KR101613467B1 - 로봇 청소기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

로봇 청소기가 개시된다. 본 로봇 청소기는 본체, 본체에 구비되어 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부, 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재, 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출하는 발광부, 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성하는 촬영부 및 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 구동부를 제어하여 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 그의 제어 방법{A ROBOT CLEANER AND A METHOD FOR OPERATING IT}

본 발명은 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율적으로 주행하면서 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

산업 기술의 발달로 다양한 장치가 자동화되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피 청소면의 이물질을 닦아냄으로써 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로 활용되고 있다.

일반적으로, 이러한 로봇 청소기는 전기 등과 같은 동력원을 이용하여 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기를 포함할 수 있다.

이와 같은 진공 청소기를 포함하는 로봇 청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든때 등을 제거하지 못하는 한계가 있어, 최근에는 로봇 청소기에 걸레가 부착되어 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기가 대두되고 있다.

그러나, 일반적인 로봇 청소기를 이용한 습식 청소 방식은 기존의 진공 청소용 로봇 청소기의 하부에 걸레 등을 부착하는 단순한 방식에 불과하여 이물질 제거 효과가 낮고, 효율적인 습식 청소가 수행되지 못하는 단점이 있다.

특히, 일반적인 로봇 청소기의 습식 청소 방식의 경우 기존의 흡입식 진공 청소기용 이동 방식과 장애물에 대한 회피 방식 등을 그대로 이용하여 주행하므로 피청소면에 산재된 먼지 등은 제거하더라도 피청소면에 고착된 이물질 등을 쉽게 제거할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 부착 구조의 경우, 걸레면에 의해 지면과의 마찰력이 높아진 상태가 되어 바퀴가 이동하기 위한 별도의 추진력이 더 필요하게 되므로, 배터리 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 한 쌍의 회전 부재의 회전력 자체를 로봇 청소기의 이동력원으로 이용하고, 회전 부재에 습식 청소를 위한 클리너가 고정 가능하도록 함으로써, 습식 청소를 수행하며 주행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 피청소면에 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고 촬영 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는 본체, 상기 본체에 구비되어 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부, 상기 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재, 상기 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출하는 발광부, 상기 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 상기 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성하는 촬영부 및 상기 영상을 이용하여 상기 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

그리고, 상기 촬영부는, 렌즈부, 상기 청소 영역에 대한 광학 신호가 결상되는 촬상 영역을 포함하는 촬상 소자를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 촬상 영역 중 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역에서 상기 평면광의 검출 여부에 따라 상기 낙하 지점의 위치 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 제1 회전축에 대응되는 제1 구동부 및 상기 제2 회전축에 대응되는 제2 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 로봇 청소기의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는 경우, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 제1, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 특정 주행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계, 상기 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출하는 단계, 촬영부를 이용하여 상기 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 상기 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성하는 단계, 상기 영상을 이용하여 상기 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 촬영부는, 렌즈부, 상기 청소 영역에 대한 광학 신호가 결상되는 촬상 영역을 포함하는 촬상 소자를 포함하고, 상기 판단하는 단계는, 상기 촬상 영역 중 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역에서 상기 평면광의 검출 여부에 따라 상기 낙하 지점의 위치 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 로봇 청소기를 특정 주행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계는, 상기 제1 회전축에 대응되는 제1 구동부 및 상기 제2 회전축에 대응되는 제2 구동부 중 적어도 하나를 구동시키는 단계를 포함하고, 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는, 상기 로봇 청소기의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는 경우, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다.

그리고, 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 습식 청소를 수행하면서 주행할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용함으로써 배터리 효율을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재 각각의 회전 운동에 의해 각각 회전 운동하는 제1 클리너 및 제2 클리너와 피청소면의 마찰을 통해 피청소면에 고착된 이물질 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 촬영 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 제1, 제2 회전 부재의 회전을 제어하여 낙하 지점을 회피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 분해 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 저면도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 정면도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부의 평면광 방출 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙하 지점 감지부를 수평면에 수직인 Z 평면을 기준으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙하 지점 감지부의 배치를 나타내는 평면도 이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 낙하 지점 회피 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기의 낙하 지점 회피 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구조를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 분해 사시도 이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 저면도 이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 정면도 이며, 도 4는 도 3에 따른 정면도에 대응되는 단면도 이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 구조적으로 로봇 청소기(100)의 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10)의 외측 둘레에 형성되어 외부 충격으로부터 본체(10)를 보호하는 범퍼(20), 범퍼(20)에 가해지는 외부 충격을 감지하는 외부 충격 감지부(130), 본체(10)에 설치되어 로봇 청소기(100)를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 구동부(150), 상기 구동부(150)에 결합되어 회전 운동하는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120)와, 본체(10)의 내부 설치된 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한, 로봇 청소기(100)는 습식 청소를 위한 클리너(210,220)를 이용하여 습식 청소를 수행하며 주행할 수 있다. 여기서, 습식 청소는 클리너(210,220)를 이용하여 피청소면을 닦는 청소를 의미할 수 있고, 예를 들어, 마른 걸레 등을 이용한 청소, 액체에 젖은 걸레 등을 이용한 청소를 모두 포함할 수 있다.

구동부(150)는 본체(10)의 내부에 설치되어 제1 회전 부재(110)와 결합하는 제1 구동부(151), 본체(10)의 내부에 설치되어 제2 회전 부재(120)와 결합하는 제1 구동부(152)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(150)는 모터, 기어 어셈블리 등을 포함하여 구현될 수 있다.

제1 회전 부재(110)는 제1 구동부(151)에 결합되어 제1 구동부(151)에 의한 동력을 전달하고, 상기 동력에 의한 제1 회전 축(310)을 중심으로 회전 운동하는 제1 전달 부재(111)를 포함할 수 있다. 또한, 습식 청소를 위한 제1 클리너(210)가 고정 가능한 제1 고정 부재(112)를 포함할 수 있다.

그리고, 제2 회전 부재(120)는 제2 구동부(152)에 결합되어 제2 구동부(152)에 의한 동력을 전달하고, 상기 동력에 의한 제2 회전 축(320)을 중심으로 회전 운동하는 제2 전달 부재(121)를 포함할 수 있다. 또한, 습식 청소를 위한 제2 클리너(220)가 고정 가능한 제2 고정 부재(122)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 전달 부재(111) 및 제2 전달 부재(112)의 하단 영역은 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되도록 구현될 수 있다. 또는 제1 전달 부재(111) 및 제2 전달 부재(112)는 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되지 않도록 구현될 수 있다.

또한, 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)는 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되도록, 예를 들어, 바닥면 방향으로 돌출되도록 구현될 수 있으며, 습식 청소를 위한 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)가 고정될 수 있도록 형성될 수 있다.

제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)는 회전 운동을 통해 바닥면의 고착된 이물질을 제거할 수 있도록, 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같이, 다양한 피청소면을 닦을 수 있는 천과 같은 섬유재료로 구성될 수 있다. 또한, 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)의 형태는 도 1과 같이 원형일 수 있으나, 형태에 제한없이 다양한 형태로 구현될 수 있다.

그리고, 제1, 제2 클리너(210, 220)의 고정은 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)에 덮어씌우는 방법이나, 별도의 부착 수단을 이용하는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)는 벨크로 테이프 등으로 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)에 부착되어 고정될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 운동에 의해 제1 클리너(210)와 제2 클리너(220)가 회전함에 따라 피청소면과의 마찰을 통해 바닥에 고착된 이물질 등을 제거할 수 있다. 또한, 피청소면과의 마찰력이 생성되면 그 마찰력은 로봇 청소기(100)의 이동력원으로 이용될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 회전함에 따라 피청소면과의 마찰력이 각각 발생하고, 그 합력이 작용하는 크기 및 방향에 따라, 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향이 조정될 수 있다.

특히, 도면 3 내지 4를 참조하면, 상기 한 쌍의 구동부(151,152)의 동력에 의한 제1, 제2 회전 부재(110,120) 각각의 제1 회전축(310), 제2 회전축(320)은 로봇 청소기(100)의 수직 방향 축에 대응되는 중심축(300)에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어질 수 있다. 이 경우, 제1, 제2 회전 부재(110,120)는 중심축을 기준으로 외측으로 하향 경사질 수 있다. 즉, 제1, 제2 회전 부재(110,120)의 영역 중 중심축(300)으로부터 멀리 위치한 영역은 중심축(300)으로부터 가까이 위치한 영역 보다 피청소면에 강하게 밀착할 수 있다.

여기서, 중심축(300)은 로봇 청소기(100)의 피청소면에 대한 수직 방향축을 의미할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)가 청소 작업 중에 X, Y 축에 의하여 형성되는 X-Y 평면을 주행하여 청소한다고 가정할 때, 중심축(300)은 로봇 청소기(100)의 피청소면에 대한 수직 방향 축인 Z축을 의미할 수 있다.

한편, 상기 소정 각도는, 중심축(300)에 대하여 제1 회전축(310)이 기울어진 각도에 대응되는 제1 각도(a 도) 및 상기 중심축(300)에 대하여 상기 제2 회전축(320)이 기울어진 각도에 대응되는 제2 각도(b 도)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 각도 및 제2 각도는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

또한, 제1 각도 및 제2 각도 각각은, 바람직하게는, 1도 이상 3도 이하의 각도 범위 내의 각도일 수 있다. 여기서, 상술한 각도 범위는, 하기의 표 1로 알 수 있듯이, 로봇 청소기(100)의 습식 청소 능력, 주행 속도, 주행 성능을 최적으로 유지할 수 있는 범위일 수 있다.

기울어진 각도	청소 능력(3점 기준)	주행 속도(3점 기준)
1도 미만	클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3)	매우 느림(0)
1도	클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3)	느림(1)
1.85도	클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(2)	보통(2)
3도	클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(1)	빠름(3)
3도 초과	클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 대다수 영역을 제외하고 청소 가능(0)	빠름(3)

즉, 상술한 표 1을 참조하면, 로봇 청소기(100)의 한 쌍의 회전축(310,320)이 중심축(300)에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어진 구조를 갖는 바, 로봇 청소기(100)의 주행 속도 및 청소 능력을 조절할 수 있다. 특히, 상기 소정 각도를, 1도 이상 3도 이하의 범위로 유지하여, 로봇 청소기의 습식 청소 능력 및 주행 속도를 최적으로 유지할 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예는 상술한 각도 범위에 한정되는 것은 아닐 수 있다.

한편, 소정 각도에 따라 한 쌍의 회전 부재(110, 120)가 회전하는 경우 피청소면과의 사이에서 발생되는 상대 마찰력은 본체(10) 중심보다 외곽에서 크게 발생할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)의 회전을 각각 제어함에 따라 발생되는 상대 마찰력에 의해 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어가 이루어 질 수 있다. 이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따르면 이와 같은 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어에 대하여는 후술하기로 한다.

한편, 상술한 동작에 의하여 로봇 청소기(100)가 주행하는 경우, 로봇 청소기(100)는 피청소면에 존재하는 다양한 장애물과 충돌할 수 있다. 여기서, 장애물은 문턱, 카페트 등과 같은 낮은 장애물, 소파나 침대 등과 같이 일정 높이 위에 떠있는 장애물, 벽 등과 같이 높은 장애물 등과 같이 로봇 청소기(100)의 청소 주행을 방해하는 다양한 장애물을 포함할 수 있다.

이 경우, 로봇 청소기(100) 본체(10)의 외측 둘레에 형성된 범퍼(20)는 장애물과의 충돌에 따른 외부 충격으로부터 본체(10)를 보호함과 동시에, 외부 충격을 흡수할 수 있다. 그리고, 본체(10)의 내부에 설치된 외부 충격 감지부(130)는 범퍼(10)에 가해지는 충격을 감지할 수 있다.

범퍼(20)는 본체(10)의 제1 외측 둘레에 형성된 제1 범퍼(21) 및 제1 범퍼(21)와 별도로 본체(10)의 제2 외측 둘레에 형성된 제2 범퍼(22)를 포함할 수 있다. 여기서, 범퍼(20)는 로봇 청소기(10)의 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 각각 좌측 및 우측 둘레에 형성될 수 있다. 일 예로, 도 1 내지 4를 참조하면, 제1 범퍼(21)는 로봇 청소기(10)의 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 좌측 둘레에 형성될 수 있고, 제2 범퍼(22)는 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 우측 둘레에 형성될 수 있다.

여기서, 제1 범퍼(21)와 제2 범퍼(22)는 물리적으로 별개의 서로 다른 범퍼로 구현될 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기의 범퍼들은 서로 별개로 작동할 수 있다. 즉, 로봇 청소기(100)의 주행 중 제1 범퍼(21)가 장애물과 충돌하는 경우, 제1 범퍼(21)는 외부 충격을 흡수하고 흡수된 외부 충격을 제1 범퍼(21)에 대응 설치된 제1 감지부(131)에 전달할 수 있다. 다만, 제2 범퍼(22)는 제1 범퍼(21)와 물리적으로 별개의 범퍼로 구현되는 바, 상기 충돌에 영향을 받지 않고, 제2 범퍼(22)에 대응 설치된 제2 감지부(132)는 외부 충격을 전달받지 않을 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 범퍼(20)의 상부 끝단 및 하부 끝단의 높이는 소정 조건에 부합하도록 형성함으로써, 로봇 청소기(100)는 주행 중 맞닥뜨리게 되는 다양한 장애물을 감지할 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 하부 끝단은 피청소면에 최대한 근접하도록 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 하부 끝단과 피청소면과의 거리는 클리너(210,220)의 두께와 동일하거나 클리너(210,220)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)는 얕은 문턱, 카페트 등과 같이 낮은 장애물에도 충돌하게 되어, 로봇 청소기(100)는 낮은 장애물을 감지 및 회피할 수 있다.

또한, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 상부 끝단은 장애물이 범퍼(21,22)에는 충돌하지 않은 상태에서 본체(10)에만 걸리게 되는 경우를 방지하도록 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 상부 끝단의 높이는 본체(10)의 높이와 동일하거나 본체(10)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)는 소파나 침대 등과 같이 일정 높이 위에 떠 있는 장애물에도 충돌하게 되어, 범퍼(21,22)에는 충돌하지 않은 상태에서 본체(10)에만 걸리게 되는 경우를 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)는 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되도록 가이드하는 가이드부(113,123)를 구비할 수 있다.

만약, 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되지 않으면, 제1 회전 부재(112), 제2 회전 부재(122)의 회전에 따라 클리너(210,220)와 피청소면이 닿는 부분이 달라지게 되고, 이는 한쌍의 클리너(210,220)에 대하여 불균형 상태를 만들게 된다. 이 경우, 로봇 청소기(100)는 원하는 주행을 수행하지 못할 수 있다. 예를 들어, 직진 주행 모드의 로봇 청소기(100)는 직진 주행을 수행하지 못하고, 곡선으로 휘어져서 주행하는 상황이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 회전 부재(112), 제2 회전 부재(122) 각각에서 클리너(210,220)가 고정되는 하부면은, 하부면의 테두리를 따라 피청소면을 향하여 돌출 형성되어 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되도록 가이드하는 가이드부(113,123)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 사용자는 클리너(210,220)를 최적의 위치에 고정시킬 수 있다.

한편, 외부 충격 감지부(130)는 범퍼(10)에 가해진 외부 충격을 감지할 수 있다. 여기서, 외부 충격 감지부(130)는 복수의 범퍼 각각에 대응대는 위치에 설치된 복수의 외부 충격 감지부를 포함할 수 있다. 일 예로, 두 개의 범퍼(21,22)로 구현되는 경우, 외부 충격 감지부(130)는 제1 범퍼(21)에 대응 설치된 적어도 하나의 제1 감지부(131) 및 제2 범퍼(22)에 대응 설치된 적어도 하나의 제2 감지부(132)를 포함할 수 있고, 접촉 센서, 광센서 등으로 구현될 수 있다. 이러한, 외부 충격 감지부(130)는 감지 결과를 제어부(170)에 전송할 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 외부 충격 감지부(130)의 감지 결과를 이용하여 범퍼(20) 영역 중 장애물과 충돌이 발생한 충돌 위치를 결정하고, 이를 기초로 장애물을 회피하도록 제1 구동부(151), 제2 구동부(152)를 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는, 감지부(130), 통신부(140), 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 구동시키기 위한 구동부(150), 저장부(160), 제어부(170), 입력부(180), 출력부(185) 및 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

감지부(130)는 로봇 청소기(100)의 동작에 필요한 다양한 정보를 감지하고, 감지 신호를 제어부(170)에 전송할 수 있다. 여기서, 감지부(130)는 외부 충격 감지부(131), 낙하 지점 감지부(133), 청소 상태 감지부(135), 주행 상태 감지부(137) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외부 충격 감지부(131)는 앞서 설명한 바와 같이, 범퍼(20)에 가해진 외부 충격을 감지하고, 감지 결과를 제어부(170)에 전송할 수 있다. 이러한, 외부 충격 감지부(130)는 접촉 센서, 광센서 등으로 구현될 수 있다.

청소 상태 감지부(135)는 피청소면의 청소 상태를 감지하고, 감지 결과를 제어부(170)에 전송할 수 있다. 이러한, 청소 상태 감지부(135)는 피청소면의 먼지양을 감지하는 먼제 센서로 구현될 수 있다.

주행 상태 감지부(137)는 로봇 청소기(100)의 주행 거리, 주행 속도, 주행 가속도 등과 같은 주행 상태를 감지하고, 감지 결과를 제어부(170)에 전송할 수 있다. 여기서, 주행 상태 센서(1370)는 가속도 센서로 구현될 수 있다.

낙하 지점 감지부(133)는 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는지 여부를 판단하기 위한 정보를 생성하여 제어부(170)에 전송할 수 있다. 이러한, 낙하 지점 감지부(133)는 발광부(133-1) 및 촬영부(133-3)을 포함할 수 있다.

발광부(133-1)는 광원에서 방출된 광을 평면광으로 확산시켜 방출할 수 있다. 이러한, 발광부(133-1)는 광원, 광원 구동부, 확산부, 슬릿을 포함할 수 있다.

여기서, 광원은 광을 방출하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어 레이저 다이오드(LD), LED 등 일 수 있다. 광은 적외선, 가시광선 등을 포함할 수 있다. 또한, 광원는 한 방향으로 진행하는 빔 형태의 광을 발생시킬 수 있다.

또한, 광원 구동부는 제어부(170)의 제어에 따라 광원을 구동시킬 수 있다. 일 예로, 광원 구동부는 제어부(170)의 제어에 따라 로봇 청소기(100)의 전원 온(ON) 상태에서만 광원을 구동시킬 수 있다.

또한, 확산부는 광원에서 방출된 광을 평면광으로 확산시켜 방출할 수 있다. 구체적으로, 확산부는 광원에서 방출된 광을 미러를 통하여 반사시키거나 렌즈를 통하여 굴절시킴으로써 평면광을 생성하여 방출할 수 있다. 여기서, 확산부는, 광원에서 방출된 광이 넓게 확산되도록, 광을 반사하는 원뿔 형태를 갖는 미러를 이용하거나 광을 굴절시키는 광각 렌즈를 이용하여 구현될 수 있다.

또한, 슬릿은 상하로 좁은 틈이 형성되어 평면광을 얇은 두께로 방출하도록 할 수 있다.

한편, 촬영부(133-3)는 렌즈부, 촬상 소자, 아날로그 신호 처리부를 포함할 수 있다.

렌즈부는 촬상 소자의 촬상 영역에 광학 신호를 결상할 수 있다. 여기서 렌즈부는 초점 거리(focal length)에 따라 화각이 좁아지거나 또는 넓어지도록 제어하는 줌 렌즈 및 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈 등을 포함하며, 줌 렌즈 및 포커스 렌즈는 각각 하나의 렌즈로 구성될 수도 있지만, 복수의 렌즈들의 군집으로 이루어질 수도 있다.

촬상 소자는 렌즈부를 투과하여 촬상 영역에 결상된 광학 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 촬상 소자는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device), CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor) 또는 고속 이미지 센서 등을 사용할 수 있다.

아날로그 신호 처리부는 촬상 소자로부터 공급된 아날로그 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행하여 영상을 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영부(133-3)는 조리개, 렌즈부 구동부, 조리개 구동부, 셔터를 포함할 수 있다. 여기서, 조리개는 그 개폐 정도를 조절하여 입사광의 광량을 조절할 수 있다. 또한, 렌즈부 구동부는 렌즈의 위치를 조절하여 초점 거리를 조절하고, 오토 포커싱, 줌 변경, 초점 변경들의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 조리개 구동부는 조리개의 개폐 정도를 조절하고, 특히 넘버 또는 조리개 값을 조절하여 오토 포커스, 자동 노출 보정, 초점 변경, 피사계 심도 조절 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 셔터는 촬상 소자의 노광 시간을 조절할 수 있고, 조리개를 이동하여 빛의 입사를 조절하는 기계식 셔터와, 촬상 소자에 전기 신호를 공급하여 노광을 제어하는 전자식 셔터로 구현될 수 있다.

이러한, 발광부(133-1)는 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출할 수 있고, 촬영부(133-3)는 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 촬영 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 구동부를 제어하여 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다. 이러한, 제어부(170)의 낙하 지점 판단 및 회피 제어에 대해서는 도 8 내지 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

한편, 통신부(140)는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.

로봇 청소기(100)는 이와 같은 통신부(140)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇 청소기(100)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇 청소기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.

구동부(150)는 제어부(170)의 제어에 따라 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 회전 운동시키기 동력을 공급할 수 있다. 여기서, 구동부(150)는 제1 구동부(151) 및 제2 구동부(152)를 포함할 수 있으며, 모터 및/또는 기어 어셈블리를 포함하여 구현될 수 있다.

한편, 저장부(160)는 제어부(170)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

입력부(180)는 로봇 청소기(100)를 조작하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 특히, 입력부(180)는 로봇 청소기(100)의 동작 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.

여기서, 입력부(180)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

출력부(185)는 시각, 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이부, 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부는 로봇 청소기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 로봇 청소기가 청소 중인 경우 청소 모드와 관련된 청소 시간, 청소 방법, 청소 영역 등을 표시하는 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.

전원 공급부(190)는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급한다. 구체적으로 전원 공급부(190)는 로봇 청소기(100)의 구성하는 각 기능부들에 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 전류를 공급받아 충전될 수 있다. 여기서, 전원 공급부(190)는 충전 가능한 배터리로 구현될 수 있다.

제어부(170)는 통상적으로 로봇 청소기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기(100)가 특정 진행 방향으로 주행하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.

일 예로, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전하게 된다면, 로봇 청소기(100)는 제자리에서 회전하는 운동을 수행할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 회전하는 속도에 따라 제자리에서 회전할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전하게 되면, 로봇 청소기(100)의 본체(10) 중심을 기준으로 각각 상대적으로 반대편에 위치한 일단 및 타단이, 피청소면에 대하여 이동하는 방향이 서로 반대되게 된다. 즉, 제1 회전 부재(110)의 회전에 의해 피청소면에 대하여 로봇 청소기(100)의 제1 회전 부재(110) 반대편에 위치한 일단이 이동하는 방향과, 제2 회전 부재(120)의 회전에 의해 피청소면에 대하여 로봇 청소기(100)의 제2 회전 부재(120) 반대편에 위치한 타단이 이동하는 방향은 서로 반대되게 된다.

따라서, 로봇 청소기(100)에 작용하는 마찰력의 합력은 서로 반대 방향이 되면서 로봇 청소기(100)에 대한 회전력으로 작용할 수 있다.

다른 예로, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 상이한 방향 및 동일한 속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)의 몸체(10)를 기준으로 제1 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 일단이 이동하는 방향은 제2 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 타단이 이동하는 방향과 동일할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 특정 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 도 6 내지 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 직진 주행을 구현하기 위한 회전 제어 테이블을 나타낸다. 제어부(170)는 저장부(160)에 저장된 회전 제어 테이블 값에 기반하여 구동부(150)를 제어함으로써, 각 회전 부재(110, 120)의 회전 제어를 수행할 수 있다. 회전 제어 테이블은 이동 모드 별로 각 회전 부재(110, 120)에 할당되는 방향값, 속도값 및 시간값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 회전 부재(110)의 회전 방향과 제2 회전 부재(120)의 회전 방향은 상이할 수 있다. 또한, 각 회전 부재(110, 120)의 회전 속도 및 시간은 동일한 값을 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 회전 부재의 회전 방향은 로봇 청소기(100)를 상단에서 내려본 방향을 기준으로 설명될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 로봇 청소기(100)를 진행 방향(300)을 12시로 하여 상단에서 내려본 상태에서 반시계 방향으로 회전시키는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제2 방향은 제1 방향과 상이한 방향으로서, 진행 방향(300)을 12시로 하여 시계 방향으로 회전시키는 방향을 의미할 수 있다.

이 경우, 로봇 청소기(100)는 도 7과 같인 직진 주행을 수행할 수 있다. 도 7를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110)를 제1 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 회전시킴으로써, 마찰력에 따른 상대적인 이동력을 발생시키고, 주행 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.

한편, 상술한 도 1 내지 7에서 회전축(310,320)의 기울어진 방향은 일 예시 일 뿐, 구현 예에 따라서는 다른 방향으로 기울어져 구현될 수 있다. 일 예로, 제1, 제2 회전 부재(110,120) 각각의 제1 회전축(310), 제2 회전축(320)은 로봇 청소기(100)의 수직 방향 축에 대응되는 중심축(300)에 대하여 도 3 내지 4의 경우와 반대로 각도로 기울어질 수 있다. 이 경우, 제1, 제2 회전 부재(110,120)는 중심축(300)을 기준으로 외측으로 상향 경사질 수 있다. 즉, 제1, 제2 회전 부재(110,120)의 영역 중 중심축(300)으로부터 가까이 위치한 영역은 중심축(300)으로부터 멀리 위치한 영역 보다 피청소면에 강하게 밀착할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)가 회전하는 경우 피청소면과의 사이에서 발생되는 상대 마찰력은 외곽보다 본체(10) 중심에서 크게 발생할 수 있다.

따라서, 도 1 내지 7의 경우와는 반대로 한 쌍의 회전 부재(110, 120)의 회전을 각각 제어함으로써 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어가 이루어 질 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110)를 제2 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제2 방향과 상이한 제1 방향으로 회전시킴으로써, 마찰력에 따른 상대적인 이동력을 발생시키고, 진행 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.

한편, 제어부(170)는 촬영부(133-3)의 촬영 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 구동부(150)를 제어하여 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어할 수 있다.

또는, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

이에 대해서는 도 8 내지 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광부의 평면광 방출 동작을 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 로봇 청소기(100)의 발광부(133-1)는 광원에서 방출된 광을 미러를 통하여 반사시키거나 렌즈를 통하여 굴절시킴으로써 부채꼴 형태의 평면광(800)을 생성하고, 생성된 평면광(800)을 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 방출할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면에는 평면광(800)이 조사될 수 있다.

다만, 상술한 발광부(133-1)의 평면광 생성 동작은 본 발명의 일 예일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 구현 예에 따라서는, 발광부(133-1)는 로봇 청소기(100) 본체의 전방에 조밀하게 설치된 복수의 광원을 포함할 수 있고, 이 경우, 복수의 광원이 방출하는 빔 형태의 광을 서로 중첩시켜 평면광이 형성되도록 할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙하 지점 감지부를 수평면에 수직인 Z 평면을 기준으로 나타내는 도면이다. 도 9(a), (b)를 참조하면, 낙하 지점 감지부(133)는 발광부(133-1), 촬영부(133-3)를 포함할 수 있다. 여기서, 촬영부(133-3)가 설치된 높이는 발광부(133-1)가 설치된 높이보다 높을 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐, 발광부(133-1)와 촬영부(133-3)는 동일 높이에 설치될 수 있고, 또는 촬영부(133-3)는 발광부(133-1) 보다 아래에 설치될 수 있다.

이러한, 로봇 청소기(100)는 청소 주행에 따라 낙하 지점(901)에 점점 근접할 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 촬영부(133-3)의 촬영 영상을 이용하여 피청소면에 낙하 지점(901)이 위치하는지 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로 도 9(a)를 참조하면, 로봇 청소기(100)의 발광부(133-1)는 피청소면을 향하여 평면광(800)을 방출하고, 촬영부(133-3)는 방출된 평면광(800)을 포함하는 청소 영역을 촬영하고 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성할 수 있다. 만약, 도 9(a)와 같이, 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)로부터 소정 거리 범위 밖에 위치하는 경우, 촬상 소자(901)의 촬상 영역에 결상된 광학 신호는 도 9(c)와 같이 평면광(800)에 대응되는 광학 신호(801)를 포함할 수 있다.

이 경우, 제어부(170)의 이미지 처리 과정에 따라 촬영 영상에서 평면광 영역이 검출될 수 있고, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 현재 위치로부터 소정 거리 이내에 낙하 지점(901)이 위치하지 않는다고 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)을 향하여 청소 주행하도록 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

다만, 도 9(b)와 같이, 로봇 청소기(100)의 청소 주행에 따라 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우, 촬상 소자(901)의 촬상 영역에 결상된 광학 신호는 도 9(d)와 같이 평면광(800)에 대응되는 광학 신호를 포함하지 않을 수 있다.

이 경우, 제어부(170)의 이미지 처리 과정에 따라 촬영 영상에서 평면광 영역이 검출되지 않을 수 있고, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 현재 위치로부터 소정 거리 이내에 낙하 지점(901)이 위치한다고 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)을 회피하도록 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

한편, 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)에 비스듬히 진입하는 경우(예를 들어, 직진 주행 모드로 주행 중인 로봇 청소기(100)의 주행 방향과 낙하 지점(901)의 연장선이 수직이 아닌 경우), 촬영 영상에서 평면광 영역의 일부(예를 들어, 낙하 지점 아래의 피청소면에 방출된 평면광)가 검출되지 않을 수 있다. 이 경우에도, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 현재 위치로부터 소정 거리 이내에 낙하 지점(901)이 위치한다고 판단할 수 있다.

한편, 제어부(170)는 이미지 처리 과정에서 데이터 처리 속도를 향상시키기 위하여 촬상 소자(901)의 촬상 영역 중 기준 영역(902)을 설정하고, 기준 영역(902)에서 평면광(800)의 검출 여부에 따라 낙하 지점의 위치 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발광부(133-1) 및 촬영부(133-3)가 각각 로봇 청소기(100)에서 고정 설치된 경우, 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)으로부터 소정 거리 밖에 위치하면 평면광에 대응되는 광학 신호는 항상 기준 영역(902) 내에 결상될 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 기준 영역(902)에 대응되는 촬영 영상에서 평면광 영역의 검출 동작을 수행함으로써 데이터 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 기준 영역을 구분하는 기준선(904)의 위치는 발광부(133-1) 및 촬영부(133-3)의 중심선이 향하는 방향에 따라 달라질 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙하 지점 감지부의 배치를 나타내는 평면도 이다. 도 10을 참조하면, 낙하 지점 감지부(133)는 로봇 청소기(100)의 본체(10)의 정면 및 배면에 모두 설치될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 정면과 배면이 대칭된 구조로, 기준 방향 설정에 따라 정면이 배면이 될 수 있고, 또는 반대로 배면이 정면이 될 수도 있다. 따라서, 정면 및 배면 모두에 낙하 지점 감지부(133)를 설치함으로써 로봇 청소기(100)의 안정된 주행을 도모할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 낙하 지점 회피 방법을 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)을 따라 주행하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 로봇 청소기(100)의 청소 주행에 따라 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우(S101), 제어부(170)는 낙하 지점을 따라 주행하는 모드를 개시하도록 제어할 수 있다.

낙하 지점을 따라 주행하는 모드가 개시되면, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)과 평행 배치(S102)되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 정면이 낙하 지점(901)을 향하도록 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 낙하 지점을 따라 주행하는 모드의 주행 방향(1100)을 결정할 수 있다. 여기서, 주행 방향(1100)은 낙하 지점(901)에 평행한 양 방향 중 어느 하나의 방향으로 결정될 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 주행 방향(1100)에 따라 로봇 청소기(100)의 회전 부재(110,120)의 회전 방향을 결정할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 주행 방향(1100)으로 주행하기 위한 제1 회전부재(110), 제2 회전 부재(120)의 회전 방향은 시계 방향, 즉 제2 방향으로 결정될 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)를 선택하여 다른 제2 회전부재(120)보다 높은 속도로 상기 회전 방향으로 회전하도록 제어함으로써, 로봇 청소기(100)가 회전 주행하여 배면이 낙하 지점(901)을 향하도록 제어할 수 있다(S103).

이 후, 제어부(170)는 제2 회전 부재(120)를 선택하여 다른 제1 회전부재(110)보다 높은 속도로 상기 회전 방향으로 회전하도록 제어함으로써, 로봇 청소기(100)가 회전 주행하여 정면이 다시 낙하 지점(901)을 향하도록 제어할 수 있다(S104).

이와 같이, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 로봇 청소기(100)는 낙하 지점을 따라 주행하며 습식 청소를 수행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 낙하 지점 회피 방법을 나타내는 도면이다.

구체적으로, 로봇 청소기(100)의 청소 주행에 따라 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우(S201), 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 낙하 지점(901)이 위치하고 있다고 판단하고, 낙하 지점을 따라 주행하는 모드를 개시하도록 제어할 수 있다.

낙하 지점을 따라 주행하는 모드가 개시되면, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)에 대응되는 연장선과 수직 배치(S202)되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 측면이 낙하 지점(901)을 향하도록 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 낙하 지점을 따라 주행하는 모드의 주행 방향(1200)을 결정할 수 있다. 여기서, 주행 방향(1200)은 낙하 지점(901)에 평행한 양 방향 중 어느 하나의 방향으로 결정될 수 있다.

그리고, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)를 제1 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 회전시키도록 제어함으로써, 주행 방향(1200)으로 직진 주행을 수행하도록 제어할 수 있다(S203).

이에 따라, 로봇 청소기(100)는 낙하 지점을 따라 주행하며 습식 청소를 수행할 수 있다.

한편, 상술한 예시와 달리, 로봇 청소기(100)의 청소 주행에 따라 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우, 제어부(170)는 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하는 모드를 개시하도록 제어할 수 있다.

여기서, 낙하 지점의 반대 방향은, 낙하 지점을 회피하는 모든 방향 중 낙하 지점을 따라 주행하는 방향(1100,1200)을 제외한 모든 방향을 포함할 수 있다.

낙하 지점의 반대 방향으로 주행하는 모드가 개시되면, 제어부(170)는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)에 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

일 예로, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 방향을 반대로 설정하여, 로봇 청소기(100)가 낙하 지점(901)에 근접하기 전의 주행 방향과 정반대의 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 로봇 청소기(100)는 낙하 지점을 회피하며 습식 청소를 수행할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다. 도 13을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 제1, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 로봇 청소기(100)를 특정 주행 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다(S301). 여기서, 제어하는 단계는 제1 회전축에 대응되는 제1 구동부 및 제2 회전축에 대응되는 제2 구동부 중 적어도 하나를 구동시키는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 로봇 청소기(100)는 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출할 수 있다(S302).

그리고, 로봇 청소기(100)는 촬영부를 이용하여 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성할 수 있다(S303).

여기서 촬영부는 렌즈부, 청소 영역에 대한 광학 신호가 결상되는 촬상 영역을 포함하는 촬상 소자를 포함할 수 있다.

그리고, 로봇 청소기(100)는 영상을 이용하여 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단할 수 있다(S304). 여기서, 판단하는 단계는, 촬상 영역 중 기준 영역을 설정하고, 기준 영역에서 평면광의 검출 여부에 따라 낙하 지점의 위치 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 로봇 청소기(100)는 판단 결과에 따라 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부를 제어하여 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다(S305). 여기서, 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는 로봇 청소기의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는 경우, 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 낙하 지점을 회피하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기가 상기 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어할 수 있다.

또는, 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기가 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 로봇 청소기 10: 본체
20 : 범퍼 110: 제1 회전 부재
120: 제2 회전 부재 130: 감지부
140: 통신부 150: 구동부
160: 저장부 170: 제어부
180: 입력부 185: 출력부
190 : 전원 공급부

Claims (10)

1. 로봇 청소기에 있어서,
   본체;
   상기 본체에 구비되어 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부;
   상기 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재;
   상기 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출하는 발광부;
   상기 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 상기 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성하는 촬영부; 및
   상기 영상을 이용하여 상기 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우, 상기 낙하 지점을 따라 주행하는 모드를 개시하고,
   상기 낙하 지점을 따라 주행하는 모드가 개시되면, 상기 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촬영부는,
   렌즈부;
   상기 청소 영역에 대한 광학 신호가 결상되는 촬상 영역을 포함하는 촬상 소자;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 촬상 영역 중 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역에서 상기 평면광의 검출 여부에 따라 상기 낙하 지점의 위치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 제1 회전축에 대응되는 제1 구동부 및 상기 제2 회전축에 대응되는 제2 구동부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 로봇 청소기의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는 경우, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
6. 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
   제1, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 특정 주행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계;
   상기 로봇 청소기의 주행 방향에 위치한 피청소면을 향하여 평면광을 방출하는 단계;
   촬영부를 이용하여 상기 방출된 평면광을 포함하는 청소 영역을 촬영하고, 상기 촬영된 청소 영역에 대응되는 영상을 생성하는 단계;
   상기 영상을 이용하여 상기 청소 영역에 낙하 지점의 위치 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과에 따라 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계;를 포함하고,
   상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는,
   상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점으로부터 소정 거리 내에 위치하는 경우, 상기 낙하 지점을 따라 주행하는 모드를 개시하는 단계; 및
   상기 낙하 지점을 따라 주행하는 모드가 개시되면, 상기 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점을 따라 주행하도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 촬영부는,
   렌즈부;
   상기 청소 영역에 대한 광학 신호가 결상되는 촬상 영역을 포함하는 촬상 소자;를 포함하고,
   상기 판단하는 단계는,
   상기 촬상 영역 중 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역에서 상기 평면광의 검출 여부에 따라 상기 낙하 지점의 위치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 로봇 청소기를 특정 주행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계는,
   상기 제1 회전축에 대응되는 제1 구동부 및 상기 제2 회전축에 대응되는 제2 구동부 중 적어도 하나를 구동시키는 단계;를 포함하고,
   상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는,
   상기 로봇 청소기의 주행 방향에 낙하 지점이 위치하는 경우, 상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 낙하 지점을 회피하도록 제어하는 단계는,
    상기 제1, 제2 구동부 중 적어도 하나의 회전 방향, 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 낙하 지점의 반대 방향으로 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.

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