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KR100962593B1 - 영역 기반의 청소기 제어 방법 및 장치, 그 기록 매체 - Google Patents

영역 기반의 청소기 제어 방법 및 장치, 그 기록 매체 Download PDF

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Publication number
KR100962593B1
KR100962593B1 KR1020100013882A KR20100013882A KR100962593B1 KR 100962593 B1 KR100962593 B1 KR 100962593B1 KR 1020100013882 A KR1020100013882 A KR 1020100013882A KR 20100013882 A KR20100013882 A KR 20100013882A KR 100962593 B1 KR100962593 B1 KR 100962593B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
area
region
cleaner
moving
weight
Prior art date
Application number
KR1020100013882A
Other languages
English (en)
Inventor
조경은
엄기현
성연식
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동국대학교 산학협력단 filed Critical 동국대학교 산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

영역 기반의 청소기 제어 방법 및 장치, 그 기록 매체가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 방법은 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하는 단계; 미리 설정된 시간 동안 상기 사용자 조작이 없는 경우, 상기 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출하는 단계; 상기 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정하는 단계; 상기 중요영역 가중치를 상기 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획하는 단계; 및 상기 계획된 이동 경로에 따라 상기 청소기를 이동시키는 단계를 포함한다.

Description

영역 기반의 청소기 제어 방법 및 장치, 그 기록 매체 {Method and Apparatus for area based control of vacuum cleaner, and Recording medium thereof}
본 발명은 청소기의 이동 제어에 관한 것으로, 특히, 영역 기반의 청소기 제어 방법 및 장치, 그 기록 매체에 관한 것이다.
일반적으로 가정 내에서 가사노동이 이루어져야 할 부분중 청소는 진공청소기를 이용한다 할지라도 일일이 끌고 다니면서 해야 하므로 다른 가사에 비해 비교적 손이 많이 가는 작업이라 할 수 있다.
이에 따라, 리모트 콘트롤러(remote controller : 이하 '리모콘'이라 함)를 이용하여 청소작업 수행명령만 주면 자율적으로 이동하면서 청소를 수행하는 청소로봇에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 이러한 청소로봇에 집 안의 방재기능을 더한 복합기능을 갖는 모빌로봇에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
도 1은 종래 청소로봇의 블록도이다.
청소로봇은 몸체의 이동을 구현하는 주행부(40)와, 이동경로상의 장애물을 감지하는 장애물감지부(30)와, 자신의 현재 위치를 인식할 수 있 는 자기위치인식부(20)와, 플로어를 청소하기 위한 진공청소부(50)와, 각부에 필요한 전원을 저장 및 충전하는 전원부(70) 및 각 부를 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 또한, 청소로봇은 기동/정지를 원격지에서 제어할 수 있도록 리모콘 수신부(10)를 갖는다.
자기위치인식부(20) 및 장애물감지부(40)는 자기위치인식 및 장애물을 감지하기 위하여 각각 영상처리보드(22)(32)및 카메라(21)(31)를 구비한다.
위와 같은 구성을 갖는 청소로봇은 리모콘 수신부(10)를 통해 청소작업이 지시되면, 제어부(10)에서 초기화를 실행한 후 자기위치인식부(20)의 카메라(21)를 작동시켜 현재위치가 촬영되도록 하고, 촬영을 통해 생성된 영상데이터를 영상처리보드(22)에 전달되도록 하여 신호처리가 되도록 한다. 그러면 제어부(60)는 영상처리보드로(22)부터 전달된 영상데이터를 분석하여 자신의 현재 위치를 분석한다. 그 후, 제어부(60)는 주행부(40)의 좌우측 바퀴(43a)(43b)용 모터(42a)(42b)의 모터구동부(41a)(4b)에 제어신호를 전송하여 몸체가 이동될 수 있도록 한다. 이때, 제어부(60)는 장애물감지부(30)의 카메라(31)를 작동시키고, 영상처리보드(32)에서 신호처리된 영상데이터를 수신하여 장애물에 대응할 수 있도록 주행부(40)를 제어한다. 그리고 청소로봇이 해당장소로 이동되면, 진공청소부(50)에 제어신호를 출력하여 해당 위치에서 청소작업이 수행될 수 있도록 하며, 설정된 경로를 따라 청소작업을 수행할 수 있도록 주행부(40)에 제어신호를 출력하여 몸체를 회전 및 이동시킨다.
이상과 같이 작동되는 청소로봇은 이동중에 설정된 샘플링 주기마다 장애물 파악 동작을 수행하여 전방의 장애물을 회피할 수 있으며, 마찬가지로 설정된 샘플링 주기마다 자기위치 인식 동작을 수행하여 요구된 위치로 정확히 이동할 수 있게 된다.
또한, 청소로봇은 위와 같이 자기위치를 인식하고 주행 경로상의 장애물을 감지하기 위하여 CCD(charge coupled device)카메라를 이용하는데, 이때, 촬영된 영상데이터의 크기가 매우 크므로, 영상데이터를 별도로 신호처리하기 위한 영상데이터 처리용 프로세서를 통상적으로 이용하고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 사용자의 선호, 실내 환경, 청소 용이성 등을 고려하여 청소 영역을 기반으로 청소기의 이동을 제어할 수 있는 영역 기반의 청소기 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 영역 기반의 청소기 제어 방법이 적용된 영역 기반의 청소기 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기 영역 기반의 청소기 제어 방법을 컴퓨터 시스템에서 실행하기 위한 프로그램이 기록된 매체로서, 컴퓨터 시스템이 판독할 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 방법은 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하는 단계; 미리 설정된 시간 동안 상기 사용자 조작이 없는 경우, 상기 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출하는 단계; 상기 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정하는 단계; 상기 중요영역 가중치를 상기 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정하는 단계; 상기 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획하는 단계; 및 상기 계획된 이동 경로에 따라 상기 청소기를 이동시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치는 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하고 저장하는 이동 영역 저장부; 미리 설정된 시간 동안 상기 사용자 조작이 없는 경우, 상기 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출하는 영역 분석부; 상기 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정하는 중요도 계산부; 상기 중요영역 가중치를 상기 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정하는 우선순위 산출부; 상기 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획하는 경로 계획부; 및 상기 계획된 이동 경로에 따라 상기 청소기를 이동시키는 모터 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 까다로운 조작이나 선호도 입력에 대한 절차 없이도, 사용자의 선호, 실내 환경, 청소 용이성 등을 고려하여 청소 영역을 기반으로 청소기의 이동을 제어할 수 있고, 실내 환경 및 지형 정보를 청소기가 쉽게 구출할 수 있게 한다.
도 1은 종래 청소로봇의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치가 적용된 청소기 외형의 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치가 적용된 청소기의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치의 블록도이다.
이동 영역 저장부(210)는 사용자 조작(사용자의 리모콘 조작이나 기타 버튼 입력)에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하고 저장한다.
여기서, 이동 영역 정보는 이동 경로를 반영하지 않을 수 있다. 이 경우, 사용자가 조작이 미숙하여 청소기를 청소를 원하는 영역에 최단거리로 이동시키지 않더라도 이동 영역 정보를 산출하는 데에는 지장이 없다. 이는 이동 영역 정보를 생성할 때, 사용자가 불필요하게 이동하는 경로는 이동 영역 구분 시에 무시되기 때문이다. 예를 들어, 청소기를 일정한 경로를 무의미하게 왕복하도록 사용자가 조작하는 경우에도, 이동 영역 정보는 이동 경로를 반영하지 않으므로 사용자의 불필요한 조작을 걸러낼 수 있다. 물론 불필요한 왕복 경로를 포함하는 이동 영역에서 높은 통계치가 산출될 수도 있지만, 이후의 중요영역 가중치 조정 단계를 거치면서 통계치를 최적화할 수 있게 된다.
영역 분석부(220)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 이동 영역 저장부(210)의 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출한다. 여기서, 통계 분석에는 빈도수(Frequency)에 기반한 고전적 통계 기법, 베이지안 통계 기법 등이 사용될 수 있다. 고전적 통계 기법은 표본(Likelihood)을 이용하여 모집단을 추정하는데, 모수를 수치적인 개념으로 가정한다. 고전적 통계학에서는 사전 정보를 보지 않기 때문에 임의의 실험 n개에 대하여 그 확률이 같다면 n개의 실험 모두 같다고 본다. 베이지안 통계 기법은 표본에 사전 정보(prior)의 개념을 넣어서 모집단 추정(postorior)을 추정한다. 이때 모수를 확률 변소의 개념으로 가정한다. 기본 상식(정보)을 고려하므로, 실험과 상관없이 모수가 추정된다. 베이지안의 통계에서는 사전 정보를 보기 때문에 임의의 실험 n개의 대하여 그 확률이 같다 할지라도 n개의 실험 모두 같다고 보지 않는다. 새로운 관측을 함으로써, 이전에 파라미터들에 대해 가지고 있던 확률(prior)을 개선한 새로운 확률을 갖게 되는 것이다. 다음번에 새로운 관측을 할 때에는 이전 관측에서 얻은 모집단 추정을 사전 정보로 사용하고, 새로운 관측 데이터를 통해서 새로운 확률을 얻게 된다. 그리고 이 과정을 반복함으로써 그 파라메터에 대해 갖고 있는 지식들을 계속 개선해 나가는 것이다.
중요도 계산부(230)는 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정한다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 청소기의 청소 횟수가 제1임계값보다 많은 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄일 수 있다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 나머지 다른 영역 대비 청소 횟수의 비율이 제2임계값보다 큰 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄일 수 있다. 제1임계값 및 제2임계값은 당업자의 필요에 따라 임의로 정해질 수 있는 값이다.
우선순위 산출부(240)는 중요영역 가중치를 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정한다. 우선순위 산출부(240)에서는 청소기가 가장 먼저 또는 자주 도달해야 하는 영역부터 가장 중요도가 떨어지는 영역까지 전체 청소 영역을 우선 순위에 따라 나눌수 있다.
경로 계획부(250)는 우선순위 산출부(240)의 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획한다. 이동 경로를 계획하기 위해, 전순서 계획(Total-Order Planning) 기법이나 부분순서 계획(Partial-Order Planning) 기법 등이 사용될 수 있다. 전순서 계획 기법은 목표들(예를 들어, 청소기의 이동 경로 또는 이동 영역)을 일정한 순서에 따라 차례대로 달성해가면서 계획 속에 새로운 스텝(예를 들어, 청소기의 이동 경로 또는 이동 영역)이 삽입될 때마다 기존의 스텝들(예를 들어, 청소기의 이동 경로 또는 이동 영역)과의 선형적 전순서를 결정하는 기법이다. 부분순서 계획 기법은 한 계획을 이루는 모든 스텝들과 그들 간의 순서와 바인딩 조건들에 따라 계획 내의 모든 스텝들이 전조건들이 참(true)이 될 때까지 계속해서 계획을 변형시키는 기법이다. 따라서, 부분순서 계획 기법에서는 완전한 하나의 계획을 얻기 위하여 부분순서 계획들의 공간을 탐색할 수 있다. 많은 부분순서 계획 기법에서는 이미 달성해놓은 목표들을 보호하기 위한 수단으로서 인과링크를 두고 어느 목표가 어느 스텝에 의해 달성되었는지 또는 달성되지 않았는지 추적한다. 또한, 이동 경로 계획에는 사례 기반 계획(Cased-based Planning) 기법이 사용될 수도 있다. 사례 기반 계획 기법은 새로운 계획 문제를 해결하기 위해 유사한 과거 사례 계획들을 재사용한다. 사례 기반 계획 기법은 생성적 계획 시스템과는 달리 매번 처름부터 계획 수립 전체 과정을 되풀이하지 않아도 되기 때문에, 계획 수립에 드는 노력을 줄일 수 있고, 실시간 요구에 빠르게 대응할 수 있다. 사례 기반 계획은 일반적인 사례 기반 추론 방식에서와 같이 사례 검색, 사례 적응 및 재사용 그리고 사례 저장의 단계를 거친다. 사례 검색은 해결할 새로운 계획 문제와 가장 유사한 과거의 사례 문제(예를 들어, 이동 영역별 가중치가 적용된 통계치를 이용하여 이동 경로를 설계하는 문제) 및 계획(예를 들어, 과거에 설계된 이동 경로)을 검색하는 단계이다. 사례 적응 및 재사용은 검색된 과거의 사례 계획을 새로운 계획 문제에 적합하게 수정한 뒤 이용하는 단계이다. 사례 저장은 해결된 새로운 계획 문제와 결과 계획을 향후 재사용하기 위하여 일반화 등의 처리를 거친 다음 하나의 과거 사례로 저장하는 단계이다.
모터 제어부(260)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 경로 계획부(250)에서 계획된 이동 경로에 따라 청소기를 이동시킨다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치의 블록도이다.
이동 영역 저장부(210)는 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하고 저장한다.
영역 분석부(220)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 이동 영역 저장부(210)의 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출한다.
중요도 계산부(230)는 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정한다. 중요도 계산부(230)는 영역 분석부(220)의 영역별 통계치 뿐만 아니라, 피드백 정보를 반영하여 중요영역 가중치를 조정한다. 즉, 청소기의 이동 후의 반응을 피드백받아 영역별 가중치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 이동 경로 계획에 따라 청소기의 이동 후에 특정 영역에 벽이 존재하거나, 일정 높이 이상의 문턱, 웅덩이 등이 존재하는 경우, 기타 해당 영역이 이동이 용이하지 않은 특성을 가지는 경우 이를 중요영역 가중치 계산/조절에 반영할 수 있다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 각 이동 영역의 다른 바닥 재질 또는 청소 용이성 중 적어도 하나를 고려하여 영역마다 중요영역 가중치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 청소기가 계획된 이동 경로를 따라가는 정도, 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 등에 기반하여 중요영역 가중치를 재조정할 수 있다.
이 밖에도 중요영역 가중치는 여러가지 요소를 고려하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 영역 분석부(220)에서 이동 영역마다 장애물 발생 빈도를 산출하는 경우, 중요도 계산부(230)는 중요영역 가중치가 장애물 발생 빈도에 반비례하도록 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 즉, 청소기 이동시에 장애물을 자주 만나는 이동 영역에 대해서는 중요영역 가중치를 줄일 수 있다. 이를 통해 청소기의 고장이나 사람과의 충돌을 피할 수 있다.
또는, 사람이 실내에 있는지 여부에 따라 청소기를 부재중 모드 또는 재실 모드로 설정하도록 할 수 있는데, 중요도 계산부(230)는 청소기가 부재중 모드로 설정되었는지 여부에 따라 특정 영역에 대한 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 예를 들어, 부재중 모드인 경우, 거실에 대한 중요영역 가중치를 높일 수 있다. 반대로, 재실 모드인 경우, 과거 동작시에 사람과의 충돌이 적었던 영역에 대한 가중치를 높일 수 있다.
또는, 중요도 계산부(230)는 시간대별로 중요 영역이 달라지도록 가중치를 조절할 수도 있다. 예를 들어, 시간대별로 청소가 요구되는 영역에 대한 정보를 청소기에 미리 입력받은 경우, 청소기는 이러한 정보에 기반하여 현재 시간에 따라 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 이에 따르면, 사용자의 조작 평소 청소기 조작 패턴에 따르되, 시간대에 따라 꼭 청소해야 하는 영역을 우선시하는 형태의 청소기 동작이 가능하다.
또는, 중요도 계산부(230)는 가중치가 높은 인접 영역이 많은 경우에 해당 영역에 대한 가중치를 높일 수도 있다. 이에 따르면, 짧은 이동거리를 가지는 이동 경로가 계획될 수 있으므로, 한번의 충전으로 로봇 청소기가 청소할 수 있는 영역이 많아지게 된다.
우선순위 산출부(240)는 중요영역 가중치를 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정한다.
경로 계획부(250)는 우선순위 산출부(240)의 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획한다.
모터 제어부(260)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 경로 계획부(250)에서 계획된 이동 경로에 따라 청소기를 이동시킨다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치가 적용된 청소기(300) 외형의 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 장치가 적용된 청소기(400)의 블록도이다.
이동 영역 저장부(210)는 사용자 조작에 따른 청소기(400)의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하고 저장한다. 리모콘 수신부(401)는 사용자의 리모콘 조작에 대한 정보를 수신하고, 이동 영역 저장부(210)에 이를 전달하여 이동 영역 산출에 기여한다. 거리측정 센서(402)는 청소기(400)가 이동할 때, 청소기(400)의 이동 거리, 방향 등을 측정하고, 이를 이동 영역 저장부(210)에 전달하여 이동 영역 산출에 기여한다. 거리측정 센서(402)에는 적외선 센서, 초음파 센서, 마찰력 측정 센서 등이 사용될 수 있다.
GPS 수신부(403)는 위성 신호를 수신할 수 있는 GPS 안테나(미도시)가 연결되는데, 주기적인 위성 신호를 이용하여 청소기(400)의 현재 위치를 추정한다. GPS 수신부(403)는 추정된 현재 위치를 이동 영역 저장부(210)에 전달하여 이동 영역 산출에 기여한다. 디지털 카메라(404)로 촬영된 화상 이미지는 청소기(400)의 이동시에 주변을 촬영한 이미지로서 영상 처리부(405)의 처리를 거쳐 이동 영역 저장부(210)가 이동 영역을 산출하는 데에 기여한다.
영역 분석부(220)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 이동 영역 저장부(210)의 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출한다.
중요도 계산부(230)는 영역 분석부(220) 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정한다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 청소기(400)의 청소 횟수가 제1임계값보다 많은 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄일 수 있다. 예를 들어, 중요도 계산부(230)는 나머지 다른 영역 대비 청소 횟수의 비율이 제2임계값보다 큰 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄일 수 있다.
중요도 계산부(230)는 영상 처리부(405), 장애물 감지용 센서(406) 및 속고측정 센서(407)로부터 수신되는 피드백 정보를 반영하여 상기 중요영역 가중치를 조정한다. 장애물 감지용 센서(406) 및 속고측정 센서(407)에는 적외선 센서, 초음파 센서, 마찰력 측정 센서 등이 사용될 수 있다.
영상 처리부(405)에서 처리된 이미지들은 중요도 계산부(230)가 각 이동 영역의 다른 바닥 재질, 청소 용이성 등을 판단하는데 사용된다. 속도 측정 센서(407)에서 측정된 청소기(400)의 속도 관련 정보는 바닥의 미끄러운 정도를 추정하는 데 사용될 수 있는데, 이를 이용하면 중요도 계산부(230)가 영역별로 청소 용이성을 판단할 수 있다. 장애물 감지용 센서(406)로 검출된 장애물 정보는 중요도 계산부(230)가 영역별로 청소 용이성을 판단하는데 사용될 수 있다. 중요도 계산부(230) 영역별 바닥 재질, 청소 용이성 등을 반영하여 상기 중요영역 가중치를 조정한다.
장애물 감지용 센서(406)는 청소기(300)가 계획된 이동 경로를 따라가는 데에 실패했는지 여부를 중요도 계산부(230)가 확인할 수 있게 해준다. 속도 측정 센서(407)에서 측정된 청소기(400)의 속도 관련 정보는 청소기(400)가 계획된 이동 경로를 따라가는 정도, 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 등을 중요도 계산부(230)가 확인할 수 있게 해준다. 중요도 계산부(230)는 계획된 이동 경로를 따라가는 정도, 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 등을에 기반하여 중요영역 가중치를 재조정한다.
우선순위 산출부(240)는 중요영역 가중치를 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정한다.
경로 계획부(250)는 우선순위 산출부(240)의 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획한다.
모터 제어부(260)는 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우, 경로 계획부(250)에서 계획된 이동 경로에 따라 바퀴용 모터(408)를 동작시켜 청소기(400)를 이동시킨다. 모터 제어부(260)는 경로 계획부(250)에서 계획된 이동 경로에 따라 먼지 흡입용 모터(409)를 동작시켜 영역별로 다른 청소 패턴을 구현할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 기반의 청소기 제어 방법의 흐름도이다.
먼저, 청소기에 대한 사용자 조작이 있는 경우(S510), 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성한다(S520). 이 과정(S520)에서는 사용자 조작에 따른 제어 신호, 청소기의 모터 동작에 대한 청소기의 실제 이동 거리 비율, 청소기에 내장된 적외선 센서를 이용하여 측정된 청소기의 현재 위치, 청소기에 내장된 GPS 안테나를 통해 측정된 청소기의 현재 위치 등에 기반하여 이동 영역 정보를 생성할 수 있다.
이후, 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 없는 경우(S530), 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출한다(S540). 이 과정(S540)의 통계 분석에 베이지안 통계 기법, 빈도수에 기반한 고전적 통계 기법 등이 적용될 수 있다. 반면에, 미리 설정된 시간 동안 사용자 조작이 있게되면, 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 갱신한다(S520).
다음, 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정한다(S550). 이 과정(S550)은 청소 횟수가 제1임계값보다 많은 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 과정을 포함할 수 있다. 이 과정(S550)은 나머지 다른 영역 대비 청소 횟수의 비율이 제2임계값보다 큰 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 과정을 포함할 수 있다. 이 과정(S550)은 각 이동 영역의 다른 바닥 재질 또는 청소 용이성 중 적어도 하나를 고려하여 영역마다 중요영역 가중치를 조정하는 과정을 포함할 수 있다. 이 밖에도 중요영역 가중치는 여러가지 요소를 고려하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 이동 영역별 통계치 산출 과정(S540)에서 이동 영역마다 장애물 발생 빈도를 산출하는 경우, 중요영역 가중치가 장애물 발생 빈도에 반비례하도록 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 즉, 청소기 이동시에 장애물을 자주 만나는 이동 영역에 대해서는 중요영역 가중치를 줄일 수 있다. 이를 통해 청소기의 고장이나 사람과의 충돌을 피할 수 있다.
또는, 사람이 실내에 있는지 여부에 따라 청소기를 부재중 모드 또는 재실 모드로 설정하도록 할 수 있는데, 청소기가 부재중 모드로 설정되었는지 여부에 따라 특정 영역에 대한 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 예를 들어, 부재중 모드인 경우, 거실에 대한 중요영역 가중치를 높일 수 있다. 반대로, 재실 모드인 경우, 과거 동작시에 사람과의 충돌이 적었던 영역에 대한 가중치를 높일 수 있다.
또는, 시간대별로 중요 영역이 달라지도록 가중치를 조절할 수도 있다. 예를 들어, 시간대별로 청소가 요구되는 영역에 대한 정보를 청소기에 미리 입력받은 경우, 청소기는 이러한 정보에 기반하여 현재 시간에 따라 중요영역 가중치를 조정할 수도 있다. 이에 따르면, 사용자의 조작 평소 청소기 조작 패턴에 따르되, 시간대에 따라 꼭 청소해야 하는 영역을 우선시하는 형태의 청소기 동작이 가능하다.
또는, 가중치가 높은 인접 영역이 많은 경우에 해당 영역에 대한 가중치를 높일 수도 있다. 이에 따르면, 짧은 이동거리를 가지는 이동 경로가 계획될 수 있으므로, 한번의 충전으로 로봇 청소기가 청소할 수 있는 영역이 많아지게 된다.
상술한 가중치 조정 방법들은 한가지 이상이 조합될 수도 있다. 가중치 조정 방법들이 조합되어 적용되는 경우, 각각의 가중치 조정 방법에 따른 가중치 계산은 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있다.
이후, 중요영역 가중치를 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정한다(S560).
영역별 우선 순위가 결정되면, 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획한다(S570).
마지막으로, 이동 경로의 계획이 전체적으로 또는 부분적으로 완료되면, 계획된 이동 경로에 따라 청소기를 이동시킨다(S580). 본 발명의 다른 실시 예에서는 이 과정(S580) 이후에 청소기가 계획된 이동 경로를 따라가는 정도 또는 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 중요영역 가중치를 재조정하는 과정을 수행 수도 있다.
본 발명은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 실시 예들에 따른 영역 기반의 청소기 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공할 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하는 단계;
    미리 설정된 시간 동안 상기 사용자 조작이 없는 경우, 상기 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출하는 단계;
    상기 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정하는 단계;
    상기 중요영역 가중치를 상기 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정하는 단계;
    상기 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획하는 단계; 및
    상기 계획된 이동 경로에 따라 상기 청소기를 이동시키는 단계
    를 포함하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    청소 횟수가 제1임계값보다 많은 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    나머지 다른 영역 대비 청소 횟수의 비율이 제2임계값보다 큰 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    각 이동 영역의 다른 바닥 재질 또는 청소 용이성 중 적어도 하나를 고려하여 영역마다 중요영역 가중치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    이동 영역마다 장애물 발생 빈도에 중요영역 가중치가 반비례하도록 상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    상기 청소기가 부재중 모드로 설정되었는지 여부에 따라 특정 영역에 대한 중요영역 가중치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계는
    시간대별로 청소가 요구되는 영역에 대해 미리 입력된 정보에 기반하여 현재 시간에 따라 상기 중요영역 가중치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 청소기를 이동시키는 단계는
    상기 청소기가 상기 계획된 이동 경로를 따라가는 정도 또는 상기 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 상기 중요영역 가중치를 재조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 영역별 통계치를 산출하는 단계는
    상기 통계 분석에 베이지안 통계 기법 또는 빈도수에 기반한 고전적 통계 기법 중 어느 하나를 적용하는 단계인 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 영역 정보를 생성하는 단계는
    상기 사용자 조작에 따른 제어 신호, 상기 청소기의 모터 동작에 대한 상기 청소기의 실제 이동 거리 비율, 상기 청소기에 내장된 적외선 센서를 이용하여 측정된 상기 청소기의 현재 위치 또는 상기 청소기에 내장된 GPS 안테나를 통해 측정된 상기 청소기의 현재 위치 중 어느 하나에 기반하여 상기 이동 영역 정보를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터 시스템에서 실행하기 위한 프로그램이 기록된, 컴퓨터 시스템이 판독할 수 있는 기록매체.
  12. 사용자 조작에 따른 청소기의 이동 영역을 확인하여 이동 영역 정보를 생성하고 저장하는 이동 영역 저장부;
    미리 설정된 시간 동안 상기 사용자 조작이 없는 경우, 상기 이동 영역 정보를 통계 분석하여 이동 영역별 통계치를 산출하는 영역 분석부;
    상기 이동 영역별 통계치에 기반하여 중요영역 가중치를 조정하는 중요도 계산부;
    상기 중요영역 가중치를 상기 이동 영역별 통계치에 적용하여 영역별 우선 순위를 결정하는 우선순위 산출부;
    상기 우선 순위에 기반하여 이동 경로를 계획하는 경로 계획부; 및
    상기 계획된 이동 경로에 따라 상기 청소기를 이동시키는 모터 제어부
    를 포함하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    청소 횟수가 제1임계값보다 많은 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    나머지 다른 영역 대비 청소 횟수의 비율이 제2임계값보다 큰 영역에 대한 중요영역 가중치를 줄이는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    각 이동 영역의 다른 바닥 재질 또는 청소 용이성 중 적어도 하나를 고려하여 영역마다 중요영역 가중치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    이동 영역마다 장애물 발생 빈도에 중요영역 가중치가 반비례하도록 상기 중요영역 가중치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    상기 청소기가 부재중 모드로 설정되었는지 여부에 따라 특정 영역에 대한 중요영역 가중치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    시간대별로 청소가 요구되는 영역에 대해 미리 입력된 정보에 기반하여 현재 시간에 따라 상기 중요영역 가중치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 중요도 계산부는
    상기 청소기가 상기 계획된 이동 경로를 따라가는 정도 또는 상기 계획된 이동 경로를 따른 이동에 실패했는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 상기 중요영역 가중치를 재조정하는 것을 특징으로 하는, 영역 기반의 청소기 제어 장치.
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