WO2020197123A1 - 로봇 청소기 - Google Patents

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WO2020197123A1
WO2020197123A1 PCT/KR2020/003159 KR2020003159W WO2020197123A1 WO 2020197123 A1 WO2020197123 A1 WO 2020197123A1 KR 2020003159 W KR2020003159 W KR 2020003159W WO 2020197123 A1 WO2020197123 A1 WO 2020197123A1
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WO
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cleaner body
camera
sensing unit
disposed
cleaner
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/003159
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English (en)
French (fr)
Inventor
손병곤
고우라겐타로
송영국
Original Assignee
엘지전자 주식회사
가부시키가이샤 마키타
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Publication date
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Priority to US17/593,795 priority patent/US20220167815A1/en
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    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaner that performs a function of cleaning a floor while traveling by itself in a certain area.
  • a robot cleaner is configured to autonomously drive a certain area, recognize the surrounding environment by itself, and perform a cleaning function suitable for the environment.
  • the cleaning function performed by the robot cleaner may include a function of sucking and removing dust or foreign matter existing in the floor area.
  • the robot cleaner can be used in various environments such as warehouses, homes, and offices.
  • autonomous driving which is one of the core technologies of the robot cleaner, can be achieved by accurately recognizing the current position of the robot cleaner in the working environment.
  • a method for a robot cleaner to recognize its current location is implemented by performing a SLAM (Simultaneous Localization And Map-Building) task using information acquired through various sensors, and using the map information created through it.
  • SLAM Simultaneous Localization And Map-Building
  • the robot cleaner may perform a function of photographing and monitoring the interior of the house by using the autonomous driving characteristic.
  • An object of the present invention is to provide an optimized arrangement structure of a sensing unit applied to implement functions using autonomous driving and autonomous driving characteristics of a robot cleaner.
  • a robot cleaner includes: a cleaner body having a control unit for controlling autonomous driving; A sensing unit disposed to be inclined with respect to a side surface and an upper surface of an upper edge portion of the cleaner body, and photographing a side direction and an upper side of the cleaner body together; And a bumper disposed to cover at least a portion of a first half area of the cleaner body and configured to absorb an impact by being pressed when contacting an obstacle, and the sensing unit is disposed at the rear of the bumper.
  • the sensing unit may be disposed at a position adjacent to the bumper in a rear area of the bumper.
  • the sensing unit is disposed inside, and further includes an inclined portion having a through portion for photographing the sensing unit, and the optical axis of the sensing unit is greater than the central axis of the penetrating unit
  • a slope of the sensing unit may be formed to be smaller than a slope of the slope.
  • the sensing unit may be formed to have an inclination of 25° to 35° with respect to the ground.
  • the sensing unit may include a first camera unit and a second camera unit which are disposed to be inclined at one side and the other side of the upper edge region of the cleaner body, respectively, to photograph a lateral direction and an upper side of the cleaner body.
  • the first camera unit may include a first camera; A first window disposed to cover the first camera; And a first case mounted on the cleaner body, configured to fix the first camera and the first window, and forming an enclosed space for sealing the first camera together with the first window, the first case
  • the 2 camera unit may include a second camera; A second window disposed to cover the second camera; And a second case mounted on the cleaner body, configured to fix the second camera and the second window, and forming a closed space sealing the second camera together with the second window.
  • Each of the first window and the second window may include a first filter and a second filter for selectively transmitting an infrared region.
  • the first camera unit and the second camera unit may be disposed at a position symmetrical to the left and right from a front center line of the cleaner body.
  • the control unit may detect a current position in the driving area using images captured by the first and second camera units.
  • the first and second camera units may be configured to be rotatable, respectively, to adjust the optical axis.
  • It may further include an ultrasonic sensing unit disposed on one surface of the front side of the bumper, and sensing an obstacle positioned around the front of the cleaner body by using the reflected ultrasonic wave after sending ultrasonic waves around the front of the cleaner body.
  • the bumper may be disposed to cover at least a portion of a side surface and an upper surface of the cleaner body in the entire area of the cleaner body.
  • the sensing unit may have a range capable of capturing an image including a ceiling.
  • a robot cleaner includes: a cleaner body including a control unit for controlling autonomous driving; A sensing unit disposed to be inclined with respect to a side surface and an upper surface of an upper edge portion of the cleaner body, and photographing a side direction and an upper side of the cleaner body together; And a bumper disposed to cover at least a portion of a first half area of the cleaner body, and configured to absorb an impact by being pressed when contacting an obstacle, wherein the sensing unit includes the bumper from a bottom surface of the cleaner body. Is formed on a second height equal to or not exceeding the first height.
  • the control unit may detect a current position in the driving area by using the image captured by the sensing unit.
  • a bumper that absorbs the shock is placed so as to cover the first half area of the cleaner body, and a sensing part that photographs the side direction and the upper part of the cleaner body together is the rear of the bumper.
  • the bumper structure By placing it in the bumper structure, it provides a function to avoid direct collision with an obstacle when the robot cleaner is running, and at the same time, it more effectively acquires image information about the side direction and the upper side area of the robot cleaner's running direction.
  • Even in a narrow and long corridor structure such as an office or an environment with a high ceiling, the image information sampling operation can be easily performed. As a result, it is possible to stably provide reliability and precision of information obtained through the sensing unit and information generated by using the information.
  • a bumper that absorbs the impact is placed so as to cover the first half of the cleaner body, and the sensing unit that photographs the side direction and the upper side of the cleaner body is formed with a bumper.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot cleaner according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the robot cleaner shown in FIG. 1.
  • Figure 3 is a front view of the robot cleaner shown in Figure 1;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the robot cleaner shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a sensing unit in the robot cleaner illustrated in FIG. 4;
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the robot cleaner shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a view showing a sensing unit separated from the robot cleaner illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the sensing unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 and 10 are diagrams for comparing and explaining a phenomenon in which a laser irradiated from an upper sensing unit illustrated in FIG. 1 is included in an image photographed by the sensing unit.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot cleaner 100 according to the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the robot cleaner 100 shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a robot cleaner 100 shown in FIG. It is a front view of.
  • the robot cleaner 100 autonomously travels in a certain area and recognizes the surrounding environment by itself and performs a cleaning function suitable for the environment.
  • the cleaning function referred to herein includes a function of sucking and removing dust or foreign matter existing in the floor area.
  • the robot cleaner 100 can be used in various environments such as warehouses, homes, and offices.
  • the robot cleaner 100 includes a cleaner body 110, a sensing unit 130 and a bumper 115.
  • the cleaner body 110 includes a control unit (not shown) that controls the autonomous driving of the robot cleaner 100.
  • the cleaner body 110 includes a wheel unit 117 for driving the robot cleaner 100.
  • the robot cleaner 100 may be moved on the ground G by the wheel part 117.
  • the wheel part 117 is disposed to be in contact with the ground G at the bottom of the cleaner body 110, and is rotatable about an axis perpendicular to the cleaner body 110 in order to change the moving direction of the robot cleaner 100. Done.
  • the wheel unit 117 may be configured in a plurality of the cleaner body 110, and each may be independently driven.
  • a first battery 111a and a second battery 111b supplying power for driving the robot cleaner 100 may be coupled to the cleaner body 110.
  • the first and second batteries 111a and 111b may be separately configured and separately charged with respect to the cleaner body 110, or may be charged while being mounted on the cleaner body 110.
  • a display unit 112 may be disposed on the upper surface of the cleaner body 110 to display various state information related to the driving of the robot cleaner 100 and provide the user with information.
  • the state information may include various information such as a power state, a cleaning state, a cleaning mode, an operation time, and a failure.
  • the cleaning mode is a mode in which a space without many obstacles, such as a warehouse or a long corridor, is cleaned by driving in a certain pattern, and a mode in which a space with many various obstacles, such as an office, is autonomously driven and cleaned without a certain pattern It may include.
  • a lamp 113 may be disposed on the upper surface of the cleaner body 110 to display the state of the robot cleaner 110 in another form together with the display unit 112.
  • the lamp 113 may be configured to emit light of various colors in various ways.
  • the lamp 113 may display light in different colors, brightness of light, and flickering form of light. Accordingly, even in a situation where it is difficult for the user to check the status information of the robot cleaner 100 through the display unit 112, the status information of the robot cleaner 100 is more intuitively provided through the light emitted from the lamp 113 I can receive it. Further, in the present invention, the case where the lamp 113 is configured as one has been described as an example, but may be configured as a plurality and disposed adjacent to each other.
  • the sensing unit 130 is disposed to be inclined with respect to the side surface and the upper surface of the upper edge portion of the cleaner body 110 so that the side direction and the upper side of the cleaner body 110 may be photographed together.
  • the sensing unit 130 may be configured as a general photographing camera.
  • the sensing unit 130 is disposed behind the bumper 115 as shown in FIG. 2.
  • the sensing unit 130 may be formed to have an inclination of 25° to 35° with respect to the ground.
  • the sensing unit 130 is the same as the first height (H1) in which the bumper 115 is formed from the bottom surface of the cleaner body 110, or a second height (H2) not exceeding the first height (H1) It can be formed on. For example, as shown in FIGS.
  • the sensing unit 130 has a second height adjacent to the first height H1 while lower than the first height H1 at which the bumper 115 is formed ( It may be formed on H2).
  • the bumper 115 is formed to surround the front surface of the cleaner body 110, thereby expanding the range of protecting the robot cleaner 100 from obstacles, while providing a detection function of the bumper 115 itself. It can be expected to improve the used obstacle detection performance.
  • the sensing unit 130 may be more safely protected from impact caused by a collision.
  • the robot cleaner 100 may have a cylindrical appearance, and by the structure of the inclined portion 140 formed between the upper surface and the side surface of the cleaner body 110 to be described later, the upper portion of the robot cleaner 100 It is possible to prevent jamming caused by obstacles located at.
  • the bumper 115 may be formed to be inclined along the inclined portion 140 to prevent being caught by an obstacle.
  • a new form factor for the camera configuration of the robot cleaner 100 may be provided, and a photographing area for the surrounding environment of the cleaner body 110 may be further expanded.
  • a photographing area for the surrounding environment of the cleaner body 110 may be further expanded.
  • the bumper 115 is disposed to cover at least a part of a first half (FH) area of the cleaner body 110.
  • the first half (FH) means the front half of the whole divided by half.
  • the bumper 115 may be disposed to cover at least a portion of a side surface and an upper surface of the cleaner body 110 in the front FH area of the cleaner body 110 as shown in FIG. 2. .
  • the bumper 115 may be made of a material that can be elastically deformable so as to absorb the impact that occurs when the robot cleaner 100 collides with an obstacle while driving, or may be made of a structure that is pressed and restored to its original state when a collision occurs. . Accordingly, the robot cleaner 100 absorbs an impact caused by a collision with an obstacle while driving, and thus durability may be further improved.
  • the bumper 115 may be configured to sense the impact when colliding with an obstacle.
  • the sensing unit 130 may be disposed behind the bumper 115.
  • the sensing unit 130 may be disposed in a position adjacent to the bumper 115 in the rear area of the bumper 115 except for a portion in which the bumper 115 is formed in the cleaner body 110. .
  • the robot cleaner 100 may further include an ultrasonic sensing unit 160.
  • the ultrasonic sensing unit 160 is disposed on one surface of the front side of the bumper 115 and transmits ultrasonic waves to the front of the cleaner body 110 and receives reflected ultrasonic waves to detect a distance and a direction to an obstacle. Meanwhile, the ultrasonic sensing unit 160 may be disposed under the sensing unit 130 based on the vertical direction of the cleaner body 110.
  • a front camera 150 may be disposed on the front side of the robot cleaner 100 to face the front side of the robot cleaner 100 and configured to photograph the front side of the robot cleaner 100.
  • the front of the robot cleaner 100 means the side on which the cleaner body 110 travels in the forward direction (F), that is, the front of the cleaner body 110, and the rear of the robot cleaner 100 (ie, the forward direction (F)
  • the reverse direction (R) opposite to) means the rear side of the cleaner body 110.
  • first side brush 181 and a second side brush 182 may be provided on both sides of the bottom of the cleaner body 110, respectively.
  • the first and second side brushes 181 and 182 are configured to be rotatable about an axis perpendicular to the robot cleaner 100, and foreign substances present on the ground G in the outer area of the robot cleaner 100 are removed from the robot cleaner. It performs a function of moving to the suction device (not shown) of (100).
  • a plurality of first brushes 181a and second brushes 182a are formed on outer circumferential surfaces of the first and second side brushes 181 and 182 to separate foreign substances on the ground G from the floor.
  • the robot cleaner 100 may further include an upper sensing unit 120.
  • the upper sensing unit 120 is disposed to protrude from the upper surface of the cleaner body 110 to a certain height.
  • the upper sensing unit 120 irradiates a laser to the periphery of the cleaner main body 110 to detect an obstacle such as a wall located around the cleaner main body 110 in the running state or the stopped state of the robot cleaner 100 Is made to do.
  • the upper sensing unit 120 may be formed of LiDAR. Rida is a device that accurately draws the surroundings by emitting laser pulses and measuring the distance to the object by receiving the light reflected back from the surrounding object.
  • the robot cleaner 100 may further include an inclined portion 140.
  • the inclined portion 140 is formed to be inclined downward from the upper surface of the upper edge portion of the cleaner body 110 and includes a penetrating portion 141 for photographing the sensing portion 130.
  • the sensing part 130 is disposed inside the inclined part 140 and is configured to photograph a peripheral area of the cleaner body 110 through the through area of the through part 141.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the robot cleaner 100 shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the robot cleaner 100 shown in FIG. 4 enlarged around the sensing unit 130.
  • the sensing unit 130 may include a first camera unit 131 and a second camera unit 132.
  • a dust box 170 for receiving foreign substances collected into the cleaner body 110 through the suction device of the robot cleaner 100 may be disposed.
  • the dust box 170 may include a first accommodating portion 170a and a second accommodating portion 170b that are partitioned to collect relatively large foreign matter and relatively small foreign matter, respectively.
  • a dust filter 171 for filtering foreign matter or dust in the air discharged to the outside of the dust box 170 may be mounted on the top of the dust box 170.
  • the first camera unit 131 and the second camera unit 132 are disposed to be inclined at one side and the other side of the upper edge area of the cleaner body 110, respectively, and are configured to photograph the side direction and the upper side of the cleaner body 110 together. .
  • the first camera unit 131 and the second camera unit 132 may be disposed at positions symmetrical to the left and right from the front center line CL of the cleaner body 110, respectively, as shown in FIG. 2. Accordingly, the surrounding environment of the cleaner body 110 can be photographed including a wider area through the first and second camera units 131 and 132, and as a result, the first and second camera units 131 and 132 can be photographed. It is possible to increase the amount of information obtained by using images.
  • the inclined part 140 has a first inclined surface 140a and a second inclined surface 140b respectively formed on one side and the other side of the cleaner body 110 in correspondence with the configuration of the first and second camera parts 131 and 132. Can be equipped.
  • the through part 141 is a first penetration for photographing the first camera part 131 and the second camera part 132
  • a hole 141a and a second through hole 141b may be provided, respectively.
  • control unit may be configured to detect a current position in the driving area of the robot cleaner 100 by using images captured by the first and second camera units 131 and 132.
  • the position detection of the robot cleaner 100 performs a SLAM (Simultaneous Localization And Map-Building) operation using image information acquired through the first and second camera units 131 and 132, and map information created through it. It can be implemented by using SLAM (Simultaneous Localization And Map-Building) operation using image information acquired through the first and second camera units 131 and 132, and map information created through it. It can be implemented by using SLAM (Simultaneous Localization And Map-Building) operation using image information acquired through the first and second camera units 131 and 132, and map information created through it. It can be implemented by using SLAM (Simultaneous Localization And Map-Building) operation using image information acquired through the first and second camera units 131 and 132, and map information created through it. It can be implemented by using SLAM
  • the inclination of the sensing part 130 is formed to be smaller than the inclination of the inclined part 140 so that the optical axis of the sensing part 130 faces upward from the central axis of the through part 141.
  • the second camera unit 132 and the second inclined surface 140b will be described as an example, and the features of the second sensing unit 130 and the inclined unit 140 will be described.
  • the optical axis of (132a) that is, the line that serves as the reference for the direction and position when looking at the progress of the light beam in the optical system is directed upward of the robot cleaner 100 than the central axis (141b') of the second through hole (141b).
  • the slope ⁇ of the second camera unit 132 is formed to be smaller than the slope ⁇ of the second slope 140b.
  • the slope ⁇ of the second camera unit 132 may be formed as 30°.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the robot cleaner 100 shown in FIG. 1
  • FIG. 7 is a view showing the sensing unit 130 separated from the robot cleaner 100 shown in FIG. 6
  • FIG. 8 is It is an exploded perspective view of the sensing unit 130 shown in FIG.
  • the cleaner main body 110 may be composed of an upper case 110a and a lower case 110b, and the robot cleaner is combined with the upper case 110a and the lower case 110b. It is possible to form an inner space accommodating various parts for driving 100).
  • first camera unit 131 and the second camera unit 132 will be described by taking the second camera unit 132 as an example.
  • the description of the second camera unit 132 described below may be equally applied to the first camera unit 131.
  • the second camera unit 132 includes a second camera 132a, a second window 132b, and a second case 132c.
  • the second camera 132a is configured to photograph the surrounding environment of the cleaner body 110 through the second through hole 141b.
  • the second window 132b may be disposed to cover the second camera 132a, and may be formed to cover the second through hole 141b when mounted on the cleaner body 110.
  • Each of the first and second windows 132b includes a first filter (not shown) and a second filter (not shown) that selectively transmit an infrared region, so that the surrounding environment of the robot cleaner 100 is provided even in a dark environment. It is possible to provide a certain portion of the image information for.
  • the first and second filters are not the first window and the second window 132b, but the second camera 132a provided in the first camera unit 131 and the second camera unit 132 ) May be formed.
  • the second window 132b may be fixed to the second window case 132b' that is fastened to the second case 132c to be described later.
  • the second case 132c is mounted on the cleaner body 110 and is configured to fix the second camera 132a and the second window 132b, and includes the second camera 132a together with the second window 132b. A closed space to be sealed is formed.
  • the second case 132c includes a second intermediate case 132c' and a second lower case 132c” that are mutually coupled to each other so that the second camera 132a is disposed at an intermediate portion as shown in FIG. 8.
  • a plurality of second fixing holes 132c2 for fixing the second camera unit 132 to the cleaner body 110 may be formed at a side portion of the second lower case 132c".
  • a second sealing member 132d may be disposed between the second window case 132b' and the second case 132c to form the sealed space.
  • a fastening hole 132b" may be formed on at least one side of the second window case 132b', and a second hook 132c1 formed to correspond to the fastening hole 132b" is formed in the second case 132c. Can be formed.
  • FIG. 9 and 10 are diagrams for comparing and explaining a phenomenon in which the laser 120a irradiated from the upper sensing unit 120 illustrated in FIG. 1 is included in an image photographed by the sensing unit 130.
  • FIG. 9 is a view showing an example in which the inclination of the sensing unit 130 is smaller than that of the inclined portion 140 as shown in FIG. 5 in the robot cleaner 100 of the present invention.
  • the interference area i1 is the second interference including the light of the laser 120a irradiated from the upper sensing unit 120 in the image P2 captured by the sensing unit 130 of the robot cleaner 100 of FIG. 10. It can be seen that it is formed smaller than the area i2. Meanwhile, the sensing unit 130 may be configured to have a range for capturing an image including the ceiling C.
  • first camera unit 131 and the second camera unit 132 may be configured to be rotatable, respectively, to adjust the optical axis.
  • the rotation operation of the first camera unit 131 or the second camera unit 132 is a hinge connection between the cleaner body 110 and the first camera unit 131 or the second camera unit 132. Can be implemented.
  • the present invention can be used in an industrial field related to a robot cleaner having an autonomous driving function.

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Abstract

본 발명은, 자율 주행을 제어하는 제어부를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부; 및 상기 청소기 본체의 전반(first half) 영역을 덮도록 배치되며, 장애물과의 접촉 시 가압되어 충격을 흡수하도록 형성되는 범퍼를 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 범퍼의 후방에 배치되는 로봇 청소기를 개시한다.

Description

로봇 청소기
본 발명은 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행하는 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 로봇 청소기는 일정 영역을 자율 주행하면서 스스로 주변 환경을 인식하고 그 환경에 적합한 청소 기능을 수행하도록 이루어진다. 로봇 청소기가 수행하는 청소 기능에는 대표적으로 바닥 영역에 존재하는 먼지 또는 이물질을 흡입하여 제거하는 기능을 들 수 있다. 또한, 로봇 청소기는 창고, 가정, 사무실 등 다양한 환경에서 사용될 수 있다.
한편, 로봇 청소기의 핵심 기술 중 하나인 자율 주행은, 로봇 청소기가 작업하는 환경 상에서 자신의 현재 위치를 정확하게 인식함으로써 이루어질 수 있다.
일반적으로 로봇 청소기가 자신의 현재 위치를 인식하는 방법은, 각종 센서를 통해 획득한 정보들을 이용하여 SLAM(Simultaneous Localization And Map-Building)작업을 수행하고, 이를 통해 만들어지는 지도 정보를 이용하는 것으로 구현될 수 있다. 또한, 로봇 청소기는 자율 주행 특성을 이용하여 집안 내부를 촬영, 감시하는 기능 등을 수행하기도 한다.
이에 따라, 한국 공개특허공보 제10-2017-0131172호(2017.11.29.)에 게재된 바와 같이 로봇 청소기의 자율 주행 기능의 보다 정밀한 구현을 위하여 서로 다른 기능을 가지는 각종 센서의 적용이 다양하게 시도되고 있으며, 이러한 시도들에 따라 로봇 청소기에 적용되는 센서의 수도 이전보다 늘어나고 있다.
이와 함께, 로봇 청소기의 자율 주행 성능을 보다 향상시키기 위하여, 로봇 청소기에 적용되는 다양한 센서들의 최적화된 설계에 대한 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은, 로봇 청소기의 자율 주행 및 자율 주행 특성을 이용한 기능들을 구현하기 위하여 적용되는 센싱부의 최적화된 배치 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 로봇 청소기는, 자율 주행을 제어하는 제어부를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부; 및 상기 청소기 본체의 전반(first half) 영역의 적어도 일부를 덮도록 배치되며, 장애물과의 접촉 시 가압되어 충격을 흡수하도록 형성되는 범퍼를 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 범퍼의 후방에 배치된다.
상기 센싱부는, 상기 범퍼의 후방 영역 중 상기 범퍼와 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 상면에서 하향 경사지게 형성되고, 내측에 상기 센싱부가 배치되며, 상기 센싱부의 촬영을 위한 관통부를 구비하는 경사부를 더 포함하고, 상기 센싱부의 광축이 상기 관통부의 중심축보다 상방을 향하도록, 상기 센싱부의 기울기가 상기 경사부의 기울기보다 작게 형성될 수 있다.
상기 센싱부는, 지면을 기준으로 25˚ 내지 35˚의 기울기를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 센싱부는, 상기 청소기 본체의 상측 모서리 영역의 일측과 타측에서 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 제1 카메라부와 제2 카메라부를 포함할 수 있다.
상기 제1 카메라부는, 제1 카메라; 상기 제1 카메라를 덮도록 배치되는 제1 윈도우; 및 상기 청소기 본체에 장착되고, 상기 제1 카메라와 상기 제1 윈도우를 고정하도록 구성되며, 상기 제1 윈도우와 함께 상기 제1 카메라를 밀폐시키는 밀폐 공간을 형성하는 제1 케이스를 포함하고, 상기 제2 카메라부는, 제2 카메라; 상기 제2 카메라를 덮도록 배치되는 제2 윈도우; 및 상기 청소기 본체에 장착되고, 상기 제2 카메라와 상기 제2 윈도우를 고정하도록 구성되며, 상기 제2 윈도우와 함께 상기 제2 카메라를 밀폐시키는 밀폐 공간을 형성하는 제2 케이스를 포함할 수 있다.
상기 제1 윈도우와 상기 제2 윈도우는, 각각 적외선 영역을 선택적으로 투과시키는 제1 필터와 제2 필터를 구비할 수 있다.
상기 제1 카메라부 및 상기 제2 카메라부는, 상기 청소기 본체의 전방 중심선으로부터 좌우 대칭하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 카메라부에 의해 촬영된 영상을 이용하여 주행 영역 내의 현재 위치를 감지할 수 있다.
상기 제1 및 제2 카메라부는 광축의 조절을 위하여, 각각 회동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 범퍼의 전방 측 일면에 배치되고, 상기 청소기 본체의 전방 주변으로 초음파를 보낸 후 반사되는 초음파를 이용하여 상기 청소기 본체의 전방 주변에 위치하는 장애물을 감지하는 초음파 센싱부를 더 포함할 수 있다.
상기 범퍼는, 상기 청소기 본체의 전반 영역 중, 상기 청소기 본체의 측면과 상면의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 센싱부는, 천장을 포함하는 영상을 촬영할 수 있는 범위를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 로봇 청소기는, 자율 주행을 제어하는 제어부를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부; 및 상기 청소기 본체의 전반(first half) 영역의 적어도 일부를 덮도록 배치되며, 장애물과의 접촉 시 가압되어 충격을 흡수하도록 형성되는 범퍼를 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 청소기 본체의 저면으로부터 상기 범퍼가 형성된 제1 높이와 동일하거나 상기 제1 높이를 넘지 않는 제2 높이 상에 형성된다.
상기 제어부는 상기 센싱부에 의해 촬영된 영상을 이용하여 주행 영역 내의 현재 위치를 감지할 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 로봇 청소기가 장애물과의 접촉 시 가압되어 그 충격을 흡수하는 범퍼를 청소기 본체의 전반(first half) 영역을 덮도록 배치하고, 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부를 범퍼의 후방에 배치시킴으로써, 범퍼의 구조에 의해 로봇 청소기의 주행 시 장애물과의 직접적인 충돌에 대한 회피 기능을 제공함과 동시에, 로봇 청소기의 주행 방향에 대하여 측면 방향과 측면부 상방 영역에 대한 영상 정보를 보다 효과적으로 획득하여, 오피스와 같이 좁고 긴 형태의 복도 구조 또는, 천장이 높은 환경에서도 영상 정보의 샘플링 작업이 용이하게 이루어질 수 있다. 결과적으로, 센싱부를 통해 획득되는 정보 및 그 정보를 이용하여 만들어지는 정보의 신뢰도와 정밀도를 안정되게 제공할 수 있다.
아울러, 청소기 본체에 마련되는 제한된 공간 내에서, 로봇 청소기의 자율 주행을 구현하기 위해 필요한 센싱부와 범퍼의 보다 효율적인 배치구조를 제공할 수 있다.
둘째, 로봇 청소기가 장애물과의 접촉 시 가압되어 그 충격을 흡수하는 범퍼를 청소기 본체의 전반(first half) 영역을 덮도록 배치하고, 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부를 범퍼가 형성된 높이와 동일한 높이 상에 형성시켜, 센싱부를 통해 촬영되는 로봇 청소기의 상방에 대한 영상을 보다 정밀하게 촬영하여, 로봇 청소기의 자율 주행 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 일 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 로봇 청소기의 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 로봇 청소기에서 센싱부를 중심으로 확대한 단면도.
도 6은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 분해 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 로봇 청소기에서, 센싱부를 분리하여 보인 도면.
도 8은 도 7에 도시된 센싱부의 분해 사시도.
도 9 및 도 10은 도 1에 도시된 상부 센싱부에서 조사되는 레이저가 센싱부에 의해 촬영되는 영상 속에 포함되는 현상을 비교하여 설명하기 위한 도면들.
이하, 본 발명에 관련된 로봇 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 일정 영역을 자율 주행하면서 스스로 주변 환경을 인식하고 그 환경에 적합한 청소 기능을 수행한다. 여기서 말하는 청소 기능에는, 바닥 영역에 존재하는 먼지 또는 이물질을 흡입하여 제거하는 기능이 포함된다. 또한, 로봇 청소기(100)는 창고, 가정, 사무실 등 다양한 환경에서 사용될 수 있다.
로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110), 센싱부(130) 및 범퍼(115)를 포함한다.
청소기 본체(110)는 로봇 청소기(100)의 자율 주행을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다. 또한, 청소기 본체(110)는 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠 부(117)를 구비한다. 상기 휠 부(117)에 의해 로봇 청소기(100)는 지면(G) 상에서 이동될 수 있다.
휠 부(117)는 청소기 본체(110)의 하부에서 지면(G)과 접하도록 배치되고, 로봇 청소기(100)의 이동 방향의 전환을 위하여 청소기 본체(110)와 수직한 축을 중심으로 회전 가능하도록 이루어진다. 휠 부(117)는 청소기 본체(110)에 복수로 구성될 수 있으며, 각각 독립적으로 구동될 수 있다.
한편, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 구동을 위한 전원을 공급하는 제1 배터리(111a)와 제2 배터리(111b)가 체결될 수 있다. 제1 및 제2 배터리(111a,111b)는, 청소기 본체(110)에 대하여 각각 분리 가능하도록 구성되어 별도로 충전되거나, 청소기 본체(110)에 장착된 상태에서 충전 가능하도록 이루어질 수 있다.
또한, 청소기 본체(110)의 상면 상에는 로봇 청소기(100)의 구동과 관련한 여러 가지 상태 정보를 표시하여 사용자에게 제공하는 디스플레이부(112)가 배치될 수 있다. 상기 상태 정보는, 전원 상태, 청소 상태, 청소 모드, 동작 시간, 고장 여부 등의 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 청소 모드는 창고나 긴 복도 같은 공간 처럼 장애물이 많지 않은 공간을 일정한 패턴으로 주행하며 청소하는 모드와, 사무실과 같이 여러 가지 장애물이 많이 존재하는 공간을 일정한 패턴 없이 자율 주행하며 청소를 수행하는 모드를 포함할 수 있다.
또한, 청소기 본체(110)의 상면에는 상기 디스플레이부(112)와 함께 로봇 청소기(110)의 상태를 또 다른 형태로 표시하는 램프(113)가 배치될 수 있다. 상기 램프(113)는 여러 가지 색상의 빛을 여러 가지 방식으로 발산하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 램프(113)는 빛을 색상, 빛의 밝기, 빛이 깜빡거리는 형태 등을 서로 다르게 하여 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이부(112)를 통한 로봇 청소기(100)의 상태 정보의 확인이 어려운 상황에서도, 램프(113)에서 발산되는 빛을 통해 로봇 청소기(100)의 상태 정보를 보다 직관적으로 제공받을 수 있다. 또한, 본 발명에서는 램프(113)가 한 개로 구성되는 경우를 예로 설명하였으나, 복수로 구성되어 서로 인접하게 배치될 수 있다.
센싱부(130)는 청소기 본체(110)의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어 청소기 본체(110)의 측면 방향과 상방을 함께 촬영할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)는 일반적인 촬영용 카메라로 구성될 수 있다. 그리고, 센싱부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 범퍼(115)의 후방에 배치된다. 또한, 상기 센싱부(130)는, 지면을 기준으로 25˚ 내지 35˚의 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 센싱부(130)는, 청소기 본체(110)의 저면으로부터 상기 범퍼(115)가 형성된 제1 높이(H1)와 동일하거나, 상기 제1 높이(H1)을 넘지 않는 제2 높이(H2) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 범퍼(115)가 형성된 제1 높이(H1)보다 낮으면서 상기 제1 높이(H1)에 인접하는 제2 높이(H2) 상에 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 범퍼(115)는, 청소기 본체(110)의 전면을 감싸도록 형성되어, 장애물로부터 로봇 청소기(100)를 보호하는 범위를 확대하는 한편, 범퍼(115) 자체의 감지 기능을 이용한 장애물 감지 성능의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 센싱부(130)의 위치를 상기 제1 높이(H1)의 범위 내에서 최대한 높은 지점에 배치하여, 센싱부(130)를 통한 영상 샘플링 작업의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 센싱부(130)의 위치가 상기 제1 높이(H1)의 범위 내에 배치되어 충돌에 의한 충격으로부터 센싱부(130)를 보다 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는, 원통 형상의 외관을 가지를 수 있으며 후술할 청소기 본체(110)의 상면과 측면 사이에 형성되는 경사부(140)의 구조에 의해, 로봇 청소기(100)의 상부에 위치하는 장애물에 의해 발생하는 끼임현상을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 범퍼(115)는 상기 경사부(140)를 따라 경사지게 형성되어 장애물에 의한 끼임을 방지할 수 잇다.
이와 같은 센싱부(130)의 구성에 의하면, 로봇 청소기(100)의 카메라 구성에 대한 새로운 폼 팩터를 제공할 수 있으며, 청소기 본체(110)의 주변 환경에 대한 촬영 영역을 보다 확장시킬 수 있다. 또한, 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 대하여 측면 방향과 측면부 상방 영역에 대한 영상 정보를 보다 효과적으로 획득하여, 오피스와 같이 좁고 긴 형태의 복도 구조 또는, 천장이 높은 청소 환경에서도 영상 정보의 샘플링 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
범퍼(115)는, 청소기 본체(110)의 전반(FH, first half) 영역의 적어도 일부를 덮도록 배치된다. 상기 전반(FH)은 전체를 반씩 둘로 나눈 것의 앞쪽 반을 의미한다. 예를 들어, 범퍼(115)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 청소기 본체(110)의 전반(FH) 영역 중, 청소기 본체(110)의 측면과 상면의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
범퍼(115)는 로봇 청소기(100)가 주행 중 장애물과 부딪히는 경우 그때 발생하는 충격을 흡수하도록, 일면이 탄성 변형 가능한 재질로 이루어지거나 또는, 충돌 시 가압된 후 원상태로 복원되는 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 주행 중 장애물과 충돌에 따른 충격을 흡수하여, 내구성이 보다 향상될 수 있다. 또한, 범퍼(115)는 장애물과의 충돌 시 그 충격을 감지하도록 구성될 수 있다.
여기서, 센싱부(130)는 상기 범퍼(115)의 후방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(130)는, 상기 청소기 본체(110)에서 상기 범퍼(115)가 형성된 부분을 제외한 범퍼(115)의 후방 영역 중 상기 범퍼(115)와 인접하는 위치에 배치될 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는 초음파 센싱부(160)를 더 포함할 수 있다.
초음파 센싱부(160)는, 범퍼(115)의 전방 측 일면에 배치되고, 청소기 본체(110)의 전방으로 초음파를 보내고 반사되는 초음파를 수신하여 장애물과의 거리, 방향을 감지할 수 있다. 한편, 초음파 센싱부(160)는 청소기 본체(110)의 상하 방향을 기준으로 상기 센싱부(130) 아래에 배치될 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)의 전방 측에는 로봇 청소기(100)의 전방을 향하여 배치되어 로봇 청소기(100)의 전방 측을 촬영 가능하도록 구성되는 전방 카메라(150)가 배치될 수 있다. 한편, 로봇 청소기(100)의 전방은 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽을 의미하고, 로봇 청소기(100)의 후방[즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R)]은 청소기 본체(110)의 뒷쪽을 의미한다.
또한, 청소기 본체(110)의 저면부의 양 측에는 각각 제1 사이드 브러시(181)와 제2 사이드 브러시(182)가 구비될 수 있다. 제1 및 제2 사이드 브러시(181,182)는 로봇 청소기(100)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 구성되며, 로봇 청소기(100)의 외측 영역의 지면(G) 상에 존재하는 이물질을 로봇 청소기(100)의 흡입 장치(미도시)로 옮겨주는 기능을 수행한다. 제1 및 제2 사이드 브러시(181,182)의 외주면에는 지면(G)의 이물질을 바닥으로부터 분리시키기 위한 복수의 제1 브러시(181a)와 제2 브러시(182a)가 각각 형성된다.
한편, 로봇 청소기(100)는 상부 센싱부(120)를 더 포함할 수 있다.
상부 센싱부(120)는 청소기 본체(110)의 상면으로부터 일정 높이 돌출되어 배치된다. 그리고, 상부 센싱부(120)는 청소기 본체(110)의 주변으로 레이저를 조사하여 로봇 청소기(100)의 주행 상태 또는 정지 상태에서, 청소기 본체(110)의 주변에 위치하는 벽과 같은 장애물을 감지하도록 이루어진다. 예를 들어 상부 센싱부(120)는 라이다(LiDAR)로 구성될 수 있다. 라이다는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치이다.
한편, 로봇 청소기(100)는 경사부(140)를 더 포함할 수 있다.
경사부(140)는, 청소기 본체(110)의 상측 모서리 부분의 상면에서 하향 경사지게 형성되고, 센싱부(130)의 촬영을 위한 관통부(141)를 구비한다. 여기서, 상기 센싱부(130)는 경사부(140)의 내측에 배치되며, 상기 관통부(141)의 관통 영역을 통하여 청소기 본체(110)의 주변 영역을 촬영하도록 구성된다.
이하, 센싱부(130)와 경사부(140)의 특징에 대하여 도 1 내지 도 3과 함께 도 4 및 도 5를 더 참조하여 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 로봇 청소기(100)의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 로봇 청소기(100)에서 센싱부(130)를 중심으로 확대한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 센싱부(130)는 제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)를 포함할 수 있다.
청소기 본체(110)의 내부에는, 도 4에 도시된 바와 같이 로봇 청소기(100)의 흡입 장치를 통해 청소기 본체(110) 내부로 모여지는 이물질을 수용하기 위한 먼지박스(170)가 배치될 수 있다. 또한, 먼지 박스(170)는, 비교적 입자가 큰 이물질과 비교적 입자가 작은 이물질을 각각 집진하도록 구획 형성되는 제1 수용부(170a)와 제2 수용부(170b)를 구비할 수 있다. 또한, 먼지 박스(170)의 상부에는 먼지 박스(170)의 외부로 배출되는 공기 중의 이물이나 먼지를 필터링하는 먼지필터(171)가 장착될 수 있다.
제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)는 청소기 본체(110)의 상측 모서리 영역의 일측과 타측에서 각각 경사지게 배치되며, 청소기 본체(110)의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하도록 이루어진다. 제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)는, 각각 도 2에 도시된 바와 같이 청소기 본체(110)의 전방 중심선(CL)으로부터 좌우 대칭하는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 카메라부(131,132)를 통하여 청소기 본체(110)의 주변 환경을 보다 넓은 영역을 포함하여 촬영할 수 있으며, 결과적으로 제1 및 제2 카메라부(131,132)를 통하여 촬영되는 영상을 이용하여 얻게되는 정보의 양을 보다 증가시킬 수 있다.
상기 경사부(140)는 상기 제1 및 제2 카메라부(131,132)의 구성에 대응하여 청소기 본체(110)의 일측과 타측에 각각 형성되는 제1 경사면(140a)와 제2 경사면(140b)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 경사면(1401a)과 제2 경사면(140b)에 대응하여, 상기 관통부(141)는 상기 제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)의 촬영을 위한 제1 관통홀(141a)와 제2 관통홀(141b)을 각각 구비할 수 있다.
또한, 제어부는 제1 및 제2 카메라부(131,132)에서 촬영된 영상을 이용하여 로봇 청소기(100)의 주행 영역 내의 현재 위치를 감지하도록 이루어질 수 있다. 이러한, 로봇 청소기(100)의 위치 감지는 제1 및 제2 카메라부(131,132)를 통해 획득하는 영상 정보를 이용하여 SLAM(Simultaneous Localization And Map-Building)작업을 수행하고, 이를 통해 만들어지는 지도 정보를 이용하는 것으로 구현될 수 있다.
여기서, 상기 센싱부(130)의 광축이 상기 관통부(141)의 중심축보다 상방을 향하도록, 센싱부(130)의 기울기가 경사부(140)의 기울기보다 작게 형성된다. 도 5을 참조하여, 제2 카메라부(132)와 제2 경사면(140b)를 예로 들어 제2 센싱부(130)와 경사부(140)의 특징에 대하여 설명하면, 제2 카메라부(132)의 광축(132a) 즉, 광학계에서 광선의 진행을 살펴볼 때 그 방향과 위치의 기준을 삼는 선이 제2 관통홀(141b)의 중심축(141b')보다 로봇 청소기(100)의 상방을 향하도록, 제2 카메라부(132)의 기울기(α)가 제2 경사면(140b)의 기울기(β)보다 작게 형성된다. 예를 들어, 제2 경사면(140b)의 기울기(β)가 45˚인 경우, 제2 카메라부(132)의 기울기(α)는 30˚로 형성될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 센싱부(130)의 특징에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 로봇 청소기(100)에서, 센싱부(130)를 분리하여 보인 도면이며, 도 8은 도 7에 도시된 센싱부(130)의 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 청소기 본체(110)는 상부 케이스(110a)와 하부 케이스(110b)로 구성될 수 있으며, 상부 케이스(110a)와 하부 케이스(110b)의 결합에 의해 로봇 청소기(100)의 구동을 위한 여러 가지 부품들을 수용하는 내부 공간을 형성할 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위하여 제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)의 세부 구성에 대해서는 제2 카메라부(132)를 예로 들어 설명하기로 한다. 이하 설명되는 제2 카메라부(132)의 설명은 제1 카메라부(131)에 동일하게 적용될 수 있다.
제2 카메라부(132)는 제2 카메라(132a), 제2 윈도우(132b), 제2 케이스(132c)를 포함한다.
제2 카메라(132a)는 제2 관통홀(141b)을 통해 청소기 본체(110)의 주변 환경을 촬영하도록 이루어진다.
제2 윈도우(132b)는 제2 카메라(132a)를 덮도록 배치되고, 청소기 본체(110)에 장착된 상태에서 상기 제2 관통홀(141b)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 윈도우와 제2 윈도우(132b)는 각각 적외선 영역을 선택적으로 투과시키는 제1 필터(미도시)와 제2 필터(미도시)를 구비하여, 어두운 환경에서도 로봇 청소기(100)의 주변 환경에 대한 영상 정보를 일정 부분 제공할 수 있다. 상기 제1 및 제2 필터는 상기 제1 윈도우와 제2 윈도우(132b)가 아닌 제1 카메라부(131)에 구비되는 제1 카메라와 제2 카메라부(132)에 구비되는 제2 카메라(132a)에 형성될 수도 있다.
또한, 제2 윈도우(132b)는 후술할 제2 케이스(132c)와 체결되는 제2 윈도우 케이스(132b')에 고정될 수 있다.
제2 케이스(132c)는, 청소기 본체(110)에 장착되며 제2 카메라(132a)와 제2 윈도우(132b)를 고정하도록 구성되고, 제2 윈도우(132b)와 함께 제2 카메라(132a)를 밀폐시키는 밀폐 공간을 형성한다. 제2 케이스(132c)는 도 8에 도시된 바와 같이 중간 부분에 상기 제2 카메라(132a)가 배치되도록 상호 결합되는 제2 중간 케이스(132c')와 제2 하부 케이스(132c")를 구비할 수 있다. 또한, 제2 하부 케이스(132c")의 측면부에는 청소기 본체(110)에 제2 카메라부(132)를 고정시키기 위한 복수의 제2 고정홀(132c2)이 형성될 수 있다.
상기 밀폐 공간의 형성을 위하여 제2 윈도우 케이스(132b')와 제2 케이스(132c) 사이에는 제2 실링부재(132d)가 배치될 수 있다.
제2 윈도우 케이스(132b')의 적어도 일측에는 체결홀(132b")이 형성될 수 있으며, 제2 케이스(132c)에는 상기 체결홀(132b")에 대응되게 형성되는 제2 후크(132c1)가 형성될 수 있다.
이하, 상부 센싱부(120)에서 조사되는 레이저(120a)가 센싱부(130)에 의해 촬영되는 영상 속에 포함되는 현상에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
도 9 및 도 10은 도 1에 도시된 상부 센싱부(120)에서 조사되는 레이저(120a)가 센싱부(130)에 의해 촬영되는 영상 속에 포함되는 현상을 비교하여 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 로봇 청소기(100)가 도 5에 도시된 바와 같이 센싱부(130)의 기울기가 경사부(140)의 기울기보다 작게 형성된 일 예를 도시한 도면이고, 이와 달리 도 10은, 도 9에 도시된 로봇 청소기(100)와의 비교를 위하여 센싱부(130)의 기울기와 경사부(140)의 기울기가 동일하게 형성되는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 비교하면, 도 9의 로봇 청소기(100)의 센싱부(130)에서 촬영되는 영상(P1)에서 상부 센싱부(120)에서 조사되는 레이저(120a)의 빛이 포함되는 제1 간섭 영역(i1)은 도 10의 로봇 청소기(100)의 센싱부(130)에서 촬영되는 영상(P2)에서 상부 센싱부(120)에서 조사되는 레이저(120a)의 빛이 포함되는 제2 간섭 영역(i2)보다 작게 형성되는 것을 볼 수 있다. 한편, 센싱부(130)는 천장(C)을 포함하는 영상을 촬영하는 범위를 가지도록 구성될 수 있다.
한편, 제1 카메라부(131)와 제2 카메라부(132)는 광축의 조절을 위하여, 각각 회동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라부(131) 또는 제2 카메라부(132)의 상기 회동 동작은 청소기 본체(110)와 제1 카메라부(131) 또는 제2 카메라부(132)를 힌지 결합시키는 것으로 구현될 수 있다.
본 발명은 자율 주행 기능을 갖는 로봇 청소기와 관련된 산업 분야에 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 자율 주행을 제어하는 제어부를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부; 및
    상기 청소기 본체의 전반(first half) 영역의 적어도 일부를 덮도록 배치되며, 장애물과의 접촉 시 가압되어 충격을 흡수하도록 형성되는 범퍼를 포함하고,
    상기 센싱부는, 상기 범퍼의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 범퍼의 후방 영역 중 상기 범퍼와 인접한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 상면에서 하향 경사지게 형성되고, 내측에 상기 센싱부가 배치되며, 상기 센싱부의 촬영을 위한 관통부를 구비하는 경사부를 더 포함하고,
    상기 센싱부의 광축이 상기 관통부의 중심축보다 상방을 향하도록, 상기 센싱부의 기울기가 상기 경사부의 기울기보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 지면을 기준으로 25˚ 내지 35˚의 기울기를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 청소기 본체의 상측 모서리 영역의 일측과 타측에서 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 제1 카메라부와 제2 카메라부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라부는,
    제1 카메라;
    상기 제1 카메라를 덮도록 배치되는 제1 윈도우; 및
    상기 청소기 본체에 장착되고, 상기 제1 카메라와 상기 제1 윈도우를 고정하도록 구성되며, 상기 제1 윈도우와 함께 상기 제1 카메라를 밀폐시키는 밀폐 공간을 형성하는 제1 케이스를 포함하고,
    상기 제2 카메라부는,
    제2 카메라;
    상기 제2 카메라를 덮도록 배치되는 제2 윈도우; 및
    상기 청소기 본체에 장착되고, 상기 제2 카메라와 상기 제2 윈도우를 고정하도록 구성되며, 상기 제2 윈도우와 함께 상기 제2 카메라를 밀폐시키는 밀폐 공간을 형성하는 제2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 윈도우와 상기 제2 윈도우는, 각각 적외선 영역을 선택적으로 투과시키는 제1 필터와 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 카메라부 및 상기 제2 카메라부는, 상기 청소기 본체의 전방 중심선으로부터 좌우 대칭하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 카메라부에 의해 촬영된 영상을 이용하여 주행 영역 내의 현재 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 카메라부는 광축의 조절을 위하여, 각각 회동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 범퍼의 전방 측 일면에 배치되고, 상기 청소기 본체의 전방 주변으로 초음파를 보낸 후 반사되는 초음파를 이용하여 상기 청소기 본체의 전방 주변에 위치하는 장애물을 감지하는 초음파 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 범퍼는, 상기 청소기 본체의 전반 영역 중, 상기 청소기 본체의 측면과 상면의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 천장을 포함하는 영상을 촬영할 수 있는 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 자율 주행을 제어하는 제어부를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체의 상측 모서리 부분의 측면과 상면에 대해 각각 경사지게 배치되어, 상기 청소기 본체의 측면 방향과 상방을 함께 촬영하는 센싱부; 및
    상기 청소기 본체의 전반(first half) 영역의 적어도 일부를 덮도록 배치되며, 장애물과의 접촉 시 가압되어 충격을 흡수하도록 형성되는 범퍼를 포함하고,
    상기 센싱부는, 상기 청소기 본체의 저면으로부터 상기 범퍼가 형성된 제1 높이와 동일하거나 상기 제1 높이를 넘지 않는 제2 높이 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센싱부에 의해 촬영된 영상을 이용하여 주행 영역 내의 현재 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
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