contamination sensor detects the amount of dust accumulated on the window surface of the pollution sensor periodically and transmits it to the robot cleaner, it is determined that autonomous cleaning is necessary. Since autonomous cleaning is performed autonomously without the resident or the user's intervention, there is an effect of providing a more advanced form of convenience for cleaner users.
  • the present invention checks the cumulative time of the occupant's detection for the place where the floor pollution frequently occurs, such as around the sink, so that the area can be cleaned autonomously, there is also the convenience of autonomous cleaning of the contaminated area without the intervention of the resident,
  • a resident can call the robot cleaner whenever necessary to select a driving method that only wants the polluted area, and to clean it for a short time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration combination of an autonomous cleaning robot system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary configuration of a pollution measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exemplary block diagram of an autonomous cleaning robot system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates a configuration combination of an autonomous cleaning robot system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 illustrates a configuration of a pollution measuring device 270 according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner main body 100, the charging device 200, the remote controller 260, and the pollution measuring device 270 are all illustrated, but a combination thereof may constitute an autonomous cleaning robot system.
  • the main body of the robot cleaner 100 may include a pollution degree sensor according to an exemplary embodiment of the present invention to configure one autonomous cleaning robot system
  • the charging device 200 including the pollution degree sensor may be a robot cleaner.
  • the body may be configured as one autonomous cleaning robot system
  • the remote controller 260 and the robot cleaner 100 may be configured as one autonomous cleaning robot system
  • the main body and the charging device 200 may constitute one autonomous cleaning robot system.
  • the window surface 250 of the contamination detection sensor is exposed on the upper surface of the main body housing of the charging device 200, but the window surface of the contamination detection sensor is located on the housing upper surface of the main body of the robot cleaner 100. It may be formed.
  • the self-cleaning robot system of the illustrated combination will be described in more detail.
  • the main body of the robot cleaner 100 in FIG. 1 includes a motor (not shown) generating a suction force, and includes a suction nozzle for suctioning foreign substances on the floor by the suction force generated by the motor.
  • the robot cleaner 100 is provided with a wheel 110 below the main body to rotate in contact with the bottom surface so that the main body travels through the cleaning area.
  • a driving driver 151 of FIG. 3
  • an obstacle detector 120 for detecting the presence of an obstacle is provided at the front upper portion of the main body of the robot cleaner 100, and receives a predetermined signal sent from the charging device 200 to detect the position of the charging device 200.
  • the charging device detecting unit 130 is provided.
  • the charging device 200 has a rectangular parallelepiped shape for convenience of description, but the shape of the charging device 200 may be variously modified.
  • the charging device 200 according to the embodiment of the present invention is formed with a coupling unit 220 that can be coupled to the robot cleaner 100, the main body, such as a charging device of a general robot cleaner, coupling unit 220 Inside the charging terminal 230 is located. If necessary, a return induction sensor 210 may be provided to guide the main body of the robot cleaner 100.
  • An embodiment of the autonomous cleaning robot system together with the robot cleaner 100 includes a contamination detection sensor in the charging device 200.
  • the robot cleaner 100 is charged by the power supplied by the combination with the charging device 200 capable of automatically running and cleaning, The charging device 200,
  • Pollution degree sensor for detecting the amount of dust accumulated on the window surface 250 exposed to the outside of the charging device 200
  • the communication unit may transmit the amount of dust detected by the sensor to the robot cleaner 100 or transmit a cleaning start command to the robot cleaner 100 according to the detected amount of dust.
  • the pollution detection sensor is similar to the configuration of the pollution measurement device 270 illustrated in FIG. 2, the configuration of the pollution detection sensor will be described with reference to the configuration of FIG. 2.
  • a window surface 272 (corresponding to 250 in FIG. 1) of the contamination sensor is exposed on an upper surface of the main body housing of the charging device 200, and a window surface 272 is disposed below the window surface 272.
  • the control unit 277 for detecting the amount of constituting the pollution degree sensor.
  • the window surface 272 is refracted to the outside by the presence or absence of dust (C) accumulated in the window surface 272 from the inside of the window surface 272 outside the window surface 272 or inside the window surface 272 It has a predetermined curvature to be reflected, characterized in that the window surface 272 is convex toward the outside.
  • the pollution detection sensor may further include an illumination detection sensor 278 for detecting an illumination of external light, and the control unit 277 may receive the received light intensity according to the illumination detected by the illumination detection sensor 278. The amount of dust can be detected based on the compensated received light intensity.
  • the robot cleaner 100 may perform autonomous cleaning according to a predetermined driving method.
  • Autonomous cleaning robot system further includes a resident detection sensor installed in a place (near the sink) where floor contamination frequently occurs due to a predetermined action of an indoor resident and detects the presence of an indoor resident and transmits it to the robot cleaner 100 through a communication unit. You can also build In this case, the controller of the robot cleaner 100 moves to the resident detection sensor installation site and performs autonomous cleaning when the resident detection signal transmitted from the resident detection sensor satisfies a prescribed condition.
  • the resident detection sensor described above and below may use a sensor capable of detecting a resident in various ways, such as a heat detection method, an infrared method, an ultrasonic method, a capacitive sensor, and motion detection of a camera image.
  • the robot cleaner 100 may continuously transmit a signal for location tracking by communication with the main body.
  • the resident sensor may be implemented in the form of an independent cradle.
  • the pollution sensor detects dust accumulated on the window surface using light, but may detect dust accumulated on the window surface using an image.
  • the CCD image sensor is positioned at the light emitting unit 273 and the light receiving unit 275 positioned below the window surface 272 to display the window surface at a predetermined time or a predetermined period (power consumption reduction).
  • the control unit 277 analyzes the image brightness of the predetermined area obtained by capturing the image 272 (compared with the brightness of the standard image or the brightness of the center region of the standard image), the amount of dust accumulated on the window surface 272 is determined. Can be detected. In order to obtain a more accurate image may be added to the infrared transmitter. That is, when the image is captured, the control unit 277 irradiates infrared rays to the window surface 272 to acquire an image, thereby obtaining an image for determining whether to stack dust even in a dark environment.
  • Pollution degree sensor is included in the main body of the robot cleaner 100 to configure one autonomous cleaning robot system Example .
  • Such autonomous cleaning robot system is largely the robot cleaner 100 body
  • a pollution degree sensor for detecting an amount of dust accumulated on a window surface (not shown) exposed to the outside of the main body housing
  • control unit for performing autonomous cleaning according to the amount of dust by analysis of the signal detected by the detection sensor.
  • the contamination detection sensor includes a light emitting part 273 for emitting light on the window surface 272 and a light receiving part 275 for receiving light reflected from the window surface 272.
  • the contamination detection sensor described in the first embodiment includes a controller, but when the contamination detection sensor is included in the robot cleaner 100, the controller (147 of FIG. 3) controls the robot cleaner 100. Therefore, the control unit is excluded from the contamination detection sensor.
  • the window surface exposed to the outside of the main body of the robot cleaner 100 also has a predetermined curvature like the window surface described in Figure 2, characterized in that the window surface is convex toward the outside,
  • the pollution sensor further includes an illumination sensor 278 for detecting illumination of external light, and the controller 147 of the main body of the robot cleaner 100 compensates the received light intensity according to the illumination detected by the illumination sensor.
  • the amount of dust can be detected based on the compensated received light intensity.
  • a CCD image sensor can also be used.
  • the controller 147 controls the autonomous cleaning according to the amount of dust by analysis of the image signal detected by the image sensor.
  • the controller 147 may perform autonomous cleaning according to the amount of dust obtained from the pollution level sensor.
  • the robot cleaner main body 100 and the charging device 200 constitute the robot system, but the robot cleaner main body 100 or the charging device 200 is described above.
  • a pollution level sensor can be included to construct a self-cleaning robot system.
  • both the robot cleaner body 100 and the charging device 200 may include a contamination detection sensor.
  • the robot cleaner 100 is installed in a place (near the sink) where floor contamination frequently occurs due to predetermined actions of indoor residents, and further includes a resident detection sensor that detects the presence of indoor residents and transmits it to the robot cleaner 100 through a communication unit. You can also build a system. In this case, the controller of the robot cleaner 100 moves to the resident detection sensor installation site and performs autonomous cleaning when the resident detection signal transmitted from the resident detection sensor satisfies a prescribed condition.
  • the modified autonomous cleaning robot system may be implemented without including a contamination detection sensor in any one of the robot cleaner 100 and the charging device 200.
  • a separate pollution measurement device 270 is provided, and the robot cleaner body 100 or the charging device 200 must transmit and receive pollution-related information to each other.
  • the pollution measuring device 270 illustrated in FIG. 1 has the configuration as shown in FIG. 2.
  • the contamination measuring device may be detected by a pollution degree sensor for detecting an amount of dust (C) accumulated on the main body 270, the window surface 272 exposed outside the main body 270 housing, and the detection sensor. And a communication unit 279 for transmitting the amount of dust to the main body or the robot cleaner 100, and a power supply unit for supplying operation power.
  • a pollution degree sensor for detecting an amount of dust (C) accumulated on the main body 270, the window surface 272 exposed outside the main body 270 housing, and the detection sensor.
  • a communication unit 279 for transmitting the amount of dust to the main body or the robot cleaner 100, and a power supply unit for supplying operation power.
  • the contamination sensor includes a light emitting part 273 for emitting (A) light to the window surface 272, a light receiving part 275 for receiving light B reflected from the window surface 272, and a receiving light. And a control unit 277 for detecting the amount of dust accumulated on the window surface 272 based on the intensity.
  • the contamination detection sensor may use a CCD image sensor instead of the light emitting unit 273 and the light receiving unit 275, and may add an infrared ray transmitting unit.
  • the window surface 272 is refracted to the outside by the presence or absence of dust C accumulated in the window surface 272 from the inside of the window surface 272 to the outside of the window surface 272. It has a predetermined curvature to be reflected inside the window surface 272, characterized in that the window surface 272 is convex toward the outside.
  • the characteristic of the window surface 272 is the same as the window surface 250 of the contamination detection sensor described above.
  • the pollution detection sensor of the above-described pollution measuring device 270 further includes an illumination detection sensor 278 for detecting the illumination of the external light
  • the control unit 277 is the illumination detected by the illumination detection sensor 278 The compensation for the received light intensity according to, and the amount of dust can be detected based on the compensated received light intensity.
  • control unit 277 of the pollution measuring device 270 transmits the amount of dust detected by the pollution detection sensor to the robot cleaner 100, but includes its identification information for inducing the robot cleaner 100. It generates and transmits a packet. This is to identify and visit the cleaning area when there are a plurality of pollution measuring devices 270 in the indoor space.
  • the robot cleaner 100 determines whether autonomous cleaning is required and measures the corresponding pollution. Autonomous cleaning may be performed by moving to a place where the device 270 is installed or a designated area.
  • the contamination measuring apparatus 270 used independently is described, but the charging apparatus 200 may also be referred to as a pollution measuring apparatus by accommodating a pollution degree sensor.
  • the charging device 200 accommodates the contamination detection sensor and has one independent pollution. Measuring side It is used as a regular device and together with the robot cleaner 100 to construct an autonomous cleaning robot system. Example .
  • Such a pollution measuring device detects a pollution degree for detecting an amount of dust accumulated on a charging device 200 main body for charging the robot cleaner 100 and a window surface 250 exposed to the exterior of the main body housing of the charging device 200.
  • the sensor located below the window surface
  • the amount of dust detected by the detection sensor are transmitted to the robot cleaner coupled to the charging device 200, or a cleaning start command is issued according to the detected amount of dust.
  • a communication unit for transmitting the light to the window surface 100, wherein the pollution level sensor includes a light emitting unit emitting light on the window surface 250, a light receiving unit receiving light reflected from the window surface 250, and received light intensity.
  • a control unit for detecting an amount of dust accumulated on the window surface 250.
  • the window surface 250 exposed outside the main body housing of the charging device 200 may be refracted to the outside by the presence or absence of dust that is emitted from the window surface 250 to the window surface 250 outside the window surface 250. It has a predetermined curvature to be reflected inside the window surface 250, characterized in that the window surface is convex toward the outside.
  • the pollution degree sensor accommodated in the charging device 200 may further include an illuminance sensor for detecting the illuminance of the external light, and the controller compensates the received light intensity according to the illuminance detected by the illuminance sensor and compensates. The amount of dust may be detected based on the received light intensity.
  • the pollution degree sensor By accommodating the pollution degree sensor in the charging device 200, it can be used as a pollution measurement device, by transmitting the amount of dust detected by the pollution degree sensor to the robot cleaner 100, the robot cleaner 100 also autonomous cleaning Can be done.
  • a resident detection sensor is installed in a place (near the sink) where floor contamination frequently occurs due to a predetermined action of an indoor resident, and detects the presence of an indoor resident and transmits the resident detection sensor to the robot cleaner 100 through a communication unit. It is also possible to build an autonomous cleaning robot system.
  • This self-cleaning robot system assumes that if the surrounding is contaminated by the occupants staying for a certain time such as the sink (water and food is contaminated by the floor near the sink), the robot will move if the occupant stays for a certain time.
  • the cleaner 100 moves to the area to autonomously perform cleaning.
  • the autonomous cleaning robot system by installing a sensor 274 for detecting a resident in the pollution measuring device 270 described above in the vicinity of the sink stand or installing a resident detection sensor around the sink stand.
  • the pollution measuring device 270 including the occupant detection sensor or the occupant detection sensor 274 should be able to communicate with the robot cleaner 100 body.
  • the controller 147 of the robot cleaner 100 moves to the resident detection sensor installation site and performs autonomous cleaning when the resident detection signal transmitted from the resident detection sensor satisfies a prescribed condition. This will be described in more detail with reference to FIG. 5.
  • the occupant detection sensor may further include the above-described pollution detection sensor.
  • the remote controller 260 and the robot cleaner 100 constitute an autonomous cleaning robot system Example .
  • the autonomous cleaning robot system includes a remote controller 260 for wirelessly calling the robot cleaner 100 and instructing autonomous cleaning, and a communication unit 145 for receiving a call command and an autonomous cleaning command wirelessly transmitted from the remote controller 260. It includes, the control unit for moving the robot cleaner 100 to the position of the remote control 260, the call command is sent when the call command is received through the communication unit 145 and performs the autonomous cleaning in a prescribed driving manner in response to receiving the self-cleaning command 147.
  • This is a system capable of autonomous cleaning by conveniently calling the robot cleaner 100 through the remote controller 260 when it is determined that the floor is contaminated and needs cleaning.
  • FIG. 3 illustrates a block diagram of an autonomous cleaning robot system according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIGS. 4 and 5 illustrate an autonomous cleaning control flowchart according to an exemplary embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 3 is a robot cleaner that is independently operable as an autonomous cleaning robot system by providing the contamination sensor 155.
  • the robot cleaner 100 operable as an autonomous cleaning robot system may be disposed on a window surface exposed outside the main body housing of the robot cleaner 100, such as a window surface 250 exposed outside the housing of the charging device 200 shown in FIG. 1.
  • Pollution degree sensor 155 for detecting the amount of dust accumulated, and a control unit 147 for controlling the autonomous cleaning according to the amount of dust detected by the sensor 155.
  • the contamination sensor 155 includes a light emitting unit for emitting light to the window surface and a light receiving unit for receiving the light reflected from the window surface, as shown in Figure 2, the window surface exposed to the outside of the body housing is a window
  • the light emitted from the inside of the surface to the window surface has a predetermined curvature to be refracted to the outside or reflected inside the window surface by the presence or absence of dust accumulated on the outside of the window surface, and the window surface is convex toward the outside.
  • the robot cleaner 100 operable as an autonomous cleaning robot system may further include an illumination sensor 157 for sensing illumination of external light.
  • the controller 147 compensates the received light intensity received through the pollution degree sensor 155 according to the illuminance detected by the illuminance sensor, and detects the amount of dust based on the compensated received light intensity.
  • the autonomous cleaning robot system may further include a remote controller receiver 161 for receiving a call command transmitted from the remote controller 260.
  • the remote control receiver 161 may be referred to as a communication unit for communicating with an external device.
  • the user interface unit (I / F) 141 which is not described in FIG. 3 includes a plurality of key buttons for inputting a user command and a display unit for displaying an operation state of the robot cleaner.
  • the user can operate or stop the robot cleaner by manipulating the provided key button, select and change the driving method as needed, and select and input various operation modes.
  • the display unit may display a movement trajectory according to a driving method as well as a current operation state of the robot cleaner according to a real time or a user command.
  • the obstacle detecting unit 143 includes sensors (ultrasound method, infrared method, etc.) or a camera for detecting an obstacle located near the driving direction of the robot cleaner, and processes the signal obtained from these sensors or the camera to detect the obstacle. Circuits for generating signals for detection.
  • the controller 147 which will be described later, may process the signal acquired from the sensors or the camera in software to detect the obstacle.
  • the communication unit 145 includes a communication module for communicating with other devices according to the implementation method of the robot cleaner 100. For example, it may include a configuration for communicating with the charging device 200, as well as a configuration for communicating with a wireless terminal that can be used as a remote control device. If a beacon or the like is installed to guide the running of the robot cleaner may further include a configuration for communicating with these beacons. If the contamination level sensor 155 is not included in the robot cleaner 100, the robot cleaner 100 may include a configuration for receiving a transmission signal packet transmitted from at least one pollution level measurement device or at least one occupant detection sensor or a remote controller.
  • the controller 147 generally controls the operation of the robot cleaner based on the control program data stored in the storage 149. For example, the controller 147 compensates the received light intensity according to the illuminance detected by the illuminance sensor 157, detects the amount of dust based on the compensated received light intensity, and controls the communication unit 145. Analyzing the transmission signal packet received through to determine whether to clean the autonomous, and if necessary to control the driving drive unit 151 to move to the pollution degree measuring device or occupant detection sensor or remote control that transmitted the transmission signal packet cleaning unit ( 153 may be controlled to perform autonomous cleaning.
  • the storage unit 149 may store control program data for controlling the robot cleaner 100, as well as data generated during a control operation, driving mode information, pollution degree measuring device, or installation location information of a resident sensor.
  • a cleaning unit 153 for cleaning the contaminated area by using one of the driving drive unit 151, the suction device or the mop cleaning unit for driving the robot cleaner 100, like a general robot cleaner.
  • the cleaning unit 153 is positioned on the lower surface like a general robot cleaner and absorbs contaminants by sucking air.
  • the cleaning unit may further include an air purifying unit for purifying the sucked air according to the model, and may further include a cleaner attachment unit for cleaning the mop.
  • the cleaner attachment portion may be attached with a cleaner in the form of a surface such as a mop, and may further include a detergent supply unit 159 for supplying a detergent such as water.
  • the detergent supply unit 159 supplies the cleaner attachment unit with a different amount of detergent supply under the control of the controller 147.
  • the robot cleaner according to the embodiment of the present invention further includes a power supply unit to supply operation power of the cleaner.
  • control unit 147 checks whether or not a predetermined light emission period is reached (step S10) and reaches a predetermined period to control the light emitting unit of the pollution degree sensor 155 to emit light to the window surface (step S12).
  • the predetermined period may be determined by checking twice a day, such as 9 am and 5 pm, or may be determined by setting a timer by a user who is a resident.
  • the control unit 147 may detect the amount of dust accumulated on the window surface based on the received light intensity (step S16).
  • the controller 147 which detects the amount of dust in step S16, determines whether autonomous cleaning is necessary based on the detected amount of dust (step S18). )do.
  • the robot cleaner 100 including the pollution detection sensor 155 periodically detects the amount of dust accumulated on the window surface of the pollution detection sensor 155 to autonomously autonomously without intervention of a resident or user when autonomous cleaning is required. By performing the cleaning, there is an effect that can provide an advanced form of convenience to the cleaner users.
  • the autonomous cleaning method of the robot cleaner 100 including the pollution degree sensor 155 has been described, but the pollution degree sensor is included in the charging device 200 or the independent pollution measuring device other than the robot cleaner 100.
  • the robot cleaner 100 may perform autonomous cleaning by analyzing the transmission signal packet received from the charging device 200 or the independent pollution measuring device through the communication unit 145.
  • the received transmission signal packet may simply include an autonomous cleaning execution command or receive light intensity information, and include device identification information together with these information to provide the robot cleaner 100 with location information.
  • the robot cleaner 100 of the present invention may perform autonomous cleaning by finding an area that may be contaminated. To this end, the robot cleaner 100 must periodically communicate with accessories such as a resident detection sensor.
  • the controller 147 first checks whether a resident detection signal is received through the communication unit 145 (S30).
  • the occupant sensing signal is generated and transmitted by the occupant sensing sensor, which may be located around the sink, for example, where floor contamination frequently occurs.
  • step S34 When the resident detection signal is detected, the control unit 147 proceeds to step S32 and accumulates and stores the detection time in the storage unit 149. Then, steps S30 to S34 are repeatedly performed in a manner of checking again whether the cumulative time exceeds a prescribed value (step S34).
  • step S36 the control unit 147 proceeds to step S36 again to check whether the resident is detected around the sink. If the residents are continuously detected, steps S34 and S36 are repeated.
  • step S36 If the check result of step S36 does not detect the occupant, that is, it is confirmed that after leaving the dishes, the control unit 147 moves to the position where the occupant detection sensor is installed (step S40) and performs autonomous cleaning (step S42). do. Moving to the location where the occupant sensor is installed can be approached to the target location by communicating with the occupant sensor and requesting the occurrence of a signal for location tracking to the occupant sensor. After saving the location information, it will be possible to access it using the location information.
  • the present invention has an advantage of maximizing user convenience by automatically detecting when the resident stays for a predetermined time, such as a sink, so that autonomous cleaning is performed without resident intervention.
  • the autonomous cleaning robot system includes a remote controller 260 for wirelessly calling the robot cleaner 100 and instructing autonomous cleaning, and a call command wirelessly transmitted from the remote controller 260. And a communication unit for receiving an autonomous cleaning command, wherein the robot cleaner 100 moves to the position of the remote control unit 260 where the call command is transmitted when the call command is received through the communication unit, and the driving method is defined in response to receiving the autonomous cleaning command.
  • the robot cleaner may include a controller for controlling autonomous cleaning.
  • the controller measures the intensity of the signal transmitted from the remote controller 260 and controls the driving in such a way as to find and move a point having a strong signal strength, so that the control unit is located close to the remote controller 260, and then the driving method defined according to the autonomous cleaning command.
  • cleaning can be performed by selecting a desired driving method (for example, a method of increasing the cleaning radius while rotating in a spiral) among various driving methods.
  • This self-cleaning robot system is useful for the occupant to clean only a specific area by calling the robot cleaner 100 to clean only the contaminated area as needed.
  • the embodiment of the present invention focuses on the embodiment of the present invention by illustrating the light emitting unit and the light receiving unit as the contamination detection sensor, but by replacing the light emitting unit and the light receiving unit in all the illustrated embodiments with a CCD image sensor It can detect dust buildup on the window surface and upgrade performance by adding more infrared transmitters. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

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Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 특히 오염도를 판단하여 자율적으로 청소 개시가 이루어질 수 있는 자율 청소 로봇 시스템 및 상기 로봇 시스템을 구성하는 오염 측정장치에 관한 것으로, 로봇 청소기를 주행시키기 위한 주행 구동부와, 흡입장치 혹은 물걸레 청소부 중 하나를 이용하여 오염지역에 대한 청소를 수행하는 청소부와, 하나 이상의 오염도 측정장치 혹은 하나 이상의 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 전송신호 패킷을 수신하기 위한 통신부와, 상기 통신부를 통해 수신되는 전송신호 패킷을 분석하여 자율 청소 여부를 판단하고, 자율 청소 필요시 상기 전송신호 패킷을 전송한 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로 이동하도록 상기 주행 구동부를 제어한 후 상기 청소부를 제어하여 자율 청소 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

오염 측정장치 및 그를 포함하는 자율 청소 로봇 시스템
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 특히 오염도를 판단하여 자율적으로 청소 개시가 이루어질 수 있는 자율 청소 로봇 시스템 및 상기 로봇 시스템을 구성하는 오염 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 공기 흡입력을 발생시키는 흡입장치의 구동에 의해 외부에서 이물질이 포함된 공기를 흡입한 후, 이물질을 분리하여 집진하는 장치이다. 이러한 진공 청소기는 사용자에 의해 직접 조작되는 수동 진공 청소기와 사용자의 조작 없이 스스로 청소를 수행하는 로봇 청소기로 분류된다.
로봇 청소기는 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하는 장치로서 일정 구역의 청소를 자동으로 수행한다. 이와 같은 로봇 청소기는 코드리스 방식을 취하므로 구동전원을 공급받기 위해 필요한 충전 배터리를 포함하며, 상기 충전 배터리에 전원을 충전시키기 위한 충전장치가 요구된다. 따라서 충전장치와 로봇 청소기는 하나의 시스템으로 구성되어 제조 판매되고 있다.
충전장치와 로봇 청소기로 구성되는 일반적인 청소 로봇 시스템에서는 사용자의 청소명령에 따라 혹은 지정된 시간에 로봇 청소기가 정해진 패턴으로 이동하면서 청소 수행한다. 즉, 청소가 필요하다는 사용자의 판단이 있을 경우에 사용자 명령에 의해 청소 개시되므로, 사용자의 판단에 의존하게 되는 수동적인 시스템의 한계를 가진다. 비록 지정 시간에 자율적으로 청소가 이루어질 수 있으나, 굳이 청소가 필요하지 않은 상태에서도 불필요하게 청소 개시가 이루어질 수 있어 이 또한 사용자 입장에서 보면 이용상 불편함을 수반하게 된다.
따라서, 청소 공간 내의 오염도를 측정하여 사용자 개입 없이 자율적으로 청소 개시가 이루어진다면 사용자의 편의성을 극대화할 수 있을 것이며, 더 나아가 씽크대 주변에서 사용자가 일정 시간 머물 경우 설거지에 의해 바닥면이 오염될 가능성이 농후하기 때문에 사용자 위치를 감지하여 오염 가능성이 있는 지역을 자동 청소하는 시스템이 개발된다면 이 또한 사용자의 편의성을 극대화할 수 있을 것이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 10-2010-0109289
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 창안된 발명으로서, 본 발명의 목적은 오염도를 판단하여 자율적으로 청소 개시가 이루어질 수 있는 자율 청소 로봇 시스템 및 그에 사용되는 오염 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 오염 가능성이 있는 영역을 찾아 자율 청소 수행할 수 있는 자율 청소 로봇 시스템을 제공함에 있으며,
오염 지역만을 청소하고자 로봇 청소기를 호출하여 청소 수행할 수 있는 자율 청소 로봇 시스템을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 오염 측정장치는,
로봇 청소기를 충전시키기 위한 충전장치 본체와,
상기 충전장치 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와,
상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 충전장치 본체에 결합된 로봇 청소기로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 생성된 청소개시명령을 로봇 청소기로 전송하는 통신부를 포함함을 특징으로 하며,
상기 오염도 감지센서는,
상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와,
상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와,
수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오염 측정장치는,
본체와,
상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와,
상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 충전장치 본체 혹은 로봇 청소기로 전송하기 위한 통신부와,
동작전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함함을 특징으로 하며,
이러한 오염 측정장치에서 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와, 상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와, 수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템은,
로봇 청소기를 충전시키기 위한 충전장치와,
상기 충전장치와의 결합에 의해 공급되는 전원에 의해 충전되어 자동 주행 청소 가능한 로봇 청소기를 포함하되, 상기 충전장치는,
충전장치 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와, 상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 로봇 청소기로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 로봇 청소기로 전송하는 통신부를 포함함을 특징으로 하며,
이러한 자율 청소 로봇 시스템에서 상기 오염도 감지센서는,
상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와, 상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와, 수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하는 제어부를 포함함을 또 다른 특징으로 한다.
변형 실시예로서 상술한 자율 청소 로봇 시스템의 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출함을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템은,
로봇 청소기 본체와,
상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와,
상기 감지센서에 의해 검출되는 신호의 분석에 의한 먼지의 양에 따라 자율 청소 수행 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하며,
이러한 자율 청소 로봇 시스템에서 상기 오염도 감지센서는,
상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와,
상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함함을 특징으로 한다.
또 다른 변형 실시예로서의 자율 청소 로봇 시스템은,
로봇 청소기를 주행시키기 위한 주행 구동부와;
흡입장치 혹은 물걸레 청소부 중 하나를 이용하여 오염지역에 대한 청소를 수행하는 청소부와,
하나 이상의 오염 측정장치 혹은 하나 이상의 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 전송신호 패킷을 수신하기 위한 통신부와;
상기 통신부를 통해 수신되는 전송신호 패킷을 분석하여 자율 청소 여부를 판단하고, 자율 청소 필요시 상기 전송신호 패킷을 전송한 오염 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로 이동하도록 상기 주행 구동부를 제어한 후 상기 청소부를 제어하여 자율 청소 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
또한 제어부는 상기 오염 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하고 신호 세기가 강한 지점을 찾아 이동하는 방식으로 주행 제어함을 특징으로 한다.
또 다른 자율 청소 로봇 시스템은,
로봇 청소기를 무선 호출하고 자율 청소 지시하기 위한 리모컨과,
상기 리모컨으로부터 무선 전송되는 호출명령과 자율 청소 명령을 수신하기 위한 통신부를 포함하며, 상기 통신부를 통해 상기 호출명령 수신시 호출명령 발신된 리모컨 위치로 로봇 청소기를 이동시키고 자율 청소 명령 수신에 응답하여 규정된 주행방식으로 자율 청소 수행 제어하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 기술적 해결 수단에 따르면, 오염도 감지센서를 포함하는 로봇 청소기 혹은 충전장치는 주기적으로 오염도 감지센서의 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하고 이를 로봇 청소기로 전송하여 자율 청소가 필요하다고 판단되면, 거주자 혹은 사용자의 개입 없이 자율적으로 자동 청소 수행하기 때문에, 청소기 사용자들에게 보다 진보한 형태의 편의성을 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 씽크대 주변과 같이 바닥면 오염이 빈번히 일어나는 장소에 대해 거주자의 감지 누적시간을 체크해 해당 지역을 자율 청소해 주기 때문에, 거주자 개입 없이 오염지역을 자율적으로 청소해 줄 수 있는 편리함도 있으며,
리모컨을 활용해 거주자가 필요시 마다 로봇 청소기를 호출해 오염지역만을 원하는 주행방식을 선택해 단기간 청소할 수 있는 편리함도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템의 구성 조합 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오염 측정장치의 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템의 블럭 구성 예시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 제어 흐름 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템의 구성 조합을 예시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오염 측정장치(270)의 구성을 예시한 것이다.
도 1에서는 로봇 청소기 본체(100), 충전장치(200), 리모컨(260), 오염 측정장치(270)가 모두 도시되어 있으나, 이들의 조합에 의해 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수 있다. 예를 들면, 로봇 청소기(100) 본체가 본 발명의 실시예에 따른 오염도 감지센서를 포함함으로써 하나의 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수 있으며, 오염도 감지센서를 포함하는 충전장치(200)가 로봇 청소기(100) 본체와 함께 하나의 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수도, 리모컨(260)과 로봇 청소기(100) 본체가 하나의 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수도 있고, 오염 측정장치(270)와 로봇 청소기(100) 본체, 충전장치(200)가 하나의 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수도 있다. 도 1에서는 충전장치(200) 본체 하우징의 상부 면에 오염도 감지센서의 윈도우 면(250)이 노출되어 있는 것으로 도시하였으나, 이러한 오염도 감지센서의 윈도우 면은 로봇 청소기(100) 본체의 하우징 상부 면에 형성될 수도 있다. 이하 예시한 조합의 자율 청소 로봇 시스템에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
우선 도 1에서 로봇 청소기(100) 본체에는 흡입력을 발생하는 모터(미도시)가 내장되며, 상기 모터에 의해서 발생된 흡입력으로 바닥면의 이물질을 흡입하는 흡입노즐을 포함한다. 로봇 청소기(100) 본체 하부에는 바닥면과 접촉하여 회동함으로써 본체가 청소영역을 주행하도록 하는 휠(110)이 구비된다. 이와 같이 휠(110)과 휠 구동모터 및 본체(100) 주행과 관련된 기술적 구성들을 하기에서는 주행 구동부(도 3의 151)라 명명하기로 한다.
한편 로봇 청소기(100) 본체의 전방 상부에는 장애물의 유무를 감지하기 위한 장애물 검출부(120)가 구비되며, 충전장치(200)에서 보내진 소정의 신호를 수용하여 충전장치(200)의 위치를 감지하기 위한 충전장치 감지부(130)가 구비된다.
도 1에서 충전장치(200)는 설명의 편의상 직육면체 모양을 가지는 것으로 하였으나, 충전장치(200)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 다만 본 발명의 실시예에 따른 충전장치(200)는 일반적인 로봇 청소기의 충전장치와 같이 로봇 청소기(100) 본체가 충전을 위해 결합될 수 있는 결합부(220)가 형성되어 있으며, 결합부(220) 내에는 충전단자(230)가 위치한다. 필요에 따라 로봇 청소기(100) 본체를 유도하기 위한 복귀유도센서(210)가 구비될 수도 있다.
이러한 로봇 청소기(100)와 충전장치(200)의 일반 구성을 기초로 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템의 조합을 세분해 보면,
1. 충전장치(200)에 오염도 감지센서가 포함되어 로봇 청소기(100)와 함께 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예.
이러한 자율 청소 로봇 시스템은 로봇 청소기(100)를 충전시키기 위한 충전장치(200)와,
상기 충전장치(200)와의 결합에 의해 공급되는 전원에 의해 충전되어 자동 주행 청소 가능한 로봇 청소기(100);를 포함하되, 상기 충전장치(200)는,
충전장치(200) 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(250)에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와,
상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 로봇 청소기(100)로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 로봇 청소기(100)로 전송하는 통신부를 포함한다.
상기 오염도 감지센서는 도 2에 도시된 오염 측정장치(270)의 구성과 유사하므로 도 2의 구성을 참조하여 오염도 감지센서의 구성을 설명하기로 한다.
충전장치(200) 본체 하우징의 상부 면에는 도 2에 도시된 바와 같이 오염도 감지센서의 윈도우 면(272, 도 1에서는 250에 해당)이 노출되어 있으며, 윈도우 면(272) 하부에는 윈도우 면(272)에 광을 방출하는 발광부(273)와, 상기 윈도우 면(272)에서 반사된 광을 수신하는 수광부(275)가 위치하며, 수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면(272)에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하는 제어부(277)가 오염도 감지센서를 구성한다.
상기 윈도우 면(272)은 윈도우 면(272) 내부에서 윈도우 면(272)으로 방출되는 광이 윈도우 면(272) 외부에 쌓이는 먼지(C) 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면(272) 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면(272)이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 한다.
더 나아가 상기 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서(278)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(277)는 상기 조도 감지센서(278)에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수 있다.
이와 같이 충전장치(200) 본체에 오염도 측정을 위한 오염도 감지센서를 포함시키고, 그 오염도 감지센서에서 얻어진 먼지 양에 따라 충전장치(200)에 결합된 로봇 청소기(100)에게 자율 청소 명령을 전파함으로써, 로봇 청소기(100)는 정해진 주행방식에 따라 자율 청소를 수행할 수 있다.
실내 거주자의 소정 행위에 의해 바닥면 오염이 빈번히 일어나는 장소(씽크대 주변)에 설치되어 실내 거주자 유무를 감지하여 통신부를 통해 로봇 청소기(100) 본체로 전송하는 거주자 감지센서를 더 포함하여 자율 청소 로봇 시스템을 구축할 수도 있다. 이러한 경우 로봇 청소기(100)의 제어부는 거주자 감지센서로부터 전송되는 거주자 감지신호가 규정 조건을 만족하는 경우 거주자 감지센서 설치 장소로 이동하여 자율 청소 수행 제어한다.
참고적으로 상기 및 후술할 거주자 감지센서는 다양한 방식, 예를 들면 열감지방식, 적외선방식, 초음파방식, 정전용량 센서, 카메라 영상의 움직임 검출 등 다양한 방식으로 거주자를 감지할 수 있는 센서를 이용할 수 있으며, 로봇 청소기(100) 본체와의 통신에 의해 위치추적을 위한 신호를 계속적으로 발신할 수도 있다. 아울러 거주자 감지센서는 독립된 크래들 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 상기 오염도 감지센서는 광을 이용하여 윈도우 면에 쌓인 먼지를 감지하였으나, 영상을 이용하여 윈도우 면에 쌓인 먼지를 감지할 수도 있다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 윈도우 면(272) 하부에 위치하는 발광부(273)와 수광부(275) 위치에 CCD 이미지 센서를 위치시켜 정해진 시간 혹은 정해진 주기(소비전력 절감)에 윈도우 면(272)을 촬상하여 얻어진 소정 영역의 영상 밝기를 제어부(277)가 분석(표준 영상의 밝기와 비교, 혹은 표준영상의 중앙영역 밝기와 비교하는 방식)하면 윈도우 면(272)에 쌓인 먼지의 양을 검출할 수 있다. 보다 정확한 영상을 획득하기 위해서 적외선 발신부를 추가할 수도 있다. 즉, 영상 촬영시 제어부(277)가 윈도우 면(272)에 적외선을 조사하여 영상 획득함으로써, 어두운 환경에서도 먼지의 적층여부 판단을 위한 영상을 정상적으로 획득할 수 있다.
2. 오염도 감지센서가 로봇 청소기(100) 본체에 포함되어 하나의 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예 .
이러한 자율 청소 로봇 시스템은 크게 로봇 청소기(100) 본체와,
상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(도시하지 않았음)에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와,
상기 감지센서에 의해 검출되는 신호의 분석에 의한 먼지의 양에 따라 자율 청소 수행 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 오염도 감지센서는 도 2에서 설명한 바와 같이 윈도우 면(272)에 광을 방출하는 발광부(273)와, 윈도우 면(272)에서 반사된 광을 수신하는 수광부(275)를 포함한다. 앞서 1번의 실시예에서 설명한 오염도 감지센서는 제어부를 포함하나, 로봇 청소기(100) 본체에 오염도 감지센서를 포함시키는 경우에는 로봇 청소기(100) 본체를 제어하는 제어부(도 3의 147)를 이용하면 되기 때문에 오염도 감지센서에서 제어부를 제외한다.
아울러 로봇 청소기(100) 본체 하우징 외부에 노출되는 윈도우 면 역시 도 2에서 설명한 윈도우 면과 같이 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하며,
오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서(278)를 더 포함하며, 로봇 청소기(100) 본체의 제어부(147)는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수 있다. 물론 위에서 언급한 바와 같이 CCD 이미지 센서를 이용할 수도 있다. 이러한 경우 제어부(147)는 이미지 센서에 의해 검출되는 영상신호의 분석에 의한 먼지의 양에 따라 자율 청소 수행 제어한다.
로봇 청소기(100) 본체에 오염도 측정을 위한 오염도 감지센서를 포함시킬 경우 제어부(147)는 오염도 감지센서에서 얻어진 먼지 양에 따라 자율 청소를 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템은 로봇 청소기 본체(100)와 충전장치(200)가 로봇 시스템을 구성하되, 로봇 청소기 본체(100) 혹은 충전장치(200) 어느 하나에 상술한 오염도 감지센서를 포함시켜 자율 청소 로봇 시스템을 구성할 수 있다. 물론 로봇 청소기 본체(100)와 충전장치(200) 모두에 오염도 감지센서를 포함시킬 수도 있을 것이다.
또한 실내 거주자의 소정 행위에 의해 바닥면 오염이 빈번히 일어나는 장소(씽크대 주변)에 설치되어 실내 거주자 유무를 감지하여 통신부를 통해 로봇 청소기(100) 본체로 전송하는 거주자 감지센서를 더 포함하여 자율 청소 로봇 시스템을 구축할 수도 있다. 이러한 경우 로봇 청소기(100)의 제어부는 거주자 감지센서로부터 전송되는 거주자 감지신호가 규정 조건을 만족하는 경우 거주자 감지센서 설치 장소로 이동하여 자율 청소 수행 제어한다.
한편, 로봇 청소기(100) 본체와 충전장치(200) 어느 하나에 오염도 감지센서를 포함시키지 않고서도 변형된 자율 청소 로봇 시스템을 구현할 수도 있다. 이를 위해서는 별도의 오염 측정장치(270)를 구비하되, 로봇 청소기 본체(100) 혹은 충전장치(200)와 오염도 관련 정보를 상호 송수신해야 한다.
3. 별도의 오염 측정장치를 구비하여 로봇 청소기(100)와 함께 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예.
이를 위해 도 1에 도시된 오염 측정장치(270)는 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 갖는다.
즉, 오염 측정장치는 본체(270)와, 상기 본체(270) 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(272)에 쌓이는 먼지(C)의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와, 상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 충전장치(200) 본체 혹은 로봇 청소기(100)로 전송하기 위한 통신부(279)와, 동작전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함한다.
상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면(272)에 광을 방출(A)하는 발광부(273)와, 상기 윈도우 면(272)에서 반사된 광(B)을 수신하는 수광부(275)와, 수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면(272)에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하는 제어부(277)를 포함한다. 변형 실시예로서 오염도 감지센서는 발광부(273)와 수광부(275) 대신에 CCD 이미지 센서를 사용할 수 있으며, 적외선 발신부를 추가할 수 있다.
상기 윈도우 면(272)은 도 2에 도시한 바와 같이 윈도우 면(272) 내부에서 윈도우 면(272)으로 방출되는 광이 윈도우 면(272) 외부에 쌓이는 먼지(C) 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면(272) 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면(272)이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 한다.
이러한 윈도우 면(272)의 특징은 상술한 오염도 감지센서의 윈도우 면(250)과 동일하다.
한편, 상술한 오염 측정장치(270)의 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서(278)를 더 포함하며, 상기 제어부(277)는 상기 조도 감지센서(278)에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수도 있다.
아울러 오염 측정장치(270)의 제어부(277)는 상기 오염도 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 로봇 청소기(100)로 전송하되, 로봇 청소기(100)를 유도하기 위한 자신의 식별정보가 포함된 패킷을 생성하여 전송함을 특징으로 한다. 이는 실내 공간에 오염 측정장치(270)가 복수 개 존재할 경우 청소구역을 식별하여 찾아가기 위함이다.
이와 같이 독립된 오염 측정장치(270)에서 수평 면에 쌓이는 먼지 양을 검출하고 검출된 먼지 양을 로봇 청소기(100)로 전송해 줌으로써, 로봇 청소기(100)는 자율 청소가 필요한지를 판단하여 해당 오염 측정장치(270)가 설치된 곳 혹은 지정된 지역으로 이동하여 자율 청소 수행할 수 있다.
위에서는 독립적으로 사용되는 오염 측정장치(270)에 대해 설명하였지만 충전장치(200)가 오염도 감지센서를 수용함으로써 이 또한 오염 측정장치로 불리울 수도 있다.
4. 충전장치(200)가 오염도 감지센서를 수용하여 하나의 독립된 오염 측정측 정장치로 사용되고 로봇 청소기(100)와 함께 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예 .
이러한 오염 측정장치는 로봇 청소기(100)를 충전시키기 위한 충전장치(200) 본체와, 상기 충전장치(200) 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(250)에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서(윈도우 면 하부에 위치)와, 상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 충전장치(200) 본체에 결합된 로봇 청소기로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 로봇 청소기(100)로 전송하는 통신부를 포함하며, 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면(250)에 광을 방출하는 발광부와, 윈도우 면(250)에서 반사된 광을 수신하는 수광부, 수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면(250)에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하는 제어부를 포함한다.
충전장치(200) 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(250)은 윈도우 면(250) 내부에서 윈도우 면(250)으로 방출되는 광이 윈도우 면(250) 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면(250) 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 한다.
충전장치(200) 본체에 수용되는 오염도 감지센서 역시 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함할 수 있으며, 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수도 있다.
충전장치(200)에 오염도 감지센서를 수용함으로써, 하나의 오염 측정장치로 사용 가능하며, 오염도 감지센서에서 검출된 먼지 양을 로봇 청소기(100)로 전송해 줌으로써, 로봇 청소기(100) 역시 자율 청소 수행할 수 있다.
이러한 자율 청소 로봇 시스템에서도 실내 거주자의 소정 행위에 의해 바닥면 오염이 빈번히 일어나는 장소(씽크대 주변)에 설치되어 실내 거주자 유무를 감지하여 통신부를 통해 로봇 청소기(100) 본체로 전송하는 거주자 감지센서를 더 포함하여 자율 청소 로봇 시스템을 구축할 수도 있다.
5. 독립된 오염 측정장치에 거주자 감지센서를 부가하여 로봇 청소기(100)와 함께 자율 청소 로봇 시스템을 구성하거나, 독립된 오염 측정장치와 거주자 감지센 서를 로봇 청소기(100)와 함께 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예.
이러한 자율 청소 로봇 시스템은 씽크대와 같이 거주자가 일정 시간 머무르며 하는 행위에 의해 주변이 오염되는 경우(씽크대 주변 바닥에 물과 음식물이 떨어져 오염됨)를 가정하여 일정시간 동안 거주자가 머무른 후 이동하게 되면 로봇 청소기(100)가 그 지역으로 이동해 자율적으로 청소 수행하기 위한 것이다.
이를 위해서는 상기 4에서 설명한 오염 측정장치(270)에 거주자를 감지하기 위한 센서(274)를 부가하여 씽크대 주변에 설치하거나, 씽크대 주변에 거주자 감지센서를 설치하는 것만으로 자율 청소 로봇 시스템 구현 가능하다. 물론 거주자 감지센서 혹은 거주자 감지센서(274)가 포함된 오염 측정장치(270)는 로봇 청소기(100) 본체와 통신 가능해야 할 것이다. 이러한 경우 로봇 청소기(100)의 제어부(147)는 거주자 감지센서로부터 전송되는 거주자 감지신호가 규정 조건을 만족하는 경우 거주자 감지센서 설치 장소로 이동하여 자율 청소 수행 제어한다. 이에 대해서는 도 5에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 참고적으로 거주자 감지센서 역시 상술한 오염도 감지센서를 더 포함할 수 있다.
6. 리모컨(260)과 로봇 청소기(100)가 자율 청소 로봇 시스템을 구성하는 실시예 .
이러한 자율 청소 로봇 시스템은 로봇 청소기(100)를 무선 호출하고 자율 청소 지시하기 위한 리모컨(260)과, 상기 리모컨(260)으로부터 무선 전송되는 호출명령과 자율 청소 명령을 수신하기 위한 통신부(145)를 포함하며, 상기 통신부(145)를 통해 호출명령 수신시 호출명령 발신된 리모컨(260) 위치로 로봇 청소기(100)를 이동시키고 자율 청소 명령 수신에 응답하여 규정된 주행방식으로 자율 청소 수행 제어하는 제어부(147)를 포함한다. 이는 국지적으로 바닥면이 오염되어 청소가 필요하다고 판단되는 경우 편리하게 리모컨(260)을 통해 로봇 청소기(100)를 호출하여 자율 청소가 이루어지도록 할 수 있는 시스템이다.
이하 상술한 여러 실시예들에서 사용 가능한 로봇 청소기(100)의 구성과 동작을 도 3 내지 도 5를 참조하여 부연 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템의 블럭 구성도를 예시한 것이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 제어 흐름도를 예시한 것이다. 보다 구체적으로 도 3은 로봇 청소기(100)가 오염도 감지센서(155)를 구비함으로써 독립적으로 자율 청소 로봇 시스템으로 동작 가능한 로봇 청소기이다.
자율 청소 로봇 시스템으로 동작 가능한 로봇 청소기(100)는 도 1에 도시된 충전장치(200)의 하우징 외부에 노출된 윈도우 면(250)과 같이 로봇 청소기(100) 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서(155)와, 상기 감지센서(155)에 의해 검출된 먼지의 양에 따라 자율 청소 수행 제어하는 제어부(147)를 포함한다.
상기 오염도 감지센서(155)는 도 2에 도시된 것과 같이 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와, 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부를 포함하며, 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 한다.
자율 청소 로봇 시스템으로 동작 가능한 로봇 청소기(100)는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서(157)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우 제어부(147)는 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 오염도 감지센서(155)를 통해 수신되는 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수 있다.
더 나아가 자율 청소 로봇 시스템은 리모컨(260)으로부터 전송되는 호출명령 등을 수신하기 위한 리모컨 수신부(161)를 더 포함할 수 있다. 이러한 리모컨 수신부(161)는 외부 장치와 통신 수행하기 위한 통신부로 명명될 수도 있을 것이다.
도 3에서 미설명된 사용자 인터페이스부(I/F)(141)는 사용자 명령을 입력하기 위한 다수의 키 버튼과, 로봇 청소기의 동작상태를 표시하기 위한 표시부를 포함한다. 사용자는 구비된 키 버튼을 조작을 통해 로봇 청소기를 동작 혹은 동작 정지시킬 수 있으며 필요에 따라 주행방식을 선택 변경할 수 있음은 물론, 여러 동작 모드를 선택 입력할 수 있다. 상기 표시부에는 로봇 청소기의 현재 동작상태는 물론 주행방식에 따른 이동궤적이 실시간 혹은 사용자 명령에 따라 표시될 수 있다.
장애물 검출부(143)는 로봇 청소기의 주행방향 주변에 위치하는 장애물을 검출하기 위한 센서(초음파 방식, 적외선 방식 등)들 혹은 카메라를 포함하며, 이들 센서들 혹은 카메라로부터 획득된 신호를 처리하여 장애물을 검출하기 위한 신호들을 발생시키는 회로들을 포함한다. 물론 센서들 혹은 카메라로부터 획득된 신호를 후술할 제어부(147)에서 소프트웨어적으로 처리하여 장애물을 검출할 수도 있다.
통신부(145)는 로봇 청소기(100)의 구현 방식에 맞게 타 장치와 통신하기 위한 통신모듈을 포함한다. 예를 들면 원격 제어장치로 사용 가능한 무선 단말과 통신하기 위한 구성을 포함함은 물론, 충전장치(200)와 통신하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 로봇 청소기의 주행을 안내하기 위해 비콘 등이 설치된 경우라면 이들 비콘과 통신하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 만약 로봇 청소기(100)에 오염도 감지센서(155)가 포함되지 않은 경우라면, 하나 이상의 오염도 측정장치 혹은 하나 이상의 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 전송신호 패킷을 수신하기 위한 구성을 포함할 것이다.
제어부(147)는 저장부(149)에 저장된 제어 프로그램 데이터에 기초하여 로봇 청소기의 동작을 전반적으로 제어한다. 예를 들면, 제어부(147)는 조도 감지센서(157)에서 감지된 조도에 따라 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출할 수 있으며, 통신부(145)를 통해 수신되는 전송신호 패킷을 분석하여 자율 청소 여부를 판단하고, 자율 청소 필요시 상기 전송신호 패킷을 전송한 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로 이동하도록 주행 구동부(151)를 제어한 후 청소부(153)를 제어하여 자율 청소 수행 제어할 수도 있다.
저장부(149)는 로봇 청소기(100)를 제어하기 위한 제어 프로그램 데이터는 물론 제어동작시 발생하는 데이터, 주행방식 정보, 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서의 설치 위치정보 등이 저장될 수 있다.
그리고 일반 로봇 청소기와 같이 로봇 청소기(100)를 주행시키기 위한 주행 구동부(151), 흡입장치 혹은 물걸레 청소부 중 하나를 이용하여 오염지역에 대한 청소를 수행하는 청소부(153)를 포함한다. 청소부(153)는 일반 로봇 청소기와 같이 하면에 위치하며 공기를 흡입하는 방식으로 오염물질을 흡수한다. 이러한 청소부는 모델에 따라 흡입된 공기를 정화시키기 위한 공기 정화부를 더 포함할 수 있으며, 물걸레 청소를 위한 클리너 부착부를 더 포함할 수 있다. 클리너 부착부에는 걸레 등과 같은 면 형태의 클리너가 부착될 수 있으며, 물과 같은 세정제 공급을 위해 세정제 공급부(159)가 더 포함될 수 있다. 세정제 공급부(159)는 제어부(147)의 제어에 따라 세정제 공급량을 달리하여 클리너 부착부로 공급한다. 도시하지는 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기는 전원부를 더 구비하여 청소기의 동작 전원을 공급한다.
이하 도 4를 참조하여 도 3에 도시한 자율 청소 로봇 시스템으로서의 로봇 청소기(100) 동작을 부연 설명하면,
우선 제어부(147)는 정해진 광 방출 주기인가를 체크(S10단계)하여 정해진 주기에 도달하면 오염도 감지센서(155)의 발광부를 제어하여 윈도우 면으로 광을 방출(S12단계)한다. 정해진 주기는 오전 9시와 오후 5시와 같이 1일 2회 체크하는 방식으로 정해질 수 있으며, 거주자인 사용자가 타이머 설정하는 방식으로 정해질 수 있다.
윈도우 면으로 광 방출이 이루어지면, 방출된 광은 윈도우 면에 쌓인 먼지에 의해 반사되어 수광부로 입사되고, 수광부로 입사된 반사광의 세기값은 전기신호로 변환되어 제어부(147)에 수신(S14단계)된다. 이에 제어부(147)는 수신광 세기에 기초하여 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출(S16단계)할 수 있게 된다.
S16단계에서 먼지 양을 검출한 제어부(147)는 검출된 먼지 양을 기초로 자율 청소가 필요한가를 판단(S18단계)하고, 판단결과 자율 청소가 필요하면 정해진 주행방식으로 주행하면서 청소 수행(S20단계)한다.
자율 청소가 필요치 않다고 판단되면 S10단계 내지 S18단계를 주기적으로 반복 수행하여 자율 청소 여부를 판단한다.
이와 같이 오염도 감지센서(155)를 포함하는 로봇 청소기(100)는 주기적으로 오염도 감지센서(155)의 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하여 자율 청소가 필요한 경우 거주자 혹은 사용자의 개입 없이 자율적으로 자동 청소 수행함으로써, 청소기 사용자들에게 진보한 형태의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 실시예에서는 오염도 감지센서(155)를 포함하는 로봇 청소기(100)의 자율 청소 방법에 대해 설명하였지만, 오염도 감지센서가 로봇 청소기(100)가 아닌 충전장치(200) 혹은 독립된 오염 측정장치에 포함될 경우, 로봇 청소기(100)는 통신부(145)를 통해 충전장치(200) 혹은 독립된 오염 측정장치로부터 수신된 전송신호 패킷을 분석하여 자율 청소를 수행할 수 있다. 수신된 전송신호 패킷에는 구현 방식에 따라 단순히 자율 청소 수행명령이 포함될 수도 있고, 수신광 세기정보가 포함될 수도 있으며, 이들 정보와 함께 장치식별정보가 포함됨으로서 로봇 청소기(100)에게 위치정보를 함께 제공해 줄 수도 있다.
한편, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 상술한 자율 청소 방법 외에 오염 가능성이 있는 영역을 찾아서 자율 청소 수행할 수도 있다. 이를 위해서는 로봇 청소기(100)가 거주자 감지센서와 같은 부속장치들과 주기적으로 통신을 수행하여야 한다.
도 5를 참조하면, 제어부(147)는 우선 통신부(145)를 통해 거주자 감지신호가 수신되는가를 검사(S30단계)한다. 거주자 감지신호는 거주자 감지센서에 의해 발생되어 전송되는데, 이러한 거주자 감지센서는 예를 들어 바닥면 오염이 빈번하게 발생하는 씽크대 주변에 위치시킬 수 있다.
거주자 감지신호가 감지되면, 제어부(147)는 S32단계로 진행하여 저장부(149)에 감지시간을 누적 저장한다. 그리고 누적시간이 규정치를 초과하는지 재차 검사(S34단계)하는 방식으로 S30단계 내지 S34단계를 반복 수행한다.
보통 씽크대 주변에서 설거지를 수행하면 거주자 감지시간이 일정시간 동안 누적될 것이며, 설령 설거지중 일시적으로 자리를 뜨러다로 설거지 종료전까지 다시 회귀하므로, 설저지 수행여부 판단은 감지시간 누적치를 활용할 수 있을 것이다.
만약 거주자 감지 누적시간이 규정치를 초과하면 제어부(147)는 재차 S36단계로 진행하여 씽크대 주변에서 거주자가 감지되는가를 체크한다. 계속적으로 거주자가 감지되고 있다면 S34단계와 S36단계를 반복 수행한다.
만약 S36단계의 체크결과 거주자가 감지되지 않는다면, 즉 설거지를 마치고 자리를 뜬 것으로 확인되면, 제어부(147)는 거주자 감지센서가 설치된 위치로 이동(S40단계)한 후 자율 청소를 수행(S42단계)한다. 거주자 감지센서가 설치된 위치로 이동하는 방법은 거주자 감지센서와 통신하여 위치추적을 위한 신호 발생을 거주자 감지센서로 요청하는 방식을 통해 목표위치로 접근해 갈 수 있으며, 사전에 거주자 감지센서가 설치되는 위치정보를 저장해 둔 후 그 위치정보를 활용하여 접근해 가는 방법 모두 가능할 것이다.
이와 같이 본 발명은 씽크대와 같이 거주자가 일정 시간 동안 머무르는 경우 이를 자동 감지하여 거주자 개입 없이 자율 청소가 이루어지도록 함으로써, 사용자 편리함을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
변형 가능한 실시예로서, 본 발명의 실시예에 따른 자율 청소 로봇 시스템은 로봇 청소기(100)를 무선 호출하고 자율 청소 지시하기 위한 리모컨(260)과, 상기 리모컨(260)으로부터 무선 전송되는 호출명령과 자율 청소 명령을 수신하기 위한 통신부를 포함하며, 상기 통신부를 통해 상기 호출명령 수신시 호출명령 발신된 리모컨(260) 위치로 로봇 청소기(100)를 이동시키고 자율 청소 명령 수신에 응답하여 규정된 주행방식으로 자율 청소 수행 제어하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기를 포함할 수도 있다.
이러한 경우 제어부는 리모컨(260)으로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하고 신호 세기가 강한 지점을 찾아 이동하는 방식으로 주행 제어하여 리모컨(260)에 근접 위치하면, 이후 자율 청소 명령에 따라 규정된 주행방식 혹은 여러 주행방식 중 희망하는 주행방식(예를 들면 나선형으로 회전하면서 청소 반경을 넓혀 가는 방식)을 선택하여 청소 수행할 수 있다.
이러한 자율 청소 로봇 시스템은 거주자가 필요에 따라 오염된 지역만을 청소하기 위해 로봇 청소기(100)를 호출하여 특정 지역만을 청소하는데 유용하다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 오염도 감지센서로서 발광부와 수광부를 예시하여 본 발명의 실시예를 중점적으로 설명하였으나, 예시한 모든 실시예에 기재된 발광부와 수광부를 CCD 이미지 센서로 대체하여 윈도우 면에 쌓이는 먼지를 감지할 수 있으며, 적외선 발신부를 더 추가하여 성능을 업그레이드할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
240: 전원 케이블
260: 리모컨
262: 호출버튼
264: 자율 청소 지시버튼
274: 거주자 감지센

Claims (32)

  1. 로봇 청소기를 충전시키기 위한 충전장치 본체와;
    상기 충전장치 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와;
    상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 충전장치 본체에 결합된 로봇 청소기로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 생성된 청소개시명령을 로봇 청소기로 전송하는 통신부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와;
    상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와;
    수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면 영상을 촬상하기 위한 이미지 센서와;
    촬상 영상을 분석하여 윈도우 면에 쌓인 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면에 적외선을 조사하기 위한 적외선 발신부;를 더 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  7. 본체와;
    상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와;
    상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 충전장치 본체 혹은 로봇 청소기로 전송하기 위한 통신부와;
    동작전원을 공급하기 위한 전원공급부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와;
    상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와;
    수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면 영상을 촬상하기 위한 이미지 센서와;
    촬상 영상을 분석하여 윈도우 면에 쌓인 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면에 적외선을 조사하기 위한 적외선 발신부;를 더 포함함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  13. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 제어부는 상기 오염도 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 로봇 청소기로 전송하되, 로봇 청소기를 유도하기 위한 자신의 식별정보가 포함된 패킷을 생성하여 전송함을 특징으로 하는 오염 측정장치.
  14. 로봇 청소기를 충전시키기 위한 충전장치와;
    상기 충전장치와의 결합에 의해 공급되는 전원에 의해 충전되어 자동 주행 청소 가능한 로봇 청소기;를 포함하되, 상기 충전장치는,
    충전장치 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와;
    상기 감지센서에 의해 검출된 먼지의 양을 상기 로봇 청소기로 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 생성된 청소개시명령을 로봇 청소기로 전송하는 통신부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와;
    상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와;
    수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면 영상을 촬상하기 위한 이미지 센서와;
    촬상 영상을 분석하여 윈도우 면에 쌓인 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면에 적외선을 조사하기 위한 적외선 발신부;를 더 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  18. 청구항 14 내지 청구항 17중 어느 한 항에 있어서, 상기 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  20. 청구항 14에 있어서, 실내 거주자의 소정 행위에 의해 바닥면 오염이 빈번히 일어나는 장소에 설치되어 실내 거주자 유무를 감지하여 통신부를 통해 상기 로봇 청소기로 전송하는 거주자 감지센서;를 더 포함하며, 상기 로봇 청소기의 제어부는 상기 거주자 감지센서로부터 전송되는 거주자 감지신호가 규정 조건을 만족하는 경우 거주자 감지센서 설치 장소로 이동하여 자율 청소 수행 제어함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서, 거주자 감지센서는 본체와, 상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서;를 더 포함하되, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와;
    상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부와;
    수신광 세기에 기초하여 상기 윈도우 면에 쌓여 있는 먼지의 양을 검출하여 전송하거나 검출된 먼지의 양에 따라 청소개시명령을 생성하여 전송하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  23. 로봇 청소기 본체와;
    상기 본체 하우징 외부에 노출된 윈도우 면에 쌓이는 먼지의 양을 검출하기 위한 오염도 감지센서와;
    상기 감지센서에 의해 검출되는 신호의 분석에 의한 먼지의 양에 따라 자율 청소 수행 제어하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면에 광을 방출하는 발광부와;
    상기 윈도우 면에서 반사된 광을 수신하는 수광부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  25. 청구항 23에 있어서, 상기 오염도 감지센서는,
    상기 윈도우 면 영상을 촬상하여 신호 분석을 위한 상기 제어부로 전송하기 위한 이미지 센서임을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 상기 윈도우 면에 적외선을 조사하기 위한 적외선 발신부;를 더 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  27. 청구항 23 내지 청구항 26에 있어서, 상기 윈도우 면은 윈도우 면 내부에서 윈도우 면으로 방출되는 광이 윈도우 면 외부에 쌓이는 먼지 유무에 의해 외부로 굴절되거나 윈도우 면 내부에서 반사되도록 소정 곡률을 가지되, 윈도우 면이 외부를 향하여 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  28. 청구항 24에 있어서, 상기 오염도 감지센서는 외부 광의 조도를 감지하기 위한 조도 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 조도 감지센서에서 감지된 조도에 따라 상기 수신광 세기를 보상하며, 보상된 수신광 세기에 기초하여 먼지의 양을 검출함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  29. 로봇 청소기를 주행시키기 위한 주행 구동부와;
    흡입장치 혹은 물걸레 청소부 중 하나를 이용하여 오염지역에 대한 청소를 수행하는 청소부와;
    하나 이상의 오염도 측정장치 혹은 하나 이상의 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 전송신호 패킷을 수신하기 위한 통신부와;
    상기 통신부를 통해 수신되는 전송신호 패킷을 분석하여 자율 청소 여부를 판단하고, 자율 청소 필요시 상기 전송신호 패킷을 전송한 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로 이동하도록 상기 주행 구동부를 제어한 후 상기 청소부를 제어하여 자율 청소 수행하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 제어부는 상기 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하고 신호 세기가 강한 지점을 찾아 이동하는 방식으로 주행 제어함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  31. 로봇 청소기를 무선 호출하고 자율 청소 지시하기 위한 리모컨과;
    상기 리모컨으로부터 무선 전송되는 호출명령과 자율 청소 명령을 수신하기 위한 통신부를 포함하며, 상기 통신부를 통해 상기 호출명령 수신시 호출명령 발신된 리모컨 위치로 로봇 청소기를 이동시키고 자율 청소 명령 수신에 응답하여 규정된 주행방식으로 자율 청소 수행 제어하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기;를 포함함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 제어부는 상기 오염도 측정장치 혹은 거주자 감지센서 혹은 리모컨으로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하고 신호 세기가 강한 지점을 찾아 이동하는 방식으로 주행 제어함을 특징으로 하는 자율 청소 로봇 시스템.
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