WO2021040160A1 - 인공지능 로봇청소기 및 그를 포함하는 로봇 시스템 - Google Patents

인공지능 로봇청소기 및 그를 포함하는 로봇 시스템 Download PDF

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WO2021040160A1
WO2021040160A1 PCT/KR2020/002197 KR2020002197W WO2021040160A1 WO 2021040160 A1 WO2021040160 A1 WO 2021040160A1 KR 2020002197 W KR2020002197 W KR 2020002197W WO 2021040160 A1 WO2021040160 A1 WO 2021040160A1
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WO
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mop
robot cleaner
control unit
cloth
attached
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/002197
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English (en)
French (fr)
Inventor
장재원
이영재
함승록
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to US17/637,551 priority patent/US20220287534A1/en
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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
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • 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
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing 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
    • B25J9/16—Programme controls
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/725—Cordless telephones

Definitions

  • the present invention relates to a control method of a robot cleaner, and more particularly, to a control method of an artificial intelligent robot cleaner using a rotary mop.
  • a cleaning robot is a mobile robot that can automatically clean the cleaning space by inhaling foreign substances such as dust accumulated on the floor while traveling in a certain area by itself, or by moving it using a rotary mop and cleaning the floor with a rotary mop at the same time. have. In addition, it is possible to clean the floor by mopping the floor by supplying water to the rotating mop.
  • Korean Laid-Open Patent No. 1020040052094 there is disclosed a cleaning robot capable of cleaning with water including a mop roller having a mop cloth on its outer circumferential surface so as to wipe off the steam sprayed on the floor with dust.
  • a cleaning robot sprays steam on the surface of a cleaning floor for wet cleaning, and includes a cloth for mopping to wipe off the sprayed steam and dust.
  • Korean Patent Publication No. 20140146702 discloses a robot cleaner and a control method for determining whether water can be accommodated inside a robot cleaner capable of wet cleaning.
  • Korean Patent Publication No. KR20090019480A there is disclosed a robot vacuum cleaner having an infrared sensor for simultaneous detection of floors and cliffs as well as scaffolds and thresholds while driving in a cleaning area.
  • cleaning is performed by attaching a mop cloth to a spin mop during mop cleaning, or a cleaning start command is issued while the mop cloth is attached.
  • the attachment state of the mop cloth may have a great influence on the rotation of the spin mop itself.
  • a first problem to be solved by the present invention is to provide a control method of a robot cleaner capable of detecting whether a mop is attached to a rotating mop and alarming a user.
  • a second object of the present invention is to provide a method for determining whether or not a mop cloth is accurately attached by using detection information of other sensors present for driving without adding a separate sensor to a robot cleaner.
  • the robot cleaner when the robot cleaner passes through a bulky foreign material placed on the floor during wet cleaning, it may be attached to the cleaning cloth due to the viscosity of the foreign material or a function of the cleaning cloth.
  • a fourth object of the present invention is to provide a robot cleaner that shares determination information about whether foreign substances or cleaning cloths are incorrectly attached to a robot cleaner under a smart home system, and receives a command for the robot cleaner to operate.
  • Another object of the present invention is to provide a control method of a robot cleaner capable of protecting a floor by preventing the mop cleaning from proceeding while the mop is incorrectly attached.
  • the robot cleaner of the present invention protects the floor by preventing the mop cleaning from proceeding while the mop is incorrectly attached, and performs reliable cleaning.
  • the present invention is characterized in that it periodically detects whether or not the mop cloth is incorrectly attached, and alarms the user terminal according to the result to induce re-attachment of the mop cloth and perform wet cleaning.
  • the present invention is a main body forming the outer shape; A pair of rotating mops that move the main body while rotating in contact with the floor, and perform cleaning by a mop attached to the lower rotating plate; A driving motor that rotates the pair of rotary mops; A mop detection unit configured to detect whether the mop cloth attached to the rotating plate is incorrectly attached and output a detection signal; And it provides a robot cleaner comprising a control unit for determining the wrong attachment of the mop cloth according to a detection signal from the mop detection unit, and controlling the driving of the rotating mop.
  • the mop detection unit may be disposed in an excess space between the rotating plate and the main body to detect the presence of the mop cloth deviating from the rotating plate.
  • the mop detection unit may include an image sensor disposed in an excess space between the two rotating plates.
  • the mop detection unit may include two cliff sensors disposed outside the two rotating plates and in an excess space between the rotating plate and the main body.
  • control unit may determine that the mop cloth is incorrectly attached.
  • control unit may determine that the mop cloth is incorrectly attached.
  • the controller may determine that there is distortion in the floor distance.
  • the control unit periodically obtains the output current of the motor, and when the output current periodically increases, it may be determined that the mop cloth is incorrectly attached.
  • the control unit may periodically obtain information on an inclination angle of the robot cleaner from a gyro sensor, and determine that the mop cloth is incorrectly attached when there is a disturbance in the angle.
  • control unit may transmit information to an alarm to the user terminal.
  • the control unit may determine whether a foreign substance is attached to the mop cloth based on detection information of the image sensor and the Cliff sensor.
  • the present invention provides a robot cleaner for performing wet cleaning in a cleaning area; A server transmitting/receiving to and from the robot cleaner and performing control of the robot cleaner; And a user terminal interlocking with the robot cleaner and the server and activating an application for control of the robot cleaner to perform control of the robot cleaner, and forming an external shape; A pair of rotating mops that move the main body while rotating in contact with the floor, and perform cleaning by a mop attached to the lower rotating plate; A driving motor that rotates the pair of rotary mops; A mop detection unit configured to detect whether the mop cloth attached to the rotating plate is incorrectly attached and output a detection signal; And it provides a robot system including a control unit that determines the mis-attachment of the mop cloth according to the detection signal from the mop detection unit, and controls the driving of the rotating mop.
  • the mop detection unit may be disposed in an excess space between the rotating plate and the main body to detect the presence of the mop cloth deviating from the rotating plate.
  • the mop detection unit may include an image sensor disposed in an excess space between the two rotating plates.
  • the mop detection unit may include two cliff sensors disposed outside the two rotating plates and in an excess space between the rotating plate and the main body.
  • control unit may determine that the mop cloth is incorrectly attached.
  • control unit may determine that the mop cloth is incorrectly attached.
  • the controller may determine that there is distortion in the floor distance.
  • the control unit periodically obtains the output current of the motor, and when the output current periodically increases, it may be determined that the mop cloth is incorrectly attached.
  • the control unit may periodically obtain information on an inclination angle of the robot cleaner from a gyro sensor, and determine that the mop cloth is incorrectly attached when there is a disturbance in the angle.
  • the control unit may periodically receive and analyze a detection signal from the rag detection unit to determine the attachment state of the rag cloth and transmit it to an application of the user terminal.
  • the present invention can provide a control method of a robot cleaner capable of alarming a user by detecting whether a mop cloth is attached to a rotating mop.
  • FIG. 1 is a block diagram of a smart home system including a home robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a bottom view of the robot cleaner of FIG. 2.
  • FIG. 4 is another state diagram of the bottom view of the robot cleaner of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a control unit and a configuration related to the control unit of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 6A to 6C are views for explaining the rotation of the spinmap when the robot cleaner is moved according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of controlling a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of controlling a robot cleaner according to another embodiment of the present invention.
  • 10A and 10B are graphs analyzing a detection signal of an image sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth.
  • 11A and 11B are graphs analyzing a detection signal of a Cliff sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth.
  • 12A and 12B are graphs analyzing a detection signal of a motor sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth.
  • 13A and 13B are graphs analyzing a detection signal of a tilt sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the overall operation of the robot cleaner system of the present invention according to FIG. 1.
  • 15A and 15B are state diagrams of a user terminal for explaining the flowchart of FIG. 14.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of controlling a robot cleaner according to another embodiment of the present invention.
  • 17A and 17B are state diagrams of the robot cleaner when foreign substances are attached.
  • FIG. 18 is a waveform diagram showing a signal waveform of the integrated detection signal value of FIG. 16.
  • a direction parallel to an imaginary line connecting the central axis of the left and right rotating maps is defined as a left and right direction, and is perpendicularly intersected with the left and right direction, and is parallel with the central axis of the rotating maps or an error angle.
  • a direction within 5 degrees of is defined as an up-down direction, and a direction perpendicularly intersecting with the left-right direction and the up-down direction is defined as the front-back direction.
  • the front may mean the main traveling direction of the robot cleaner or the main traveling direction of the pattern traveling of the robot cleaner.
  • the main traveling direction may mean a vector sum value of directions traveling within a predetermined time.
  • each component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description.
  • the size and area of each component do not fully reflect the actual size or area.
  • FIG. 1 is a block diagram of a robot system according to an embodiment of the present invention.
  • a robot system may include one or more robot cleaners 100 to provide a service at a prescribed place such as a house.
  • the robot system may include a robot cleaner 100 that provides a cleaning service for a designated place in a home or the like.
  • the robot cleaner 100 may provide a dry, wet, or dry/wet cleaning service according to a function block it includes.
  • the robot system may include a server 2 capable of managing and controlling a plurality of artificial intelligence robot cleaners 100 and a plurality of artificial intelligence robot cleaners 100. have.
  • the server 2 can remotely monitor and control the state of the plurality of robot cleaners 100, and the robot system can provide more effective services by using the plurality of robot cleaners 100.
  • the plurality of robot cleaners 100 and the server 2 may be provided with a communication means (not shown) supporting one or more communication standards and communicate with each other.
  • the plurality of robot cleaners 100 and the server 2 may communicate with a PC, a mobile terminal, and other external servers 2.
  • a plurality of robot cleaners 100 and servers 2 implement wireless communication with wireless communication technologies such as IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, etc. Can be.
  • the robot vacuum cleaner 100 may vary according to a communication method of another device or server 2 to be communicated.
  • the plurality of robot cleaners 100 may implement wireless communication with other robots 100 and/or servers 2 through a 5G network.
  • the robot cleaner 100 wirelessly communicates through a 5G network, real-time response and real-time control are possible.
  • the user can check information on the robots 100 in the robot system through the user terminal 3 such as a PC or a mobile terminal.
  • the user terminal 3 such as a PC or a mobile terminal.
  • the server 2 is implemented as a cloud server 2, and the cloud server 2 is interlocked with the robot 100 to monitor and control the robot cleaner 100 and provide various solutions and contents remotely. have.
  • the server 2 may store and manage information received from the robot cleaner 100 and other devices.
  • the server 2 may be a server 2 provided by a manufacturer of the robot cleaner 100 or a company entrusted with a service by the manufacturer.
  • the server 2 may be a control server 2 that manages and controls the robot cleaner 100.
  • the server 2 may control the robot cleaner 100 in a batch and the same way, or control the robot cleaner 100 for each individual robot cleaner 100. Meanwhile, the server 2 may be configured by distributing information and functions to a plurality of servers, or may be configured as a single integrated server.
  • the robot cleaner 100 and the server 2 may be provided with a communication means (not shown) supporting one or more communication standards and communicate with each other.
  • the robot cleaner 100 may transmit space, object, and usage-related data to the server 2.
  • the data is space
  • the object-related data is the space and object-recognition-related data recognized by the robot cleaner 100, or the space and object acquired by the image acquisition unit. It may be image data for (Object).
  • the robot cleaner 100 and the server 2 are software or hardware-type artificial neural networks (ANNs) that are trained to recognize at least one of a user, a voice, a space property, an object property, etc. ) Can be included.
  • ANNs artificial neural networks
  • the robot cleaner 100 and the server 2 are CNN (Convolutional Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), DBN (Deep Belief Network), etc. It may include a deep neural network (DNN).
  • DNN deep neural network structure
  • CNN convolutional neural network
  • CNN convolutional neural network
  • the server 2 learns a deep neural network (DNN) based on data received from the robot cleaner 100 and data input by a user, and then transfers the updated deep neural network (DNN) structure data to the robot 1. Can be transmitted. Accordingly, the structure of a deep neural network (DNN) of artificial intelligence included in the robot 100 may be updated.
  • DNN deep neural network
  • usage-related data is data obtained according to the use of the robot cleaner 100, and may correspond to usage history data, a detection signal obtained from a sensor unit, and the like.
  • the learned deep neural network structure may receive input data for recognition, recognize attributes of people, objects, and spaces included in the input data, and output the result.
  • the learned deep neural network structure receives input data for recognition, analyzes and learns usage-related data of the robot cleaner 100 to recognize usage patterns, usage environments, etc. have.
  • data related to space, objects, and usage may be transmitted to the server 2 through a communication unit.
  • the server 2 may learn a deep neural network (DNN) based on the received data, and then transmit the updated deep neural network (DNN) structure data to the artificial intelligence robot cleaner 100 for updating.
  • DNN deep neural network
  • the robot 100 becomes more and more smart, and it is possible to provide a user experience (UX) that evolves as it is used.
  • UX user experience
  • the server 2 can provide information on the control and current state of the robot cleaner 100 to the user terminal, and can generate and distribute an application for controlling the robot cleaner 100.
  • Such an application may be an application for a PC applied as the user terminal 3 or may be an application for a smartphone.
  • it may be an application for controlling smart home appliances such as the SmartThinQ application, an application capable of simultaneously controlling and managing and supervising various electronic products of the applicant.
  • Figure 2 is a perspective view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a bottom view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a bottom view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention It is another state diagram of the degree.
  • the robot cleaner 100 moves within an area and removes foreign matter from the floor surface while driving.
  • the robot cleaner 100 drives the area by storing charging power supplied from the charging table 200 in a battery (not shown).
  • the robot cleaner 100 includes a main body 10 that performs a designated operation, an obstacle detection unit (not shown) disposed on the front of the main body 10 to detect an obstacle, and an image acquisition unit 170 for capturing a 360-degree image. Includes.
  • the main body 10 forms an exterior and an inner casing (not shown) that forms a space in which the parts constituting the main body 10 are accommodated, a rotating mop 80 provided to be rotatable, and the movement of the main body 10 And a roller 89 for assisting cleaning, and a charging terminal 99 to which charging power is supplied from the charging base 2.
  • the rotating mop 80 is disposed on the casing and formed toward the bottom surface, so that the mop cloth is detachable.
  • the rotating mop 80 includes the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82 so that the main body 10 is moved along the bottom of the area through rotation.
  • the rotating mop may include a rolling mop driven by a rotational axis parallel to the floor, or a spin mop driven by a rotational axis substantially perpendicular to the floor.
  • the output current value of the driving motor that rotates the spin mop may vary according to the moisture content, which is a ratio in which water is included in the spin mop.
  • Moisture content refers to the degree to which spinmab contains water, and a state in which the moisture content is '0' means that water is not included in the spinmab at all.
  • the moisture content according to the present embodiment may be set as a ratio including water according to the weight of the mop cloth.
  • Spinmap may contain water equal to the weight of the mop cloth, or may contain water in excess of the weight of the mop cloth.
  • the decrease in the rotational speed of the drive motor 38 means that the torque of the drive motor 38 increases, and accordingly, the output current of the drive motor 38 that rotates the spin mob increases.
  • control unit 150 can transmit various information by varying the output current of the driving motor 38 for a predetermined period of time. This will be described later.
  • the robot cleaner 100 includes a water tank 32 disposed inside the main body 10 to store water, and a pump 34 supplying water stored in the water tank 32 to the rotary mop 80. ), and a connection hose forming a connection passage connecting the pump 34 and the water tank 32 or the pump 34 and the rotary mop 80.
  • the robot cleaner 100 includes a pair of rotary mops 80 and rotates and moves the pair of rotary mops 80.
  • the main body 10 travels forward, backward, left and right as the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82 of the rotating mop 80 rotate around a rotating shaft. In addition, as the first and second rotating plates 81 and 82 are rotated, the body 10 performs wet cleaning by removing foreign substances from the floor surface by the attached mop cloth.
  • the main body 10 may include a driving unit (not shown) for driving the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82.
  • the driving unit may include at least one driving motor 38.
  • a control panel including an operation unit (not shown) that receives various commands for controlling the robot cleaner 100 from a user may be provided on the upper surface of the main body 10.
  • an image acquisition unit 170 is disposed on the front or upper surface of the main body 10.
  • the image acquisition unit 170 captures an image of an indoor area. Based on the image captured through the image acquisition unit 170, not only the indoor area can be monitored, but also obstacles around the main body can be detected.
  • the image acquisition unit 170 is disposed toward the front-up direction at a predetermined angle to photograph the front and the upper side of the mobile robot.
  • the image acquisition unit 170 may further include a separate camera for photographing the front side.
  • the image acquisition unit 170 may be disposed above the main body 10 to face the ceiling, and in some cases, a plurality of cameras may be provided. In addition, the image acquisition unit 170 may be separately provided with a camera that photographs the bottom surface.
  • the robot cleaner 100 may further include a location acquisition means (not shown) for acquiring current location information.
  • the robot cleaner 100 may determine a current location, including GPS and UWB.
  • the robot cleaner 100 may determine the current location using an image.
  • the main body 10 is provided with a rechargeable battery (not shown), and the charging terminal 99 of the battery is connected to a commercial power source (for example, a power outlet in a home), or to a charging base 200 connected to a commercial power source.
  • a commercial power source for example, a power outlet in a home
  • the main body 10 is docked so that the charging terminal is electrically connected to the commercial power supply through contact with the terminal 29 of the charging station, so that the battery can be charged by the charging power supplied to the main body 10.
  • the electronic components constituting the robot cleaner 100 may receive power from the battery, and thus, the robot cleaner 100 can self-driving in a state that is electrically separated from the commercial power source while the battery is charged.
  • the robot cleaner 100 will be described as an example of a wet cleaning mobile robot, but the present invention is not limited thereto, and it is specified that the robot cleaner 100 can be applied to a robot that detects sound while autonomously traveling in an area.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment in which a mop cloth is attached to the mobile robot of FIG. 2.
  • the rotation mop 80 is It includes a first rotating plate 81 and a second rotating plate 82.
  • Mop cloths 91, 92, and 90 may be attached to the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82, respectively.
  • the rotary mop 80 is configured such that the mop cloths 91, 92, and 90 are detachable.
  • the rotating mop 80 may include mounting members for attaching the mop cloths 91, 92, and 90 to the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82, respectively.
  • the rotating mop 80 may be provided with Velcro, a fitting member, etc. so that the mop cloths 91, 92, 90 are attached and fixed.
  • the rotating mop 80 further includes a mop port (not shown) as a separate auxiliary means for fixing the mop cloth 91, 92, 90 to the first rotating plate 81 and the second rotating plate 82 can do.
  • the mop 90 absorbs water and removes foreign substances through friction with the bottom surface. It is preferable that the rag cloth 90 is made of a material such as cotton fabric or cotton blend, but any material containing moisture in a certain ratio or more and having a predetermined density may be used, and the material is not limited.
  • the mop 90 is formed in a circular shape.
  • the shape of the rag cloth 90 is not limited to the drawings and may be formed in a quadrangular shape or a polygonal shape, but in consideration of the rotational motion of the first and second rotary plates 81 and 82, the first and second rotary plates 81, It is desirable to have a shape that does not interfere with the rotational motion of 82).
  • the shape of the mop cloth 90 may be changed to a circular shape by a mop port separately provided.
  • Rotating mop 80 is configured such that when the mop 90 is mounted, the mop 90 is in contact with the bottom surface.
  • the rotating mop 80 considers the thickness of the mop cloth 90, and is configured such that the separation distance between the casing, the first rotating plate, and the second rotating plate 81 and 82 is changed according to the thickness of the mop cloth 90.
  • the rotating mop 80 adjusts the separation distance between the casing and the rotating plates 81 and 82 so that the mop 90 and the bottom surface are in contact, and the rotating plates 81 and 82 are a mop fixing part that fixes the mop 90 Includes (not shown).
  • the mop fixing part may fix the mop cloth 90 detachably.
  • the mop fixing part may be a Velcro or the like disposed under the rotating plates 81 and 82.
  • the mop fixing part may be a hook disposed at the edges of the rotating plates 81 and 82.
  • Various mop cloth detection sensors for detecting the current error state of the mop cloth 90 are provided on the lower surface of the robot cleaner 100 on which the mop cloth 90 and the rotating plates 81 and 82 are disposed.
  • Such an error state of the mop cloth 90 may be typically defined as whether the mop cloth 90 is incorrectly attached or whether a foreign material is attached to the mop cloth 90.
  • a distance detection sensor disposed in an excess space between the two rotating plates 81 and 82 includes an image sensor 116.
  • the surplus space may be defined as a space under the main body 10 in which the rotating mop 80 is disposed under the main body 10 and exposed around the rotating plates 81 and 82.
  • the surplus space may be the lower surface of the main body 10 exposed between the two rotating plates 81, 82, and unlike this, as outside of each rotating plate 81, 82, the main body from the boundary of the rotating plates 81, 82 It may be the lower surface of the main body 10 exposed to the boundary formed by the side and the lower surface of 10.
  • the image sensor 116 is for detecting the moving distance through continuous photographing of the moving area, but the image sensor 116 ) By analyzing the detection signal, it is possible to determine whether or not there is an error in the mop (90).
  • the robot cleaner 100 may use an encoder (not shown) that detects the moving distance of the robot cleaner 100 in addition to the image sensor 116.
  • the robot cleaner 100 may further include a cliff sensor 118 that detects the presence of a cliff on the floor in the cleaning area.
  • the cliff sensor 118 may be disposed below the robot cleaner 100. That is, as shown in FIG. 4, the robot cleaner 100 may be disposed in a redundant area between the rotating plates 81 and 82 and the main body 10 below the robot cleaner 100. Therefore, two Cliff sensors 118 are formed in the outer excess area of each of the rotating plates 81 and 82, and the front is not covered by the rotating plates 81 and 82, but is placed very close to the mop cannon 90. Maintains a state that can be covered depending on whether it is attached or not.
  • control unit 150 may determine the material of the floor based on the amount of reflected light received from the light-receiving element as the light output from the light-emitting element is reflected off the floor. It does not become.
  • the rag cloth detection sensor capable of detecting whether the rag cloth 90 is currently in an error state in the excess area around the rotating plates 81 and 82 to which the rag cloth 90 is attached, the rag cloth detection sensor
  • the error state of the mop 90 may be periodically determined according to the detection signal from.
  • control unit 150 obtains detection signals from various sensors in addition to the rag cloth detection sensor disposed below the robot cleaner 100 and fuses them to accurately fix the rag cloth 90 to the rotating plates 81 and 82. It can be judged whether or not.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a control unit and a configuration related to the control unit of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 further includes a motion detection unit 110 that detects the motion of the robot cleaner 100 according to the reference motion of the main body 10 when the rotation mop 80 rotates.
  • the motion detection unit may further include a gyro sensor 112 for detecting the rotational speed and inclination of the robot 10 or an acceleration sensor 114 for detecting an acceleration value of the robot cleaner 100.
  • the robot cleaner 100 includes a motor sensor 160 that reads the output current of the drive motor 38 rotating the rotary mop 80 and transmits it to the control unit 150.
  • the motor sensor 160 When transmitting the current for rotating the drive motor 38 according to the start signal of the control unit 150, the motor sensor 160 reads the output current of the drive motor 38 according to a set period to the control unit 150 ).
  • the controller 150 may receive the output current from the motor sensor 160 and analyze it to determine the current error state of the mop 90.
  • the controller 150 may determine an error state of the mop cloth 90 of the spin mop of the rotating mop 80 according to the value of the output current of the driving motor 38.
  • Each data value for such an output current value may be set experimentally, and may be updated by learning by performing learning through artificial intelligence.
  • controller 150 may read the slope from the gyro sensor 112 to determine an error state of the mop 90.
  • the control unit 150 controls the operation of the robot cleaner 100 according to various sensors, thereby enabling selective driving according to whether or not the mop cloth 90 is incorrectly attached.
  • the robot cleaner 100 may further include an input unit 140 for inputting a user's command. Through the input unit 140, the user may set a threshold value for the detection signals of a plurality of sensors for the driving method of the robot cleaner 100 or for incorrect attachment of the mop 90 of the spinmap.
  • the robot cleaner 100 may further include a communication unit, and may provide an alarm or information according to a determination result of the controller 150 to the server 2 or the user terminal 3 through the communication unit.
  • FIG. 6 is a view for explaining the motion of the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the movement of the robot cleaner 100 and the robot cleaner 100 according to the rotation of the rotary mob. Explain the movement of.
  • the robot cleaner 100 includes a pair of rotary mops, and rotates and moves the pair of rotary mops.
  • the robot cleaner 100 may control the traveling of the robot cleaner 100 by varying the rotation direction or rotation speed of each of the pair of rotary mops. Therefore, pattern driving is possible through such control.
  • each of a pair of rotary mops may rotate and move in opposite directions.
  • the rotation speed of each of the pair of rotation mops is the same, but the rotation direction is different.
  • the robot cleaner 100 may perform forward movement or backward movement by changing the rotation direction of both rotary mops.
  • the robot cleaner 100 may rotate by rotating each of a pair of rotary mops in the same direction.
  • the robot cleaner 100 may rotate in place by varying the rotational speed of each of the pair of rotary mops, or may perform a round rotation moving in a curve.
  • the rotational speed ratio of each of the pair of rotation mops of the robot cleaner 100 the radius of the round rotation can be adjusted.
  • the robot cleaner performs cleaning by attaching the detachable mop cloth 90 to the rotating plate.
  • the cloth cloth may be incorrectly attached in various cases.
  • a part of the front side of the image sensor 116 or the Cliff sensor 118 disposed below the robot cleaner 100 may be covered, and thus a change may occur in a sensing signal obtained.
  • the center points (Cl, Cr) of each of the rotating plates 81 and 82 are designated, respectively, and the center points 93 and 94 of each mop cloth 91, 92, 90 are also defined. have.
  • the control unit 150 detects a change in the detection signal due to the obstruction of the field of view of the mop cloth detection sensor, so that it is possible to determine the incorrect attachment of the mop cloth 91 and 92.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a control method of the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command from an application of the server 2 or the user terminal 3.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command directly from the user through the input unit 140 (S10).
  • the control unit 150 of the robot cleaner 100 controls the driving motor 38 and the pump through the motor control unit 160 to start cleaning according to the received cleaning start command.
  • the control unit 150 performs driving and cleaning while rotating the spinmap.
  • Spinmap also performs wet cleaning in a state including a predetermined moisture content according to water injection from a nozzle when the pump 34 is driven.
  • control unit 150 may perform cleaning intensity and driving by controlling the rotation direction and rotation speed of the spin mop, and performs cleaning while driving in a predetermined mode according to the cleaning area.
  • control unit 150 may periodically obtain a detection signal from a plurality of sensors, specifically, a mop detection sensor, a spinmap motor sensor, and a gyro sensor (S11).
  • the control unit 150 may obtain a detection signal from the image sensor 116 and the cliff sensor 118, which is a mop detection sensor, at a predetermined period, and obtain a detection signal from the motor sensor 160 and the gyro sensor 112. Thus, it is determined whether an error has occurred in attaching the mop cloths 91 and 92 (S12).
  • the controller 150 receives the detection signal of each sensor received according to each cycle, analyzes it, and determines whether the mop cloths 91 and 92 are currently attached to the spinmap at the correct position.
  • the cleaning can be stopped at the current position without further cleaning in a state in which the mop cloths 91 and 92 are attached incorrectly.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command from an application of the server 2 or the user terminal 3.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command directly from the user through the input unit 140.
  • the control unit 150 performs driving and cleaning while rotating the spinmap.
  • Spinmap also performs wet cleaning in a state including a predetermined moisture content according to water injection from a nozzle when the pump 34 is driven.
  • control unit 150 may perform cleaning intensity and driving by controlling the rotation direction and rotation speed of the spin mop, and performs cleaning while driving in a predetermined mode according to the cleaning area.
  • control unit 150 may periodically obtain a detection signal from a plurality of sensors, specifically, a mop detection sensor, a spinmap motor sensor 160, and a gyro sensor 112 (S20).
  • the control unit 150 may obtain a detection signal from the image sensor 116 and the cliff sensor 118, which is a mop detection sensor, at a predetermined period, and obtain a detection signal from the motor sensor 160 and the gyro sensor 112. Thus, it is determined whether an error has occurred in attaching the mop cloths 91 and 92 through this.
  • control unit reads and graphs each variation amount so as to represent a signal waveform from the detection signal from each sensor (S21).
  • a graph of the detection signal of each sensor may be the same as in FIGS. 10A to 13D.
  • FIGS. 10A and 10B are graphs analyzing the detection signal of the image sensor 116 according to the incorrect attachment of the mop cloth
  • FIGS. 11A and 11B are graphs analyzing the detection signal of the Cliff sensor 118 according to the incorrect attachment of the mop cloth
  • 12A and 12B are graphs analyzing a detection signal of a motor sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth
  • FIGS. 13A and 13B are graphs analyzing a detection signal of a tilt sensor according to an incorrect attachment of a mop cloth.
  • a graph in each drawing shows that when the mop cloths 91 and 92 are correctly attached, that is, the center points 93 and 94 of the mop cloths 91 and 92 on both sides are the center points of the rotating plates 81 and 82 (Cl, It shows the detection signal when it is attached to match Cr).
  • Graph b in each drawing shows a graph of the detection signal in the situations of FIGS. 7B to 7D when the mop cloths 91 and 92 are not properly attached.
  • the controller 150 determines whether there is an abnormality in the detection signal, that is, distortion of the detection signal while reading each graph.
  • control unit 150 determines whether the distance value is periodically distorted from the movement amount graph from the image sensor 116 (S23).
  • Such a distortion phenomenon may periodically detect the distortion of the amount of movement compared to the expected converted position even during an intended motion operation such as rotation in place instead of moving forward.
  • the distance in the advancing direction decreases than the actual distance, and this may be recognized as a periodic speed reduction phenomenon in the x direction despite the constant speed rotation of the rotating plates 81 and 82.
  • a periodic decrease in speed in the y direction can be recognized, and since an abnormal movement amount in the y direction occurs, the movement amount in the y direction can be periodically detected as an abnormal movement amount, which is individually or in combination with distortion as shown in FIG. 10B. Can be detected.
  • control unit 150 may show a graph of the amount of change in distance from the floor from the detection signal from the cliff sensor 118 as shown in FIGS. 11A and 11B. Based on this, the control unit 150 determines whether the floor distance value is periodically distorted (S24).
  • Such a distortion phenomenon may detect the distortion of the floor distance periodically compared to the expected converted position even during an intended motion operation such as rotation in place instead of moving forward.
  • the controller 150 determines whether the output current value is periodically distorted from the motor current graph from the motor sensor 160 (S25).
  • the controller 150 determines whether the angle value is periodically distorted from the angle graph from the gyro sensor 112 (S26).
  • a constant size is maintained with almost no variation of a relative angle from a starting angle during a straight movement in which the posture is controlled.
  • the controller 150 receives the detection signal of each sensor received according to each cycle, analyzes it, and determines whether the mop cloths 91 and 92 are currently attached to the spinmap at the correct position.
  • the robot system may have the configuration as shown in FIG. 1, and when the robot cleaner 100 performing the operation as shown in FIG. 9 exists in the robot system, the server 2 and the user terminal 3 In conjunction with each other, an alarm may be provided to a user as to whether or not the mop cloths 91 and 92 are incorrectly attached by using the detection signals of the plurality of sensor values.
  • the robot cleaner 100, the server 2, and the user terminal 3 perform wireless communication with each other in the robot system including the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention. Control of the robot cleaner 100 may be performed.
  • the server 2 of the robot system produces an application for a user that can control the robot cleaner 100 and holds it in a state that can be distributed online.
  • the user terminal 3 downloads and installs a user application online (S100).
  • the user terminal 3 executes an application for a user to register as a member and registers the robot cleaner 100 owned by the user in the application, and interlocks the robot cleaner 100 with the application.
  • the user terminal 3 can set various functions for the robot cleaner 100, and specifically, as shown in Fig. 15A, a cleaning cycle, a sensor detection cycle to check for mis-attachment of the mop cloths 91 and 92, and such a cycle According to the method of alarming the result of confirming the incorrect attachment of the mop cloths 91 and 92, it is possible to set a method (S110).
  • the cycle for confirming the erroneous attachment of the mop cloths 91 and 92 may be preferably 1 to 10 minutes, more preferably 1 to 6 minutes.
  • sound alarm and display alarm can be selected, and the alarm period can also be set.
  • the robot cleaner 100 itself provides an alarm, so that a method of calling the user's attention may also be selected.
  • the user terminal 3 transmits data to the server 2 through an application for such setting information and stores it in the server 2 (S111), and the mop cloth 91 and 92 is incorrectly attached to the robot cleaner 100 as well. Data is transmitted through wireless communication about the confirmation period and alarm setting information.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command from the application of the user terminal 3 (S112). At this time, the start information from the application of the user terminal 3 can be transmitted to the server 2 and stored in the server 2 (S113).
  • the robot cleaner 100 controls the drive motor 38 and the pump 34 to start cleaning according to the received cleaning start command (S114).
  • the controller 150 of the robot cleaner 100 may read an initial current value of the drive motor 38 that rotates the spinmap and set the initial value (S115).
  • the robot cleaner 100 may transmit information on the measured initial current value to the server 2 through a communication unit (S116), and the server 2 may store this information.
  • an initial signal may be received from each sensor at the beginning of the operation.
  • the control unit 150 performs driving and cleaning while rotating the spinmap by transmitting a control signal to the motor control unit 160.
  • Spinmap also performs wet cleaning in a state including a predetermined moisture content according to water injection from a nozzle when the pump 34 is driven.
  • control unit 150 may perform cleaning intensity and driving by controlling the rotation direction and rotation speed of the spin mop, and performs cleaning while driving in a predetermined mode according to the cleaning area.
  • the control unit 150 controls to read detection signals from the rag cloth detection sensor, the motor sensor, and the gyro sensors every predetermined period (S117). Each of the sensors may read the same signal value as in FIG. 9 and transmit it to the control unit 150 periodically.
  • the control unit 150 receives a detection signal of each sensor received according to each period.
  • the robot cleaner 100 may transmit information on the current value of the period measured to the server 2 through the communication unit, and the server 2 may store this information (S118).
  • the controller generates a graph from each detection signal, determines whether there is distortion in each graph, and detects an abnormality (S119).
  • the robot cleaner 100 is based on the distance movement amount from the image sensor 116, the floor distance from the cliff sensor 118, the output current from the motor sensor 160, and the angle value from the gyro sensor 112. Each graph is generated, and it is determined whether distortion has occurred in the graph.
  • the control unit 150 determines whether there is waveform distortion in the graph for each detection signal, and accordingly determines whether or not there is an erroneous attachment of the mop cloths 91 and 92 (S119).
  • control unit 150 determines that the mop cloths 91 and 92 are incorrectly attached, and accordingly, the robot cleaner 100 is applied to the user terminal 3 as an application. Notifies that the mop cloths 91 and 92 are incorrectly attached (S120).
  • the user terminal 3 may display an information window for the robot cleaner 100 in a corresponding application, and an alarm for misattachment of the mops 91 and 92 may be displayed in the information window.
  • the alarm for misattachment of the mop cloths 91 and 92 may be periodically flashed to draw attention of the user.
  • the application of the user terminal 3 may induce a command for the next operation of the robot cleaner 100 to the user, together with an alarm of incorrect attachment of the mop cloths 91 and 92.
  • selectable icons for various operations may be activated below or around the false attachment alarm of the mop cloths 91 and 92.
  • return to the charging station or stop cleaning may be iconized and activated.
  • the user terminal 3 may select one of the icons and transmit the selection information to the robot cleaner 100 (S122).
  • the robot cleaner 100 When returning is selected by analyzing the selection information (S124), the robot cleaner 100 stops the operation of the pump of the robot cleaner 100 and stops spraying water from the nozzle, while maintaining the rotation of the spinmap as it is. It returns to the charging base 200 in the state of a dry mop (S125).
  • the robot cleaner 100 stops both the operation of the pump 34 and the operation of the drive motor 38 to spray and spin the water of the robot cleaner 100. Mob rotation stops. This causes the robot cleaner 100 to stop at the current position while the operation is stopped (S126).
  • control method of the robot cleaner 100 according to another embodiment of the present invention is not only incorrect attachment of the mop cloths 91 and 92 according to the plurality of sensors, but also whether foreign matters are attached to the mop cloths 91 and 92 It is also possible to determine whether or not.
  • FIG. 16 is a flow chart showing a control method of a robot cleaner according to another embodiment of the present invention
  • FIGS. 17A and 17B are diagrams illustrating a state when a foreign substance is attached to the robot cleaner
  • FIG. 18 is a It is a waveform diagram showing the signal waveform.
  • Such foreign matter 200 may be difficult to remove by itself, such as hair or dust, as shown in FIG. 17A if the user does not remove it.
  • a driving disorder caused by attachment of the foreign material 200 of the robot cleaner 100 can be detected through a plurality of sensors.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command from an application of the server 2 or the user terminal 3.
  • the robot cleaner 100 may receive a cleaning start command directly from the user through the input unit 140.
  • the control unit 150 performs driving and cleaning while rotating the spinmap.
  • Spinmap also performs wet cleaning in a state including a predetermined moisture content according to water injection from a nozzle when the pump 34 is driven.
  • control unit 150 may perform cleaning intensity and driving by controlling the rotation direction and rotation speed of the spin mop, and performs cleaning while driving in a predetermined mode according to the cleaning area.
  • control unit 150 may periodically obtain detection signals from a plurality of sensors, specifically, a mop detection sensor, a spinmap motor sensor 160, and a gyro sensor 112 (S100).
  • the control unit 150 may obtain a detection signal from the image sensor 116 and the cliff sensor 118, which is a mop detection sensor, at a predetermined period, and obtain a detection signal from the motor sensor 160 and the gyro sensor 112. Thus, it is determined whether the foreign material 200 is attached to the mop cloths 91 and 92 through this.
  • control unit 150 reads and graphs each variation amount so as to represent a signal waveform from the detection signal from each sensor (S101).
  • a graph of the detection signal of each sensor may be the same as in FIGS. 10A to 13D.
  • graph a represents the detection signals of each sensor, image sensor 116, cliff sensor 118, motor sensor, and tilt sensor in a normal driving state
  • graph b indicates foreign matter 200 of each sensor. It can show the detection signal in the attached state.
  • the controller 150 determines whether there is an abnormality in the detection signal, that is, distortion of the detection signal while reading each graph.
  • control unit 150 determines whether the distance value is periodically distorted from the movement amount graph from the image sensor 116 (S102).
  • Such a distortion phenomenon may periodically detect the distortion of the amount of movement compared to the expected converted position even during an intended motion operation such as rotation in place instead of moving forward.
  • control unit 150 may show a graph of the amount of change in distance from the floor from the detection signal from the cliff sensor 118 as shown in FIGS. 11A and 11B.
  • control unit 150 determines whether the floor distance value is periodically distorted based on the amount of change from the cliff sensor 118 (S103).
  • the mop cloth 91 and 92 when the foreign material 200 is attached to the mop cloth 91 and 92 as shown in FIG. 11B, the mop cloth 91 and 92 periodically rotates the cliff sensor 118 when rotating at a constant speed, as indicated by a dotted line. It appears that the floor distance value periodically approaches due to interference.
  • Such a distortion phenomenon may detect the distortion of the floor distance periodically compared to the expected converted position even during an intended motion operation such as rotation in place instead of moving forward.
  • the controller 150 determines whether the output current value is periodically distorted from the motor current graph from the motor sensor 160 (S104).
  • the controller 150 determines whether the angle value is periodically distorted from the angle graph from the gyro sensor 112 (S105).
  • a constant size is maintained with almost no variation of a relative angle from a starting angle during a straight movement in which the posture is controlled.
  • control unit 150 determines that the mop cloths 91 and 92 are incorrectly attached or that the foreign matter 200 is attached to the mop cloths 91 and 92. Then, history determination is performed to determine whether the foreign material 200 is attached (S106).
  • the fluctuation amount of the detection signal in each period is integrated, and the integrated fluctuation amount level in each period is graphed.
  • control unit 150 reads the graph of the cumulative value of the fluctuation amount and determines whether the fluctuation amount is due to incorrect attachment of the mop cloths 91 and 92 or the foreign material 200 (S107).
  • the time point of the pulse generated while maintaining a level similar to 0 may be determined as the time of attachment of the foreign matter 200, and the accumulated value of the fluctuation amount before the pulse time point does not need to maintain a predetermined level.
  • the controller 150 determines whether the amplification amount of the accumulated value of the variation is equal to or greater than the threshold value (S108).
  • the cumulative value of the fluctuation amount is higher than a predetermined level, that is, higher than the threshold value, it can be determined to the extent that the foreign matter 200 interferes with the driving. It is possible to induce the removal of foreign substances from the user by alarming the user terminal 3 (S109).
  • the cumulative value of the fluctuation amount is less than the threshold value, it can be determined to the extent that a very small amount of foreign matter 200 is attached and does not interfere with driving and cleaning, and cleaning and driving are performed while maintaining the motor and water injection ( S110).
  • information on the state in which the foreign material 200 is attached to the user terminal 3 may be provided so that the user can remove the foreign material 200 when the user wants to remove it.
  • control unit 160 motor sensor

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Abstract

본 발명은 청소구역 내에 습식 청소를 수행하기 위한 로봇청소기; 상기 로봇청소기와 송수신하며 상기 로봇청소기의 제어를 수행하는 서버; 및 상기 로봇청소기 및 상기 서버와 연동하며 상기 로봇청소기의 제어에 대한 어플리케이션이 활성화되어 상기 로봇청소기에 대한 제어를 수행하는 사용자 단말을 포함하며, 외형을 형성하는 본체; 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 본체를 이동시키며, 하부의 회전판에 부착되어 있는 걸레포에 의해 청소를 수행하는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전판에 부착되어 있는 상기 걸레포의 오부착 여부를 감지하여 감지 신호를 출력하는 걸레감지부; 및 상기 걸레감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 걸레포의 오부착에 대하여 판단하고, 회전맙의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 로봇시스템을 제공한다. 따라서, 센서 소자로부터 주기적으로 감지 신호를 수득하여 왜곡을 청소포가 오부착된 상태로 물걸레 청소가 진행되는 것을 방지함으로써 바닥을 보호할 수 있다.

Description

인공지능 로봇청소기 및 그를 포함하는 로봇 시스템
본 발명은 로봇청소기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전맙을 사용하는 인공지능 로봇청소기의 제어방법에 관한 것이다.
최근 가정 내에서의 로봇 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다. 이러한 가정용 로봇의 대표적인 예는 청소 로봇이다. 청소 로봇은 이동형 로봇으로서 일정 영역을 스스로 주행하며 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 하거나, 회전맙을 이용하여 이동함과 동시에 회전맙으로 바닥을 닦는 방식으로 청소할 수 있다. 또한, 회전맙에 물을 공급하여 바닥을 물걸레질하는 방식의 청소도 가능하다.
다만, 회전맙에 공급되는 물을 적절하게 조절하지 않으면, 피청소면인 바닥에 물이 과하게 남거나, 바닥을 마른걸레질 한 것과 같이, 바닥을 정상적으로 청소할 수 없는 문제점이 있다. 한국 공개 특허 번호 1020040052094호의 경우, 바닥에 뿌려진 증기를 먼지와 함께 닦아내도록 그 외주면에 걸레용 천을 구비하는 걸레롤러를 포함한 물청소가 가능한 청소용 로봇이 개시되어 있다. 이와 같은 청소용 로봇은 습식청소를 위한 청소바닥 표면에 증기를 분사하고, 분사된 증기와 먼지를 닦아내도록 걸레용 천을 구비한다. 또한, 한국 공개 특허 번호 20140146702호에는 습식 청소가 가능한 로봇청소기 내측에 물이 수용될 수 있는지를 판단하는 로봇청소기 및 제어방법이 개시되어 있다.
한편, 한국 공개 특허 KR20090019480A 호의 경우, 청소 구역을 주행하면서 바닥, 절벽뿐만 아니라 발판과 문턱 동시 감지 기능을 위한 적외선 센서 구비하는 로봇청소기가 개시되어 있다.
현재 상용화되는 물걸레 청소기의 경우, 물걸레 청소 시에 스핀맙에 걸레포를 부착하여 청소를 진행하거나, 걸레포가 부착되어 있는 상태에서 청소 시작 명령을 인가하게 된다.
이와 같은 물걸레 청소기의 경우, 스핀맙이 회전하면서 걸레포도 함께 회전을 진행하며 바닥을 물걸레 청소를 진행하는 한편, 회전 속도 및 방향에 의해 물걸레 청소기 자체의 주행이 가능하게 된다.
즉, 별도의 휠 없이 스핀맙의 구동에 따라 주행하는 구조를 가진다.
따라서, 걸레포의 부착 상태가 스핀맙 자체의 회전에 큰 영향을 미칠 수 있다.
일 예로, 걸레포의 중심과 스핀맙의 중심이 일치하지 않도록 걸레포가 부착되어 있는 경우, 스핀맙의 회전 시에 토크가 일정하게 걸리지 않아 원하는 방향으로의 주행이 진행되지 않는다. 따라서, 랜덤 주행이 아닌 패턴 주행을 수행하는 경우, 바닥면의 구석이나 벽에 인접한 영역에서 방향 전환 등이 원활하게 이루어져야 하는데 이가 이루어지지 않아 꼼꼼한 청소가 어려운 단점이 존재한다.
또한, 걸레포와 스핀맙의 회전 불일치에 의해 걸레포가 바닥면과 닿는 면적이 일정해지지 않아 청소가 불완전하게 진행될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 청소 시에 걸레포 전체에 대한 바닥면 높이가 일정하게 맞춰지지 않으므로 청소기 몸체가 흔들리면서 장치 자체에 손상이 유발될 수 있다. 따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 걸레포의 부착 위치에 대한 감지 및 사용자에게의 알람 등이 요구된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국 특허 공개 번호 1020040052094 (공개일 2004.06.19)
한국 공개 특허 번호 20140146702호(공개일 2014.12.29)
한국 공개 특허 번호 KR20090019480호(공개일 2009.02.25)
걸레포를 부착하여 회전맙을 회전함에 따라 주행과 청소를 동시 진행하게 되는 로봇청소기에 있어서, 걸레포의 부착 상태가 스핀맙 자체의 회전에 큰 영향을 미친다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 회전맙에 걸레포가 부착되어 있는지를 감지하여 사용자에게 알람할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 걸레포의 부착 여부를 감지하기 위해 별도의 센서들을 부가하는 경우, 비용 증가 및 센서 모듈의 부피에 의해 동작에 장애를 줄 수 있다.
본 발명의 제2 과제는 로봇청소기에 별도의 센서 부가 없이 구동을 위해 존재하는 다른 센서들의 감지 정보를 이용하여 걸레포가 정확하게 부착되었는지를 판단할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이와 별도로 감지포의 위치를 판단할 수 있는 단순한 센서만이 부가됨으로써 복잡한 알고리즘을 통한 연산 없이 감지포의 정확한 부착 위치를 판단할 수 있는 로봇청소기의 제어 방법 역시 제공하고자 한다.
한편, 로봇청소기가 습식 청소를 진행하는 중, 바닥면에 놓여진 부피가 있는 이물질을 지나가는 경우, 상기 이물질의 점성 또는 청소포의 함수에 의해 청소포에부착되는 경우가 발생한다.
이와 같이 이물질이 청소포 바닥에 부착되는 경우에도 복수의 센서들의 감지값을 주기적으로 분석하여 이물질 여부를 사용자에게 알람할 수 있는 로봇청소기의제어방법을 제공하는 것이 본 발명의 제3 과제이다.
또한, 로봇청소기는 서버와 사용자 단말 사이에 무선통신을 진행하면서 사용자단말로 현재 로봇상태에 대한 알람 및 지시를 수신하고 그에 따라 동작 가능하다. 이때, 본 발명의 제4 과제는 스마트 홈 시스템 하에서 로봇 청소기의 이물질 또는 청소포 오부착 여부에 대하여 판단 정보를 공유하고 그에 대한 명령을 수신하여 동작하는 로봇청소기를 제공하는 것이다.
이와 같은 로봇청소기의 청소포 상태에 대한 정확한 상황 판단 및 그에 따른 제어를 통해 패턴 주행 시에 정확하게 방향 전환이 가능한 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 물걸레가 오부착된 상태로 물걸레 청소가 진행되는 것을 방지함으로써 바닥을 보호할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 로봇청소기는 물걸레가 오부착된 상태로 물걸레 청소가 진행되는 것을 방지함으로써 바닥을 보호하고, 신뢰도 있는 청소를 진행한다.
이를 위해, 본 발명은 주기적으로 걸레포의 오부착 여부를 감지하여 결과에 따라 사용자 단말에 알람하여 걸레포의 재부착을 유도하고 습식 청소를 진행하는데 특징이 있다.
본 발명은 외형을 형성하는 본체; 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 본체를 이동시키며, 하부의 회전판에 부착되어 있는 걸레포에 의해 청소를 수행하는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전판에 부착되어 있는 상기 걸레포의 오부착 여부를 감지하여 감지 신호를 출력하는 걸레감지부; 및 상기 걸레감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 걸레포의 오부착에 대하여 판단하고, 회전맙의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 로봇청소기를 제공한다.
상기 걸레감지부는 상기 회전판과 상기 본체 사이의 잉여 공간에 배치되어 상기 회전판으로부터 벗어난 상기 걸레포의 존재에 대하여 감지할 수 있다.
상기 걸레감지부는 두 개의 회전판 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
상기 걸레감지부는 상기 두 개의 회전판의 외부로, 상기 회전판과 상기 메인 바디 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 두 개의 클리프 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이미지 센서로부터의 이동량을 검출하여 상기 이동량이 주기적으로 왜곡되는 영역이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터의 바닥 거리를 검출하여 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터 검출한 바닥 거리에 대한 그래프가 주기적으로 감소하는 경우, 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 모터의 출력 전류를 주기적으로 수득하여, 상기 출력 전류가 주기적으로 커지는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 자이로 센서로부터 상기 로봇청소기의 기울어지는 각도 정보를 주기적으로 수득하여, 상기 각도에 외란이 있는 경우 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 걸레포가 비정상 부착된 경우, 사용자 단말로 알람하도록 정보를 전송할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이미지 센서 및 상기 클리프 센서의 감지 정보를 기초로 상기 걸레포에 이물질이 부착되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 이미지 센서 및 상기 클리프 센서 중 어느 하나의 센서의 감지 정보의 변동이 있는 경우, 상기 변동이 상기 청소 시작 후 소정 시간 경과 후 발현된 경우에 상기 이물질이 부착된 것으로 판단할 수 있다.
상기 감지 정보의 변동량이 임계값 이상인 경우, 상기 사용자 단말에 알람하여 상기 이물질 제거를 유도할 수 있다.한편, 본 발명은 청소구역 내에 습식 청소를 수행하기 위한 로봇청소기; 상기 로봇청소기와 송수신하며 상기 로봇청소기의 제어를 수행하는 서버; 및 상기 로봇청소기 및 상기 서버와 연동하며 상기 로봇청소기의 제어에 대한 어플리케이션이 활성화되어 상기 로봇청소기에 대한 제어를 수행하는 사용자 단말을 포함하며, 외형을 형성하는 본체; 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 본체를 이동시키며, 하부의 회전판에 부착되어 있는 걸레포에 의해 청소를 수행하는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전판에 부착되어 있는 상기 걸레포의 오부착 여부를 감지하여 감지 신호를 출력하는 걸레감지부; 및 상기 걸레감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 걸레포의 오부착에 대하여 판단하고, 회전맙의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 로봇시스템을 제공한다.
상기 걸레감지부는 상기 회전판과 상기 본체 사이의 잉여 공간에 배치되어 상기 회전판으로부터 벗어난 상기 걸레포의 존재에 대하여 감지할 수 있다.
상기 걸레감지부는 두 개의 회전판 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 이미지 센서를 포함할 수 있다.
상기 걸레감지부는 상기 두 개의 회전판의 외부로, 상기 회전판과 상기 메인 바디 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 두 개의 클리프 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이미지 센서로부터의 이동량을 검출하여 상기 이동량이 주기적으로 왜곡되는 영역이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터의 바닥 거리를 검출하여 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터 검출한 바닥 거리에 대한 그래프가 주기적으로 감소하는 경우, 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 모터의 출력 전류를 주기적으로 수득하여, 상기 출력 전류가 주기적으로 커지는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 자이로 센서로부터 상기 로봇청소기의 기울어지는 각도 정보를 주기적으로 수득하여, 상기 각도에 외란이 있는 경우 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 걸레감지부로부터 주기적으로 감지신호를 수신하고, 분석하여 상기 걸레포 부착 상태를 판단하고, 상기 사용자 단말의 어플리케이션으로 전송할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 로봇청소기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은 회전맙에 걸레포가 부착되어 있는지를 감지하여 사용자에게 알람할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 간단한 센서 소자를 배치하여 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 의해 물걸레 로봇청소기를 사용할 때, 단순한 소자 부착에 의해 물걸레가 없거나, 물걸레가 오부착된 상태로 물걸레 청소가 진행되는 것을 방지함으로써 바닥을 보호할 수 있다.
따라서, 이와 같은 로봇청소기의 청소포 상태에 대한 정확한 상황 판단 및 그에 따른 제어를 통해 패턴 주행 시에 정확하게 방향 전환이 가능하여, 패턴 주행 청소를 통해 꼼꼼한 청소가 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈 로봇을 포함하는 스마트 홈 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇청소기의 하면도이다.
도 4는 도 3의 로봇청소기의 하면도의 다른 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어부 및 제어부와 관련된 구성을 도시한 블록도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 이동 시의 스핀맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 걸레포 오부착의 다양한 예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10a 및 도 10b는 걸레포 오부착에 따른 이미지 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 걸레포 오부착에 따른 클리프 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 걸레포 오부착에 따른 모터 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이다.
도 13a 및 도 13b는 걸레포 오부착에 따른 기울기 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이다.
도 14는 도 1에 따른 본 발명의 로봇청소기 시스템의 전체 동작을 나타내는 순서도이다.
도 15a 및 도 15b는 도 14의 순서도의 설명을 위한 사용자 단말의 상태도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 17a 및 도 17b는 로봇청소기의 이물질 부착 시의 상태도면이다.
도 18은 도 16의 감지 신호 적산 값의 신호 파형을 나타내는 파형도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
예를 들면, 좌측 회전맙의 중심축과 우측 회전맙의 중심축을 연결한 가상의 선과 나란한 방향이 좌우 방향으로 정의되고, 상기 좌우 방향과 수직적으로 교차되고, 회전맙들의 중심축과 나란하거나 오차각도가 5도 이내인 방향이 상하 방향으로 정의되고, 좌우 방향 및 상하 방향과 수직적으로 교차되는 방향은 전후 방향으로 정의된다. 물론, 전방은 로봇청소기의 주 진행 방향 또는 로봇청소기의 패턴 주행의 주 진행 방향을 의미할 수 있다. 여기서, 주 진행 방향은 일정 시간 내에 진행하는 방향들의 벡터 합산 값을 의미할 수 있다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 시스템은, 하나 이상의 로봇청소기(100)를 구비하여 집 등의 규정된 장소에서 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템은 가정 등에서 지정된 장소의 청소 서비스를 제공하는 로봇청소기(100)를 포함할 수 있다. 특히 이러한 로봇청소기(100)는 포함하는 기능 블럭에 따라 건식, 습식 또는 건/습식의 청소 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 복수의 인공지능 로봇청소기(100) 및 복수의 인공지능 로봇청소기(100)를 관리하고 제어할 수 있는 서버(2)를 포함할 수 있다.
서버(2)는 원격에서 복수의 로봇청소기(100)의 상태를 모니터링하고, 제어할 수 있고, 로봇 시스템은 복수의 로봇청소기(100)를 이용하여 더 효과적인 서비스 제공이 가능하다.
복수의 로봇 청소기(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다. 또한, 복수의 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 PC, 이동 단말기, 외부의 다른 서버(2)와 통신할 수 있다.
예를 들어, 복수의 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 무선 통신하게 구현될 수 있다. 로봇청소기(100)는 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버(2)의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
특히, 복수의 로봇청소기(100)는 5G 네트워크를 통해 다른 로봇(100) 및/또는 서버(2)와 무선통신을 구현할 수 있다. 로봇청소기(100)가 5G 네트워크를 통해 무선 통신하는 경우, 실시간 응답 및 실시간 제어가 가능하다.
사용자는 PC, 이동 단말기 등의 사용자 단말(3)을 통하여 로봇 시스템 내의 로봇들(100)에 관한 정보를 확인할 수 있다.
서버(2)는 클라우드(cloud) 서버(2)로 구현되어, 로봇(100)에 클라우드 서버(2)가 연동되어 로봇청소기(100)를 모니터링, 제어하고 다양한 솔루션과 콘텐츠를 원격으로 제공할 수 있다.
서버(2)는, 로봇청소기(100), 기타 기기로부터 수신되는 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇청소기(100)의 제조사 또는 제조사가 서비스를 위탁한 회사가 제공하는 서버(2)일 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇청소기(100)를 관리하고 제어하는 관제 서버(2)일 수 있다.
상기 서버(2)는 로봇청소기(100)를 일괄적으로 동일하게 제어하거나, 개별 로봇청소기(100) 별로 제어할 수 있다. 한편, 상기 서버(2)는, 복수의 서버로 정보, 기능이 분산되어 구성될 수도 있고, 하나의 통합 서버로 구성될 수도 있을 것이다.
로봇청소기(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다.
로봇청소기(100)는 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 서버(2)로 전송할 수 있다.
여기서, 데이터는 공간(space), 사물(Object) 관련 데이터는 로봇청소기(100)가 인식한 공간(space)과 사물(Object)의 인식 관련 데이터이거나, 영상획득부가 획득한 공간(space)과 사물(Object)에 대한 이미지 데이터일 수 있다.
실시예에 따라서, 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 사용자, 음성, 공간의 속성, 장애물 등 사물의 속성 중 적어도 하나를 인식하도록 학습된 소프트웨어 또는 하드웨어 형태의 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANN)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 딥러닝(Deep Learning)으로 학습된 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇청소기(100)의 제어부(140)에는 CNN(Convolutional Neural Network) 등 심층신경망 구조(DNN)가 탑재될 수 있다.
서버(2)는 로봇청소기(100)으로부터 수신한 데이터, 사용자에 의해 입력되는 데이터 등에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 로봇(1)으로 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇(100)이 구비하는 인공지능(artificial intelligence)의 심층신경망(DNN) 구조를 업데이트할 수 있다.
또한, 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 로봇청소기(100)의 사용에 따라 획득되는 데이터로, 사용 이력 데이터, 센서부에서 획득된 감지 신호 등이 해당될 수 있다.
학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 포함된 사람, 사물, 공간의 속성을 인식하여, 그 결과를 출력할 수 있다.
또한, 상기 학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 로봇청소기(100)의 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 분석하고 학습하여 사용 패턴, 사용 환경 등을 인식할 수 있다.
한편, 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 통신부를 통하여 서버(2)로 전송될 수 있다.
서버(2)는 수신한 데이터에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 인공지능 로봇청소기(100)로 전송하여 업데이트하게 할 수 있다.
이에 따라, 로봇(100)이 점점 스마트하게 되며, 사용할수록 진화되는 사용자 경험(UX)을 제공할 수 있다.
한편, 서버(2)는 로봇청소기(100)의 제어 및 현재 상태 등에 대한 정보를 사용자 단말에 제공할 수 있으며, 이와 같은 로봇청소기(100)의 제어를 위한 어플리케이션을 생성하여 배포가능하다.
이러한 어플리케이션은 사용자 단말(3)로서 적용되는 PC용 어플리케이션일 수 있으며, 또는 스마트폰용 어플리케이션일 수 있다.
일 예로, 본 출원인의 다양한 전자제품을 동시에 제어하고 관리 감독가능한 어플리케이션인 SmartThinQ 어플리케이션과 같은 스마트 가전 제어를 위한 어플리케이션일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도의 다른 상태도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 회전맙의 회전으로 모션하는 로봇청소기(100)의 구성을 간단히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 영역 내에서 이동하며, 주행 중에 바닥면의 이물질을 제거한다.
또한, 로봇청소기(100)은 충전대(200)로부터 공급되는 충전전원을 배터리(미도시)에 저장하여 영역을 주행한다.
로봇청소기(100)는 지정된 동작을 수행하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되어 장애물을 감지하는 장애물감지부(미도시), 360도의 영상을 촬영하는 영상획득부(170)를 포함한다. 본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 회전 가능하게 구비되는 회전맙(80), 본체(10)의 이동 및 청소를 보조하는 롤러(89), 충전대(2)로부터 충전전원이 공급되는 충전단자(99)를 포함한다.
회전맙(80)은 케이싱에 배치되고 바닥면을 향해 형성되어 걸레포가 탈부착되도록 구성된다.
회전맙(80)는 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)을 포함하여, 회전을 통해 본체(10)가 영역의 바닥을 따라 이동되도록 한다.
본 실시예의 로봇청소기(100)에 사용되는 회전맙(80)의 회전 시, 로봇청소기(100)이 실제 회전맙의 회전에 비해 이동하지 못하는 슬립이 발생한다. 회전맙은 바닥에 평행한 회전축으로 구동하는 롤링맙이나, 바닥에 거의 수직한 회전축으로 구동하는 스핀맙을 포함할 수 있다.
회전맙(80)이 스핀맙을 포함하는 경우, 스핀맙은 물이 포함되는 비율인 함수율에 따라 스핀맙을 회전시키는 구동 모터의 출력 전류 값이 가변할 수 있다. 함수율이란, 스핀맙이 물을 포함하는 정도를 말하며, 함수율이 '0'인 상태는 스핀맙에 물이 전혀 포함되지 않은 상태를 의미한다. 본 실시예에 따른 함수율은 걸레포의 무게에 따른 물을 포함하는 비율로 설정할 수 있다. 스핀맙은 걸레포의 무게와 동일한 무게의 물을 포함하거나, 걸레포의 무게를 초과하여 물을 포함하는 것도 가능하다.
물을 많이 포함하는 회전맙(80)일수록 함수율이 높아지면, 물의 영향으로 바닥면과의 마찰력이 많이 발생하여 회전 속도가 감소한다.
구동모터(38)의 회전 속도의 감소는 구동모터(38)의 토크가 커짐을 의미하며, 이에 따라 스핀맙을 회전시키는 구동모터(38)의 출력 전류가 커진다.
즉, 함수율이 커지면 증가하는 마찰력에 의해 스핀맙을 회전시키는 구동모터(38)의 출력 전류가 커지는 관계가 성립한다.
또한, 제어부(150)는 구동모터(38)의 출력 전류를 소정 시간 동안 가변하여 다양한 정보 전달이 가능하다. 이에 대하여는 이후에 설명한다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 본체(10) 내측에 배치되어 물을 저장하는 물탱크(32)와, 물탱크(32)에 저장된 물을 회전맙(80)으로 공급하는 펌프(34)와, 상기 펌프(34)와 물탱크(32) 또는 펌프(34)와 회전맙(80)을 연결하는 연결유로를 형성하는 연결호스를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙(80)을 포함하고, 한 쌍의 회전맙(80)을 회전하여 이동한다.
본체(10)는 회전맙(80)의 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)이 회전축을 중심으로 회전 동작함에 따라 전, 후, 좌, 우로 주행한다. 또한, 본체(10)는 제 1 회전판과 제 2 회전판(81, 82)이 회전 동작함에 따라, 부착된 걸레포에 의해 바닥면의 이물질이 제거되어 습식 청소를 수행한다.
본체(10)는 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)을 구동시키는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 구동부는 적어도 하나의 구동모터(38)를 포함할 수 있다.
본체(10)의 상면에는 사용자로부터 로봇청소기(100)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 조작부(미도시)를 포함하는 컨트롤 패널이 구비될 수 있다.
또한, 본체(10)의 전면 또는 상면에는 영상획득부(170)가 배치된다.
영상획득부(170)는 실내 영역에 대한 영상을 촬영한다. 영상획득부(170)를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 실내 영역에 대한 감시뿐 아니라, 본체 주변의 장애물을 감지할 수 있다.
영상획득부(170)는 소정 각도로 전상방향을 향해 배치되어 이동 로봇의 전방과 상방을 촬영할 수 있다. 영상획득부(170)는 전방을 촬영하는 별도의 카메라가 더 포함될 수 있다. 영상획득부(170)는 본체(10)의 상부에 배치되어 천장을 향하도록 구비될 수 있으며, 경우에 따라 복수의 카메라가 각각 구비될 수 있다. 또한, 영상획득부(170)는 바닥면을 촬영하는 카메라가 별도로 구비될 수 있다.
로봇청소기(100)는 현재의 위치정보를 획득하기 위한 위치획득수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 로봇청소기(100)은, GPS, UWB를 포함하여 현재 위치를 판단할 수 있다. 또한 로봇청소기(100)은 영상을 이용하여 현재위치를 판단할 수 있다.
본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(미도시)가 구비되며, 배터리의 충전단자(99)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 충전대(200)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자가 충전대의 단자(29)와의 접촉을 통해 상용 전원과 전기적으로 연결되어 본체(10)로 공급되는 충전전원에 의해 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
로봇청소기(100)를 구성하는 전장 부품들은 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리가 충전된 상태에서 로봇청소기(100)는 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.
이하, 로봇청소기(100)는 습식 청소용 이동 로봇인 것을 예로 하여 설명하나, 이에 한정되지 아니하며, 영역을 자율 주행하며 소리를 감지하는 로봇이라면 적용 가능함을 명시한다.
도 4는 도 2의 이동 로봇에 걸레포가 부착된 실시예가 도시된 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회전맙(80)은 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)을 포함한다.
제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)은 각각 걸레포(91, 92)(90)가 부착될 수 있다.
회전맙(80)은 걸레포(91, 92)(90)가 탈부착 가능하게 구성된다. 회전맙(80)는 걸레포(91, 92)(90)의 부착을 위한 장착부재가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 각각 구비될 수 있다. 예를 들어 회전맙(80)는 걸레포(91, 92)(90)가 부착 및 고정되도록 벨크로, 끼움부재 등이 구비될 수 있다. 또한, 회전맙(80)는 걸레포(91, 92)(90)가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 고정시키기 위한 별도의 보조수단으로 걸레포틀(미도시)을 더 포함할 수 있다.
걸레포(90)는 물을 흡수하여 바닥면과의 마찰을 통해 이물질을 제거한다. 걸레포(90)는 면직물 또는 면혼방 등의 재질이 사용되는 것이 바람직하나, 일정 비율 이상으로 수분을 함유하며 소정 밀도를 갖는 재질이라면 어느 것이나 사용가능 하며, 그 재질은 한정되지 않음을 명시한다.
걸레포(90)는 원형으로 형성된다.
걸레포(90)의 형태는 도면에 한정되지 않으며 사각형, 다각형 등으로 형성될 수 있으나, 제1 및 제 2 회전판(81, 82)의 회전동작을 고려하여, 제 1 및 제 2 회전판(81, 82)의 회전동작에 방해가 되지 않는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 걸레포(90)는 별도로 구비되는 걸레포틀에 의해 원형으로 그 형상이 변경될 수 있다.
회전맙(80)는 걸레포(90)가 장착되면, 걸레포(90)가 바닥면에 접하도록 구성된다. 회전맙(80)는 걸레포(90)의 두께를 고려하며, 걸레포(90)의 두께에 따라 케이싱과 제 1 회전판과 제 2 회전판(81, 82)의 이격거리가 변경되도록 구성된다.
회전맙(80)는 걸레포(90)와 바닥면이 접하도록 케이싱과 회전판(81, 82)의 이격거리를 조정하며, 회전판(81, 82)은 걸레포(90)를 고정시키는 걸레 고정부(미도시)를 포함한다. 상기 걸레 고정부는 걸레포(90)를 탈부착 가능하게 고정시킬 수 있다. 상기 걸레 고정부는 회전판(81, 82)의 하측에 배치된 밸크로 등이 될 수 있다. 상기 걸레 고정부는 회전판(81, 82)의 가장자리에 배치된 후크 등이 될 수 있다.
이러한 걸레포(90)와 회전판(81, 82)이 배치되는 로봇청소기(100)의 하면에 걸레포(90)의 현재 에러 상태에 대한 감지를 위한 다양한 걸레포 감지 센서들이 구비되어 있다.
이와 같은 걸레포(90)의 에러 상태는 대표적으로, 걸레포(90)의 오부착 또는 걸레포(90)에 이물질이 부착되어 있는지 여부로 정의될 수 있다.
이와 같은 걸레포 감지센서로는, 도 3과 같이, 두 개의 회전판(81, 82) 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 거리 감지 센서로서, 이미지 센서(116)를 포함한다.
잉여 공간은 상기 본체(10) 하부에 상기 회전맙(80)이 배치되고, 상기 회전판(81, 82) 주위에 노출되는 상기 본체(10) 하부의 공간으로 정의할 수 있다.
따라서, 잉여 공간은 두 개의 회전판(81, 82) 사이에 노출된 본체(10) 하부면이 될 수 있고, 이와 달리 각 회전판(81, 82)의 외부로서, 회전판(81, 82) 경계로부터 본체(10)의 측면과 하부면이 이루는 경계까지 노출된 본체(10) 하부면이 될 수도 있다.이미지 센서(116)는 이동하는 영역의 연속 촬영을 통해 이동 거리 감지를 위한 것이나, 이미지 센서(116)의 감지 신호를 분석하여 걸레포(90) 에러 여부에 대하여 판단할 수 있다. 또한, 로봇청소기(100)는 이미지 센서(116) 이외에 로봇청소기(100)의 이동거리를 감지하는 엔코더(미도시)를 사용할 수 있다.
또한, 걸레포 감지센서로서, 로봇 청소기(100)는 청소 구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 클리프센서(118)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 클리프센서(118)는 로봇청소기(100)의 하방 부분에 배치될 수 있다. 즉, 도 4와 같이, 로봇청소기(100) 하방의 각 회전판(81, 82)과 본체(10) 사이의 잉여 영역에 배치될 수 있다. 따라서, 2개의 클리프센서(118)가 각 회전판(81, 82)의 외곽 잉여 영역에 형성되며, 회전판(81, 82)에 의해 전방이 가려지지 않은 상태이나 매우 근접 배치됨으로써 걸레포(90)의 부착 여부에 따라 가려질 수 있는 상태를 유지한다.
제어부(150)는, 클리프센서(118)를 포함하는 경우, 상기 발광 소자에서 출력된 광이 바닥에서 반사되어 상기 수광 소자에서 수광되는 반사광의 광량에 기초하여 바닥의 재질을 판별할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 걸레포(90)가 부착되는 회전판(81, 82)의 주위의 잉여 영역에 걸레포(90) 현재 에러 상태 여부를 감지할 수 있는 걸레포 감지 센서를 배치함으로써, 상기 걸레포 감지 센서로부터의 감지 신호에 따라 걸레포(90)의 에러 상태를 주기적으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는, 로봇 청소기(100)의 하방에 배치되는 걸레포 감지 센서 외에도 다양한 센서들의 감지 신호를 수득하고 이를 융합함으로써 걸레포(90)가 회전판(81, 82)에 정확하게 고정되어 있는지 여부에 대하여 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어부 및 제어부와 관련된 구성을 도시한 블록도이다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 회전맙(80)이 회전할 때, 본체(10)의 기준모션에 따른 로봇청소기(100)의 모션을 감지하는 모션감지유닛(110)을 더 포함한다. 모션감지유닛은 로봇(10)의 회전속도 및 기울기를 검출하는 자이로센서(112) 또는 로봇청소기(100)의 가속도값을 감지하는 가속도센서(114)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 회전맙(80)을 회전하는 구동 모터(38)의 출력 전류를 읽어들여 제어부(150)로 전송하는 모터 센서(160)를 포함한다.
제어부(150)의 시작 신호에 따라 구동 모터(38)를 회전하기 위한 전류를 전송할 때, 모터 센서(160)는 설정되어 있는 주기에 따라 상기 구동 모터(38)의 출력 전류를 읽어 들여 제어부(150)에 전달한다.
제어부(150)는 모터 센서(160)로부터의 출력 전류를 수신하고, 이를 분석하여 현재 걸레포(90)의 에러 상태를 판단할 수 있다.
제어부(150)는, 상기 구동 모터(38)의 출력 전류의 값에 따라 회전맙(80)의 스핀맙의 걸레포(90) 에러상태에 대하여 판단할 수 있다.
이러한 출력 전류 값에 대한 각 데이터 값은 실험적으로 설정될 수 있으며, 인공지능을 통한 학습을 수행하여 학습하여 업데이트될 수 있다.
또한, 제어부(150)은 자이로 센서(112)로부터의 기울기를 읽어들여 걸레포(90)의 오에러 상태를 판단할 수도 있다.
제어부(150)는 다양한 센서에 따라 로봇 청소기(100)의 동작을 제어함으로써 걸레포(90)의 오부착 여부에 따른 선택적 구동이 가능하다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 사용자의 명령을 입력하는 입력부(140)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(140)를 통해, 로봇청소기(100)의 주행방법이나, 스핀맙의 걸레포(90) 오부착에 대한 복수의 센서들의 감지 신호들에 대하여 임계값 등을 설정할 수 있다.
또한, 로봇청소기(100)는 통신부를 더 포함할 수 있으며, 통신부를 통하여 서버(2) 또는 사용자 단말(3)로 제어부(150)의 판단 결과에 따른 알람 또는 정보를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)가 모션을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6을 참고하여, 회전맙의 회전에 따른 로봇청소기(100)의 주행과 로봇청소기(100)의 이동을 설명한다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)은 한 쌍의 회전맙을 포함하고, 한 쌍의 회전맙을 회전하여 이동한다. 로봇청소기(100)은 한 쌍의 회전맙 각각의 회전방향 또는 회전속도를 달리하여 로봇청소기(100)의 주행을 제어할 수 있다. 따라서, 이와 같은 제어를 통해 패턴 주행이 가능하다.
도 6a를 참조하면, 로봇청소기(100)의 직진이동은 한 쌍의 회전맙 각각이 서로 반대방향으로 회전하여 이동할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도는 같으나 회전방향을 달리한다. 로봇청소기(100)는 양 회전맙의 회전방향을 변경하여 전진이동 또는 후진이동을 할 수 있다.
또한, 도 6b와 6c를 참조하면, 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙 각각이 서로 같은 방향으로 회전하여 회전이동을 할 수 있다. 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도를 달리하여 제자리 회전하거나, 곡선으로 이동하는 라운드 회전을 할 수 있다. 로봇청소기(100)의 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도 비율을 달리하여, 라운드 회전의 반경을 조정할 수 있다.
한편, 로봇청소기는 앞서 설명한 바와 같이, 탈착가능한 걸레포(90)를 회전판에 부착하여 청소를 진행한다.
이때, 도 7a 내지 도 7d와 같이 다양한 사례로 걸레포가 오부착될 수 있다.
이와 같은 오부착 시에 로봇청소기(100)의 하방에 배치되어 있는 이미지 센서(116) 또는 클리프 센서(118)의 전방의 일부가 가려지게 됨으로써 수득되는 감지 신호에 변화가 발생할 수 있다.
구체적으로, 도 7a와 같이, 각 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)이 각각 지정되어 있으며, 이에 각 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94) 또한 정의되어 있다.
걸레포(91, 92)(90)를 부착할 때, 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)과 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)이 중첩되도록 부착하는 것이 바람직하다.
즉, 도 7a와 같이 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)과 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)이 중첩되는 경우에는 이미지 센서(116) 또는 클리프 센서(118)의 어느 영역도 덮이지 않은 상태로 완전히 노출되어 있다.
그러나, 도 7b 및 도 7c와 같이 어느 한 쪽의 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)과 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)이 중첩되지 않도록 부착되는 경우, 도 7a와 같이 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)이 외곽으로 벗어나는 경우에는 외곽의 클리프 센서(118)의 일부가 가려질 수 있다.
또는 도 7c와 같이 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)이 내부로 벗어나는 경우에는 두 개의 회전판(81, 82) 사이에 위치하는 이미지 센서(116)의 일부가 가려질 수 있다.
또는, 도 7d와 같이 두 개의 걸레포(91, 92)(90)의 중심점(93, 94)이 모두 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)과 중첩되지 않도록 부착되는 경우에는 클리프 센서(118) 및 이미지 센서(116)가 모두 일부의 시야를 덮이게 된다.
이와 같은 걸레포 감지 센서의 시야가 가려짐으로 인한 감지 신호의 변화를 제어부(150)가 감지함으로써 걸레포(91, 92) 의 오부착을 판단할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 로봇청소기(100)의 걸레포(91, 92) 오부착 여부를 판단하는 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 서버(2) 또는 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터 청소 시작 명령을 수신할 수 있다. 또한 로봇청소기(100)는 사용자로부터 직접 입력부(140)를 통해 청소 시작 명령을 수신할 수 있다(S10).
로봇청소기(100)의 제어부(150)는 수신된 청소 시작명령에 따라 청소를 시작하기 위해 모터 제어부(160)를 통한 구동 모터(38) 및 펌프를 제어한다.
제어부(150)는 스핀맙을 회전시키면서 주행 및 청소를 진행한다. 스핀맙은 또한 펌프(34) 구동에 따른 노즐로부터의 물 분사에 따라 소정의 함수율을 포함한 상태에서 습식 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 스핀맙의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 청소 강도 및 주행을 진행할 수 있으며, 청소 영역에 따라 소정의 모드로 주행하면서 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 주기적으로 복수의 센서, 구체적으로 걸레포 감지 센서,스핀맙 모터 센서 및 자이로 센서 등으로부터 감지 신호를 수득할 수 있다(S11).
제어부(150)는 소정의 주기마다 걸레포 감지 센서인 이미지 센서(116) 및 클리프 센서(118)로부터 감지 신호를 수득할 수 있으며, 모터 센서(160) 및 자이로 센서(112)로부터 감지 신호를 수득하여 이를 통해 걸레포(91, 92) 부착에 오류가 발생하였는지 판단한다(S12).
제어부(150)는 각 주기에 따라 수신되는 각 센서의 감지 신호를 수신하고, 이를 분석하여 현재 스핀맙에 걸레포(91, 92)가 정확한 위치에 부착되어 있는지를 판단한다.
즉, 각각의 센서의 감지 신호가 왜곡이 발생하였는지 판단하여 걸레포(91, 92)의 부착 오류를 파악할 수 있다.
이때, 복수의 센서로부터의 감지 신호 중 어느 하나의 센서로부터의 감지 신호에 왜곡이 발생한 것으로 판단되는 경우, 사용자 단말(3)에게 알람하고 모터를 정지하도록 제어 신호를 전송한다(S13).
따라서, 걸레포(91, 92)가 오부착되어 있는 상태로 더 이상의 청소가 진행되지 않고 현재 위치에서 정지할 수 있다.
이하에서는 도 9를 참고하여 본 발명의 걸레포(91, 92) 오부착의 각 센서의 감지신호를 판단하는 과정을 보다 상세히 설명한다.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 서버(2) 또는 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터 청소 시작 명령을 수신할 수 있다. 또한 로봇청소기(100)는 사용자로부터 직접 입력부(140)를 통해 청소 시작 명령을 수신할 수 있다.
제어부(150)는 스핀맙을 회전시키면서 주행 및 청소를 진행한다. 스핀맙은 또한 펌프(34) 구동에 따른 노즐로부터의 물 분사에 따라 소정의 함수율을 포함한 상태에서 습식 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 스핀맙의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 청소 강도 및 주행을 진행할 수 있으며, 청소 영역에 따라 소정의 모드로 주행하면서 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 주기적으로 복수의 센서, 구체적으로 걸레포 감지 센서,스핀맙 모터 센서(160) 및 자이로 센서(112) 등으로부터 감지 신호를 수득할 수 있다(S20).
제어부(150)는 소정의 주기마다 걸레포 감지 센서인 이미지 센서(116) 및 클리프 센서(118)로부터 감지 신호를 수득할 수 있으며, 모터 센서(160) 및 자이로 센서(112)로부터 감지 신호를 수득하여 이를 통해 걸레포(91, 92) 부착에 오류가 발생하였는지 판단한다.
즉, 제어부는 각 센서로부터의 감지 신호로부터 신호 파형을 나타낼 수 있도록 각 변동량을 판독하여 그래프화한다(S21).
이와 같이 각 센서의 감지 신호의 그래프는 도 10a 내지 도 13d와 같을 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 걸레포 오부착에 따른 이미지 센서(116)의 감지 신호를 분석한 그래프이고, 도 11a 및 도 11b는 걸레포 오부착에 따른 클리프 센서(118)의 감지 신호를 분석한 그래프이고, 도 12a 및 도 12b는 걸레포 오부착에 따른 모터 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이며, 도 13a 및 도 13b는 걸레포 오부착에 따른 기울기 센서의 감지 신호를 분석한 그래프이다.
각 도면에서의 a 그래프는 걸레포(91, 92)가 올바르게 부착된 경우, 즉 양 측의 걸레포(91, 92)의 중심점(93, 94)이 회전판(81, 82)의 중심점(Cl, Cr)과 일치하도록 부착되어 있는 경우에의 감지 신호를 나타낸 것이다.
각 도면에서의 b 그래프는 걸레포(91, 92)가 올바르게 부착되어 있지 않은 경우, 도 7b 내지 도 7d 상황에서의 감지 신호의 그래프를 나타낸 것이다.
제어부(150)는 각 그래프를 판독하면서 감지 신호에 이상, 즉 감지 신호의 왜곡이 있는지 판단한다.
먼저, 제어부(150)는 이미지 센서(116)로부터의 이동량 그래프로부터 거리 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S23).
즉, 도 10b와 같이 걸레포(91, 92)가 정확하게 부착되어 있지 않은 경우, 점선으로 표시된 것과 같이, 등속 전진 시에 주기적으로 이동량이 저속, 정지, 후퇴하는 왜곡 구간이 발생한다.
이와 같은 왜곡 현상은 전진 이동이 아닌 제자리 회전 등의 의도한 모션 동작 시에도 예상되는 환산 위치 대비 주기적으로 이동량의 왜곡이 검출될 수 있다.
이때, 전진하는 방향이 x일 때, 전진 방향의 거리는 실제 거리보다 감소하게 되며, 이는 회전판(81, 82)의 정속 회전에도 불구하고 x 방향으로의 주기적인 속도 저하 현상으로 인식될 수 있다.
또한, y 방향의 주기적인 속도 저하도 인식될 수 있으며, y 방향의 비정상 이동량이 발생하므로, y 방향 이동량이 주기적으로 비정상 이동량으로 감지될 수 있으며, 이는 개별적으로 또는 복합적으로 도 10b와 같은 왜곡으로써 검출될 수 있다.
이와 같이, 주기적으로 읽어들인 이미지 센서(116)로부터의 이동량 그래프에 따라 왜곡, 즉, 주기적인 변곡점이 발생하는 경우에는 사용자 단말(3)에게 알림하고 모터(38)를 현재 위치에서 정지하여 더 이상 이동하지 않는다(S27).
따라서, 사용자로 하여금 걸레포(91, 92)의 재부착을 유도하도록 알람할 수 있다.
한편, 제어부(150)는 클리프 센서(118)로부터의 감지신호로부터 바닥으로부터의 거리 변화량 그래프를 도 11a 및 도 11b와 같이 도시할 수 있다. 제어부(150)는 이를 근거로 바닥 거리 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S24).
도 11a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 스핀맙의 회전 주행에 따라 바닥 거리에 심한 변동 없이 일정한 수치를 유지할 수 있다.
한편, 도 11b와 같이 걸레포(91, 92)가 정확하게 부착되어 있지 않은 경우, 점선으로 표시된 것과 같이, 등속 회전 시에 걸레포(91, 92)가 클리프 센서(118)를 주기적으로 간섭하여 바닥 거리 값이 주기적으로 근접하는 것으로 나타난다.
이와 같은 왜곡 현상은 전진 이동이 아닌 제자리 회전 등의 의도한 모션 동작 시에도 예상되는 환산 위치 대비 주기적으로 바닥 거리의 왜곡이 검출될 수 있다.
이와 같이, 주기적으로 읽어들인 클리프 센서(118)로부터의 바닥거리 그래프에 따라 왜곡이 발생하는 경우에는 사용자 단말(3)에 알림하고 모터(38)를 현재 위치에서 정지하여 더 이상 이동하지 않는다(S27).
다음으로, 제어부(150)는 모터 센서(160)로부터의 모터 전류 그래프로부터 출력 전류 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S25).
도 12a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 걸레포(91, 92)의 회전 주행에 따라 모터 센서(160)의 출력 전류의 값에 심한 변동 없이 일정한 수치를 유지할 수 있다.
한편, 도 12b와 같이 걸레포(91, 92)가 정확하게 부착되어 있지 않은 경우, 점선으로 표시된 것과 같이, 스핀맙이 회전할 때, 걸레포(91, 92)의 중첩에 의해 전류 부하가 주기적으로 증가하게 된다.
이와 같이, 주기적으로 읽어들인 모터 센서(160)로부터의 출력 전류 그래프에 따라 왜곡, 즉, 주기적인 변곡점이 발생하는 경우에는 사용자 단말(3)에 알림하고 모터를 현재 위치에서 정지하여 더 이상 이동하지 않는다(S27).
다음으로, 제어부(150)는 자이로 센서(112)로부터의 각도 그래프로부터 각도 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S26).
도 13a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 자세가 제어되는 직진 동작 시에 출발 각도로부터의 상대 각도의 변동이 거의 없이 일정한 크기를 유지한다.
한편, 도 13b와 같이 걸레포(91, 92)가 정확하게 부착되어 있지 않은 경우, 스핀맙이 회전하면서 직진 동작할 때, 청소기(100)의 각도 변화인 외란이 주기적으로 발생하여, 큰 각도 변경과 이를 보정하기 위한 작은 각도 변화가 연속적으로 발생한다.
이와 같이, 주기적으로 읽어 들인 자이로 센서(112)로부터의 상대각도 그래프에 따라 주기적인 각도 변화가 발생하는 경우에는 사용자 단말(3)에 알림하고 모터(38)를 현재 위치에서 정지하여 더 이상 이동하지 않는다(S27).
제어부(150)는 각 주기에 따라 수신되는 각 센서의 감지 신호를 수신하고, 이를 분석하여 현재 스핀맙에 걸레포(91, 92)가 정확한 위치에 부착되어 있는지를 판단한다.
이상에서는, 센서의 감지 신호의 판단에 순서가 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 동시적으로 판단 가능하며, 다른 순서로 판단 가능하다.
본 실시예에 따른 로봇 시스템은 도 1과 같은 구성을 가질 수 있으며, 도 9와 같은 동작을 수행하는 로봇청소기(100)가 상기 로봇 시스템 내에 존재할 때, 서버(2) 및 사용자 단말(3)과 연동하여 상기 복수의 센서값의 감지 신호를 이용하여 사용자에게 걸레포(91, 92) 오부착 여부에 대한 알람을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 14를 참고하여, 로봇 시스템 내의 제어 방법을 설명한다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)가 포함되어 있는 로봇 시스템 내에서 로봇청소기(100), 서버(2) 및 사용자 단말(3)이 서로 무선 통신을 수행하여 로봇청소기(100)에 대한 제어를 수행할 수 있다.
먼저, 로봇 시스템의 서버(2)는 상기 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있는 사용자용 어플리케이션을 생산하여, 온라인 상으로 배포가능한 상태로 보유한다.
사용자 단말(3)은 사용자용 어플리케이션을 온라인 상에서 다운로드하여 설치한다(S100).
사용자 단말(3)은 사용자용 어플리케이션을 실행하여 회원가입 및 사용자가 소유하고 있는 로봇청소기(100)를 해당 어플리케이션에 등록하고, 해당 로봇청소기(100)와 어플리케이션을 연동한다.
사용자 단말(3)은 해당 로봇청소기(100)에 대하여 다양한 기능을 설정할 수 있으며, 구체적으로 도 15a와 같이 청소 주기, 걸레포(91, 92) 오부착 확인하기 위한 센서 감지 주기 설정 및 이와 같은 주기에 따라 걸레포(91, 92) 오부착을 확인한 결과를 알람하는 방법 등을 설정할 수 있다(S110).
걸레포(91, 92) 오부착을 확인하기 위한 주기는 바람직하게는 1 내지 10분일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 6분일 수 있다.
알람 방법으로는 소리 알람 및 표시 알람을 선택할 수 있으며, 알람 주기 또한 설정가능하다.
또한, 알람 방법으로 사용자 단말(3)의 어플리케이션 상에서 알람을 표시하는 것 이외에도 로봇 청소기(100) 자체가 알람을 제공함으로써 사용자의 주의를 환기시키는 방법 또한 선택할 수 있다.
사용자 단말(3)은 이와 같은 설정 정보에 대하여 어플리케이션을 통해 서버(2)로 데이터를 전송하고 서버(2)에 저장하고(S111), 로봇 청소기(100)로도 걸레포(91, 92) 오부착 확인 주기 및 알람 설정 정보에 대하여 무선통신을 통해 데이터를 전송한다.
다음으로, 로봇청소기(100)는 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터 청소 시작 명령을 수신할 수 있다(S112). 이때, 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터의 시작 정보에 대하여는 서버(2)로 전송하여 서버(2)에서 저장 가능하다(S113).
로봇청소기(100)는 수신된 청소 시작명령에 따라 청소를 시작하기 위해 구동 모터(38) 및 펌프(34)를 제어한다(S114).
이때, 로봇청소기(100)의 제어부(150)는 스핀맙을 회전시키는 구동 모터(38)의 초기 전류값을 읽어들여 초기값을 설정할 수 있다(S115). 로봇청소기(100)는 통신부를 통해 서버(2)로 측정된 초기 전류값에 대한 정보를 전송할 수 있으며(S116), 서버(2)는 이에 대하여 저장 가능하다.
이때, 걸레포(91, 92) 오부착을 확인하기 위한 다른 센서들의 초기값을 읽어들여야 하는 경우, 동작 초기에 각 센서로부터 초기 신호를 수신할 수 있다.
제어부(150)는 모터 제어부(160)로 제어 신호를 전송함으로써 스핀맙을 회전시키면서 주행 및 청소를 진행한다. 스핀맙은 또한 펌프(34) 구동에 따른 노즐로부터의 물 분사에 따라 소정의 함수율을 포함한 상태에서 습식 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 스핀맙의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 청소 강도 및 주행을 진행할 수 있으며, 청소 영역에 따라 소정의 모드로 주행하면서 청소를 수행한다.
제어부(150)는 소정의 주기마다 걸레포 감지 센서 및 모터 센서, 자이로 센서들로부터 감지 신호를 읽어들이도록 제어한다(S117). 각 센서들은 도 9에서와 같은 같은 신호값을 읽어들여 주기적으로 제어부(150)에 전송할 수 있다.
제어부(150)는 각 주기에 따라 수신되는 각 센서들의 감지 신호를 수신한다.
로봇청소기(100)는 통신부를 통해 서버(2)로 측정된 해당 주기의 전류값에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 서버(2)는 이에 대하여 저장 가능하다(S118).
다음으로, 제어부는 각 감지 신호로부터 그래프를 생성하고, 각 그래프에 왜곡이 있는 여부를 판단하여 이상 여부를 검출한다(S119).
구체적으로, 로봇 청소기(100)는 이미지 센서(116)로부터의 거리 이동량, 클리프 센서(118)로부터의 바닥 거리, 모터 센서(160)로부터의 출력 전류 그리고 자이로 센서(112)로부터의 각도 값에 대한 그래프를 각각 생성하고, 해당 그래프에서 왜곡이 발생하였는지 판단한다.
제어부(150)는 각 감지 신호에 대한 그래프에서 파형 왜곡이 있는지를 판단하고, 그에 따라 걸레포(91, 92) 오부착이 있는지를 판단한다(S119).
제어부(150)는, 복수의 감지 신호 중 어느 하나에 왜곡이 있는 경우, 걸레포(91, 92)가 오부착되어 있는 것으로 판단하고 그에 따라 사용자 단말(3)에 어플리케이션으로 해당 로봇 청소기(100)의 걸레포(91, 92)가 오부착되어 있음을 알림한다(S120).
사용자 단말(3)은 도 15b와 같이 해당 어플리케이션에서 상기 로봇청소기(100)에 대한 정보창이 표시될 수 있으며, 이와 같은 정보창에서 걸레포(91, 92) 오부착 알람이 표시될 수 있다.
이때, 걸레포(91, 92) 오부착 알람은 주기적으로 깜박임으로써 사용자의 주의를 환기시킬 수 있다.
사용자 단말(3)의 어플리케이션은 걸레포(91, 92) 오부착 알람과 함께 사용자에게 해당 로봇 청소기(100)의 다음 동작에 대한 명령을 유도할 수 있다.
일 예로, 도 15b와 같이, 걸레포(91, 92) 오부착 알람 하단 또는 주변으로 다양한 동작에 대한 선택가능한 아이콘이 활성화될 수 있다.
구체적으로, 다음 동작으로는 충전대로의 복귀 또는 청소 중지가 아이콘화되어 활성화될 수 있다.
사용자 단말(3)은 아이콘 중 하나를 선택하여 선택 정보를 로봇청소기(100)에 전송할 수 있다(S122).
로봇 청소기(100)는 선택 정보를 분석하여 복귀가 선택된 경우는(S124) 로봇 청소기(100)의 펌프의 동작이 중지되어 노즐로부터의 물 분사를 중지한 상태로, 스핀맙의 회전을 그대로 유지하면서 마른 걸레의 상태로 충전대(200)까지 복귀를 진행한다(S125).
한편, 사용자 단말(3)의 청소 중지 아이콘이 선택되는 경우에는 로봇청소기(100)는 펌프(34)의 동작 및 구동 모터(38)의 동작이 모두 중지되어 로봇 청소기(100)의 물 분사 및 스핀맙의 회전이 중지된다. 이는 로봇 청소기(100)가 동작을 중지한 상태로 현재 위치에서 정지하게 된다(S126).
이때, 설정에 따라 청소 중지의 아이콘을 선택할 때, 사용자 단말(3)로 현재 위치에 대한 정보를 전송하여 사용자로 하여금 걸레포(91, 92)를 재부착할 것을 유도할 수 있다(S217).
이와 같이, 주기적으로 각종 센서로부터의 감지 신호에 의해 걸레포(91, 92)의 부착여부에 대한 정보를 판단하여 걸레포(91, 92)가 오부착된 상태에서 청소가 지속됨으로써 진행 경로에서 벗어나면서 일측의 청소가 불완전하게 진행되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇청소기(100)의 제어 방법은 복수의 센서에 따라 걸레포(91, 92)의 오부착뿐만 아니라 걸레포(91, 92)에 이물질이 부착되어 있는지 여부도 판단 가능하다.
이하에서는 도 16 내지 도 18을 참고하여 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 방법을 설명한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 17a 및 도 17b는 로봇청소기의 이물질 부착 시의 상태 도면이며, 도 18은 도 16의 감지 신호 적산 값의 신호 파형을 나타내는 파형도이다.
구체적으로, 도 17a와 같이 로봇청소기(100)의 주행 중 경로 상에 이물질이 놓여져 있는 경우, 걸레포(91, 92)의 습기 및 압력에 의해 이물질(200)이 걸레포(91, 92)에 부착되는 경우가 발생한다.
이러한 이물질(200)로는 도 17a와 같이 머리카락이나 먼지들과 같이 사용자가 제거하지 않으면 저절로 제거가 어려운 것들일 수 있다.
이와 같은 이물질(200) 부착 시 이물질(200)의 부피 및 두께에 따라 스핀맙의 회전 시에 장애를 일으킨다.
로봇청소기(100)의 이물질(200) 부착에 의한 주행 장애는 복수의 센서를 통해 감지 가능하다.
도 16을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 서버(2) 또는 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터 청소 시작 명령을 수신할 수 있다. 또한 로봇청소기(100)는 사용자로부터 직접 입력부(140)를 통해 청소 시작 명령을 수신할 수 있다.
제어부(150)는 스핀맙을 회전시키면서 주행 및 청소를 진행한다. 스핀맙은 또한 펌프(34) 구동에 따른 노즐로부터의 물 분사에 따라 소정의 함수율을 포함한 상태에서 습식 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 스핀맙의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 청소 강도 및 주행을 진행할 수 있으며, 청소 영역에 따라 소정의 모드로 주행하면서 청소를 수행한다.
이때, 제어부(150)는 주기적으로 복수의 센서, 구체적으로 걸레포 감지 센서,스핀맙 모터 센서(160) 및 자이로 센서(112) 등으로부터 감지 신호를 수득할 수 있다(S100).
제어부(150)는 소정의 주기마다 걸레포 감지 센서인 이미지 센서(116) 및 클리프 센서(118)로부터 감지 신호를 수득할 수 있으며, 모터 센서(160) 및 자이로 센서(112)로부터 감지 신호를 수득하여 이를 통해 걸레포(91, 92)에 이물질(200)이 부착되어 있는지 여부를 판단한다.
즉, 제어부(150)는 각 센서로부터의 감지 신호로부터 신호 파형을 나타낼 수 있도록 각 변동량을 판독하여 그래프화한다(S101).
이와 같이 각 센서의 감지 신호의 그래프는 도 10a 내지 도 13d와 같을 수 있다.
도 10a 내지 도 13d 중 a 그래프는 각 센서, 이미지 센서(116), 클리프 센서(118), 모터 센서 및 기울기 센서의 정상 주행 상태에서의 감지 신호를 나타내는 것이며, b 그래프는 각 센서의 이물질(200) 부착 상태에서의 감지 신호를 나타낼 수 있다.
제어부(150)는 각 그래프를 판독하면서 감지 신호에 이상, 즉 감지 신호의 왜곡이 있는지 판단한다.
먼저, 제어부(150)는 이미지 센서(116)로부터의 이동량 그래프로부터 거리 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S102).
즉, 도 17b와 같이 주행 중 이물질(200)이 걸레포(91, 92)의 바닥면에 부착되면, 이물질(200)의 부피 및 두께 등에 의해 등속 전진 시에 주기적으로 이동량이 저속, 정지, 후퇴하는 왜곡 구간이 발생한다.
이와 같은 왜곡 현상은 전진 이동이 아닌 제자리 회전 등의 의도한 모션 동작 시에도 예상되는 환산 위치 대비 주기적으로 이동량의 왜곡이 검출될 수 있다.
한편, 제어부(150)는 클리프 센서(118)로부터의 감지신호로부터 바닥으로부터의 거리 변화량 그래프를 도 11a 및 도 11b와 같이 도시할 수 있다.
제어부(150)는 이미지 센서(116)로부터 변동이 발견되지 않으면, 클리프 센서(118)로부터의 변화량을 근거로 바닥 거리 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S103).
도 11a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 스핀맙의 회전 주행에 따라 바닥 거리에 심한 변동 없이 일정한 수치를 유지할 수 있다.
한편, 도 11b와 같이 걸레포(91, 92)에 이물질(200)이 부착되어 있는 경우, 점선으로 표시된 것과 같이, 등속 회전 시에 걸레포(91, 92)가 클리프 센서(118)를 주기적으로 간섭하여 바닥 거리 값이 주기적으로 근접하는 것으로 나타난다.
이와 같은 왜곡 현상은 전진 이동이 아닌 제자리 회전 등의 의도한 모션 동작 시에도 예상되는 환산 위치 대비 주기적으로 바닥 거리의 왜곡이 검출될 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 모터 센서(160)로부터의 모터 전류 그래프로부터 출력 전류 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S104).
도 12a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 걸레포(91, 92)의 회전 주행에 따라 모터 센서(160)의 출력 전류의 값에 심한 변동 없이 일정한 수치를 유지할 수 있다.
한편, 도 12b와 같이 걸레포(91, 92)에 이물질(200)이 부착되어 있으면, 점선으로 표시된 것과 같이, 스핀맙이 회전할 때, 이물질(200)의 부착에 의해 전류 부하가 주기적으로 증가하게 된다.
다음으로, 제어부(150)는 자이로 센서(112)로부터의 각도 그래프로부터 각도 값이 주기적으로 왜곡이 있는지 판단한다(S105).
도 13a와 같이 정상적인 바닥 조건에서는 자세가 제어되는 직진 동작 시에 출발 각도로부터의 상대 각도의 변동이 거의 없이 일정한 크기를 유지한다.
한편, 도 13b와 같이 걸레포(91, 92)에 이물질이 있는 경우, 스핀맙이 회전하면서 직진 동작할 때, 청소기(100)의 각도 변화인 외란이 주기적으로 발생하여, 큰 각도 변경과 이를 보정하기 위한 작은 각도 변화가 연속적으로 발생한다.
제어부(150)는 각 센서들의 감지 신호 중 어느 하나 이상에 변동량이 발생하는 경우, 걸레포(91, 92)의 오부착 또는 걸레포(91, 92)에 이물질(200)이 부착되어 있는 것으로 판단하고, 이물질(200)이 부착된 상황인지 판단을 위해 히스토리 판단을 수행한다(S106).
즉, 도 18과 같이, 각 주기에서의 감지 신호의 변동량을 적산하고, 각 주기마다 적산된 변동량 레벨을 그래프화한다.
다음으로 제어부(150)는 변동량 적산값의 그래프를 판독하여 해당 변동량이 걸레포(91, 92) 오부착에 의한 것인지 이물질(200)에 의한 것인지 판단한다(S107).
즉, 변동량 적산값이 각 주기마다 일정한 경우에는 주행의 시작점으로부터 균일한 변동량을 가지는 것으로 보아 걸레포(91, 92)가 오부착되어 있는 것으로 판단하여 앞에 걸레포(91, 92) 오부착에 대한 시나리오에 따라 알람을 진행할 수 있다.
한편, 변동량 적산값이 소정 주기 동안 균일하게 유지되다가 어느 시점부터 변동량 적산값이 증가한 경우, 해당 시점에 이물질(200)이 부착되어 있는 것으로 판단한다.
이는 변동량이 없어 그의 적산값 역시 0과 유사한 레벨을 유지하는 중 발생한 펄스 시점을 이물질(200) 부착 시점으로 판단할 수 있으며, 펄스 시점 이전의 변동량 적산값이 소정 레벨을 유지할 필요는 없다.
변동량 적산값이 없다가 갑자기 발생한 경우, 제어부(150)는 해당 변동량 적산값의 증폭량이 임계값 이상인지 판단한다(S108).
변동량 적산값이 소정 레벨 이상, 즉 임계값 이상인 경우 이물질(200)이 주행을 방해하는 정도로 판단할 수 있으며, 임계값 이상인 경우에는 모터를 정지하여 더 이상 로봇청소기(100)의 주행을 정지하고, 사용자 단말(3)로 알람하여 사용자로부터 이물질 제거를 유도할 수 있다(S109).
한편, 변동량 적산값이 임계값보다 작은 경우, 아주 미량의 이물질(200)이 부착되어 주행 및 청소에 방해가 되지 않는 정도로 판단할 수 있으며, 모터 및 물 분사를 유지하면서 청소 및 주행을 진행한다(S110).
다만, 이와 같이 청소를 진행하는 경우에도 사용자 단말(3)로 이물질(200) 부착되어 있는 상태에 대한 정보를 제공하여 사용자로 하여금 이물질(200)을 제거하고자 하는 경우 제거할 수 있도록 할 수 있다.
이상에서는, 센서의 감지 신호의 판단에 순서가 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 동시적으로 판단 가능하며, 다른 순서로 판단 가능하다.이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
[부호의 설명]
100 : 로봇청소기 2: 서버
3 : 사용자 단말 10 : 본체
32 : 물탱크 34 : 펌프
38 : 구동모터 80 : 회전맙
90 : 걸레포 112 : 자이로 센서
118 : 클리프 센서 116 : 이미지 센서
150 : 제어부 160 : 모터 센서
130 : 저장부 140 : 입력부

Claims (23)

  1. 외형을 형성하는 본체;
    상기 본체에 회전 가능하게 설치되고, 회전하면서 상기 본체를 이동시키며, 하부의 회전판에 걸레포가 부착되어 있는 한 쌍의 회전맙 모듈;
    상기 한 쌍의 회전맙 모듈을 회전시키는 구동모터;
    상기 회전판에 부착되어 있는 상기 걸레포의 에러 상태를 감지하여 감지 신호를 출력하는 걸레감지부; 및
    상기 걸레감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 걸레포의 에러 상태에 대하여 판단하고, 회전맙 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 로봇청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 걸레포의 에러 상태 중 걸레포 오부착 또는 상기 걸레포의 이물질 부착 여부에 대하여 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는 상기 본체 하부에 상기 회전맙 모듈이 배치되고, 상기 회전판 주위에 노출되는 상기 본체 하부의 잉여 공간에 배치되어 상기 걸레포의 에러 상태에 대하여 감지하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는
    두 개의 회전판 사이의 상기 본체 하부의 잉여 공간에 배치되어 있는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는
    상기 두 개의 회전판의 외부로, 상기 회전판과 상기 본체의 하부의 경계면 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 두 개의 클리프 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이미지 센서로부터의 이동량을 검출하여 상기 이동량이 주기적으로 왜곡되는 영역이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터의 바닥 거리를 검출하여 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모터의 출력 전류를 주기적으로 수득하여, 상기 출력 전류가 주기적으로 커지는 경우, 상기 걸레포의 에러 상태가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 자이로 센서로부터 상기 로봇청소기의 기울어지는 각도 정보를 주기적으로 수득하여, 상기 각도에 외란이 있는 경우 상기 걸레포의 에러 상태가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 걸레감지부의 감지 정보의 변동이 있는 경우, 상기 변동이 상기 청소 시작 후 소정 시간 경과 후 발생된 경우에 상기 이물질이 부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 정보의 변동량이 임계값 이상인 경우, 현재 위치에서 이동을 중지하고, 사용자 단말에 알람하여 상기 이물질 제거를 유도하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  12. 청소구역 내에 습식 청소를 수행하기 위한 로봇청소기;
    상기 로봇청소기와 송수신하며 상기 로봇청소기의 제어를 수행하는 서버; 및
    상기 로봇청소기 및 상기 서버와 연동하며 상기 로봇청소기의 제어에 대한 어플리케이션이 활성화되어 상기 로봇청소기에 대한 제어를 수행하는 사용자 단말
    을 포함하며,
    외형을 형성하는 본체;
    상기 본체에 회전 가능하게 설치되고, 회전하면서 상기 본체를 이동시키며, 하부의 회전판에 걸레포가 부착되어 있는 한 쌍의 회전맙 모듈;
    상기 한 쌍의 회전맙 모듈을 회전시키는 구동모터;
    상기 회전판에 부착되어 있는 상기 걸레포의 에러 상태를 감지하여 감지 신호를 출력하는 걸레감지부; 및
    상기 걸레감지부로부터의 감지 신호에 따라 상기 걸레포의 에러 상태에 대하여 판단하고, 회전맙 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는
    로봇시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 걸레포의 에러 상태 중 걸레포 오부착 또는 상기 걸레포의 이물질 부착 여부에 대하여 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는 상기 본체 하부에 상기 회전맙 모듈이 배치되고, 상기 회전판 주위에 노출되는 상기 본체 하부의 잉여 공간에 배치되어 상기 걸레포의 에러 상태에 대하여 감지하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는
    두 개의 회전판 사이의 상기 본체 하부의 잉여 공간에 배치되어 있는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 걸레감지부는
    상기 두 개의 회전판의 외부로, 상기 회전판과 상기 본체의 하부의 경계면 사이의 잉여 공간에 배치되어 있는 두 개의 클리프 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이미지 센서로부터의 이동량을 검출하여 상기 이동량이 주기적으로 왜곡되는 영역이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 클리프 센서로부터의 바닥 거리를 검출하여 상기 바닥거리에 왜곡이 있는 경우, 상기 걸레포가 오부착된 것으로 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모터의 출력 전류를 주기적으로 수득하여, 상기 출력 전류가 주기적으로 커지는 경우, 상기 걸레포의 에러 상태가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는 자이로 센서로부터 상기 로봇청소기의 기울어지는 각도 정보를 주기적으로 수득하여, 상기 각도에 외란이 있는 경우 상기 걸레포의 에러 상태가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 걸레감지부의 감지 정보의 변동이 있는 경우, 상기 변동이 상기 청소 시작 후 소정 시간 경과 후 발생된 경우에 상기 이물질이 부착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 정보의 변동량이 임계값 이상인 경우, 현재 위치에서 주행을 중지하고, 상기 사용자 단말에 알람하여 상기 이물질 제거를 유도하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 로봇청소기는 상기 회전맙 모듈의 회전에 의해 패턴 주행하면서 습식청소를 수행하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113509110A (zh) * 2021-04-09 2021-10-19 美智纵横科技有限责任公司 拖地装置、清洁机器人及运动控制方法
CN115718438A (zh) * 2021-08-24 2023-02-28 青岛海尔科技有限公司 拖把盆的控制方法和装置、存储介质及电子装置
WO2023236685A1 (zh) * 2022-06-09 2023-12-14 速感科技（北京）有限公司 拖地机器人及其喷水控制方法和装置以及可读存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040052094A (ko) 2002-12-13 2004-06-19 엘지전자 주식회사 물청소가 가능한 청소용 로봇
KR20090019480A (ko) 2007-08-21 2009-02-25 에이스로봇 주식회사 로봇 청소기의 바닥 감지 방법 그리고 이에 적합한 로봇청소기
KR20140146702A (ko) 2013-06-17 2014-12-29 삼성전자주식회사 로봇청소기 및 그 제어 방법
KR20150006525A (ko) * 2013-07-08 2015-01-19 삼성전자주식회사 청소 로봇, 충전대 및 그 제어 방법
KR20170128248A (ko) * 2015-03-16 2017-11-22 아이로보트 코퍼레이션 제거 가능한 패드를 이용한 자율적 바닥 청소
KR101911294B1 (ko) * 2016-12-30 2018-10-24 엘지전자 주식회사 청소기
KR20190004349A (ko) * 2016-07-14 2019-01-11 엘지전자 주식회사 청소기 세척기구
KR20190088691A (ko) * 2018-01-19 2019-07-29 엘지전자 주식회사 청소기

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040052094A (ko) 2002-12-13 2004-06-19 엘지전자 주식회사 물청소가 가능한 청소용 로봇
KR20090019480A (ko) 2007-08-21 2009-02-25 에이스로봇 주식회사 로봇 청소기의 바닥 감지 방법 그리고 이에 적합한 로봇청소기
KR20140146702A (ko) 2013-06-17 2014-12-29 삼성전자주식회사 로봇청소기 및 그 제어 방법
KR20150006525A (ko) * 2013-07-08 2015-01-19 삼성전자주식회사 청소 로봇, 충전대 및 그 제어 방법
KR20170128248A (ko) * 2015-03-16 2017-11-22 아이로보트 코퍼레이션 제거 가능한 패드를 이용한 자율적 바닥 청소
KR20190004349A (ko) * 2016-07-14 2019-01-11 엘지전자 주식회사 청소기 세척기구
KR101911294B1 (ko) * 2016-12-30 2018-10-24 엘지전자 주식회사 청소기
KR20190088691A (ko) * 2018-01-19 2019-07-29 엘지전자 주식회사 청소기

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113509110A (zh) * 2021-04-09 2021-10-19 美智纵横科技有限责任公司 拖地装置、清洁机器人及运动控制方法
CN113509110B (zh) * 2021-04-09 2023-01-06 美智纵横科技有限责任公司 拖地装置、清洁机器人及运动控制方法
CN115718438A (zh) * 2021-08-24 2023-02-28 青岛海尔科技有限公司 拖把盆的控制方法和装置、存储介质及电子装置
WO2023236685A1 (zh) * 2022-06-09 2023-12-14 速感科技（北京）有限公司 拖地机器人及其喷水控制方法和装置以及可读存储介质

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