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KR102586010B1 - 청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기 - Google Patents

청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기 Download PDF

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KR102586010B1
KR102586010B1 KR1020227020984A KR20227020984A KR102586010B1 KR 102586010 B1 KR102586010 B1 KR 102586010B1 KR 1020227020984 A KR1020227020984 A KR 1020227020984A KR 20227020984 A KR20227020984 A KR 20227020984A KR 102586010 B1 KR102586010 B1 KR 102586010B1
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cleaning robot
infrared
remote controller
cleaning
infrared rays
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소제윤
김진희
이원민
정광진
최상화
김신
윤상식
이병인
정현수
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Abstract

본체를 이동시키는 주행기, 사용자의 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 출력하고, 광 스팟을 형성하는 원격 제어기, 상기 원격 제어기로부터 적외선을 수신하는 광 수신기, 상기 제어 명령에 따라 변조된 적외선이 수신되면, 상기 본체가 상기 광 스팟을 추종하도록 상기 주행기를 제어하는 제어기를 포함하는 청소 로봇은 원격 제어기가 가리키는 위치를 추종하므로 사용자가 편리하게 청소 로봇을 이동시킬 수 있다.

Description

청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기{CLEANING ROBOT AND REMOTE CONTROLLER THEREIN}
개시된 발명은 청소 로봇 및 청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 원격 제어기가 가리키는 위치로 이동하는 청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기에 관한 발명이다.
청소 로봇은 사용자의 조작 없이 청소 공간을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 장치이다. 즉, 청소 로봇은 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소한다.
종래 청소 로봇은 사용자가 청소 공간 가운데 특정 위치를 먼저 청소하기를 원하는 경우 사용자가 직접 청소 로봇의 위치를 확인하고 원격 제어기를 이용하여 청소 로봇을 특정 위치로 이동시켜야 했다.
그러나, 사용자가 청소 로봇의 위치를 알지 못하는 경우에는 사용자가 청소 로봇을 찾아야만 했고, 청소 로봇이 소파 또는 침대 등의 밑을 청소하고 있으면 사용자가 청소 로봇을 찾는 것에 어려움이 있었다.
또한, 청소 로봇을 특정 위치를 이동시키기 위하여 원격 제어기를 이용하여 사용자가 청소 로봇의 주행을 조작하여야 하는 불편함이 있었다.
또한, 최근 이러한 불편 없이 청소 로봇을 특정 위치로 이동시키는 방법에 대한 연구화 활발히 진행되고 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 발명의 일 측면은 청소 로봇이 원격 제어기가 가리키는 위치를 추종하는 청소 로봇 및 그에 포함되는 원격 제어기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 다른 일 측면은 복수 개의 신호 감지부에서 감지한 원격 제어기와의 거리 및 원격 제어기의 방향을 산출하는 청소 로봇, 청소 로봇 시스템 및 청소 로봇 시스템의 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 청소 로봇은 본체를 이동시키는 주행기, 사용자의 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 출력하고, 광 스팟을 형성하는 원격 제어기, 상기 원격 제어기로부터 적외선을 수신하는 광 수신기, 상기 제어 명령에 따라 변조된 적외선이 수신되면, 상기 본체가 상기 광 스팟을 추종하도록 상기 주행기를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 원격 제어기는 상기 사용자의 제어 명령을 입력받는 유저 인터페이스, 상기 제어 명령에 따라 적외선을 변조하고 변조된 적외선을 발신하는 광 발신기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 광 발신기는 상기 사용자의 제어 명령에 따라 변조 신호를 생성하는 적외선 변조기, 상기 변조 신호에 따라 적외선을 발신하는 적외선 발신기, 상기 광 스팟을 형성하기 위하여 가시광선을 발신하는 가시광선 발신기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 광 수신부는 상기 적외선을 수신하는 복수의 적외선 수신기, 수신된 적외선을 복조하여, 상기 제어 명령을 획득하는 적외선 복조기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 적외선 수신기는 상기 본체의 전방에 위치하는 제1 적외선 수신기, 상기 본체의 외곽선을 따라 배치되는 적어도 2개의 적외선 수신기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제어기는 상기 복수의 적외선 수신기 가운데 상기 적외선을 수신하는 적외선 수신기에 따라 상기 광 스팟의 위치를 판단할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 본체를 이동시킬 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 본체를 회전시킨 후 상기 광 스팟을 향하여 상기 본체를 직선 이동시킬 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 본체를 곡선 이동시킬 수 있다.
실시 형태에 따라 자동 청소 경로 따라 이동 중에 상기 원격 제어기로부터 드래그 명령이 수신되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 광 스팟의 이동 경로를 따라 이동하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 드래그 명령의 수신이 중단되면 상기 제어기는 상기 본체의 이동을 중지하고, 상기 본체가 상기 자동 청소 경로로 복귀하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 경로 저장 명령이 수신되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 광 스팟의 이동 경로를 따라 이동하도록 제어하고, 상기 본체의 이동 경로를 저장할 수 있다.
실시 형태에 따라 자동 청소 명령이 수신되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 본체의 이동 경로를 따라 이동하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 집중 청소 명령이 수신되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 본체의 이동 경로 내부에서 이동하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 진입 금지 명령이 수신되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 본체의 이동 경로 내부에 진입하지 않도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 상기 본체의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 광 스팟의 이동 경로 상에 장애물이 감지되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 장애물의 외곽선을 따라 상기 광 스팟을 추종하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 청소 로봇은 상기 본체의 이동을 방해하는 단차를 감지하는 단차 감지부를 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 광 스팟의 이동 경로 상에 장애물이 감지되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 단차의 외곽선을 따라 상기 광 스팟을 추종하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 광 스팟의 이동 경로가 진입 금지 영역을 통과하는 것으로 판단되면, 상기 제어기는 상기 본체가 상기 진입 금지 영역의 외곽선을 따라 상기 광 스팟을 추종하도록 상기 주행기를 제어할 수 있다.
개시된 일 측면에 따른 원격 제어기는 사용자의 제어 명령을 입력받는 유저 인터페이스, 적외선을 변조하고 변조된 적외선을 발신하는 광 발신기, 상기 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 상기 광 발신기를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 광 발신기는 상기 사용자의 제어 명령에 따라 변조 신호를 생성하는 적외선 변조기, 상기 변조 신호에 따라 적외선을 발신하는 적외선 발신기, 상기 광 스팟을 형성하기 위하여 가시광선을 발신하는 가시광선 발신기를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 적외선 발신기는 상기 적외선을 발신하는 적외선 발광 다이오드, 상기 적외선을 집광하기 위하여 상기 적외선을 반사시키는 집광판, 상기 적외선을 집광하기 위하여 상기 적외선을 굴절시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 가시광선 발신기는 상기 가시광선을 발신하는 가시광선 발광 다이오드, 상기 가시광선을 집광하기 위하여 상기 가시광선을 반사시키는 집광판, 상기 가시광선을 집광하기 위하여 상기 가시광선을 굴절시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 적외선 발신기에 의하여 형성되는 적외선 스팟과 상기 가시광선 발신에 의하여 형성되는 가시광선 스팟은 서로 중첩되어 형성될 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 청소 로봇은 원격 제어기로부터 출력된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 수신하는 복수 개의 신호 수신부 및 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 이용하여 원격 제어기와의 거리 및 원격 제어기의 방향을 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 신호 수신부는 원격 제어기로부터 출력된 적외선 신호를 수신하는 복수 개의 광 수신부와, 원격 제어기로부터 출력된 초음파 신호를 수신하는 복수 개의 음파 수신부를 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 제어부는 적외선 신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간 사이의 차이에 기초하여 원격 제어기와의 거리를 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 신호 수신부는 미리 설정된 거리 별로 상이한 복수 개의 적외선을 수신할 수 있고, 제어부는 수신된 적외선 신호의 종류에 기초하여 상기 원격 제어기와의 거리를 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 제어부는 복수 개의 신호 수신부에서 수신한 각각의 초음파 신호의 세기에 따라 원격 제어기의 방향을 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 제어부는 복수 개의 신호 수신부에서 수신한 각각의 초음파 신호의 수신 시간에 따라 원격 제어기의 방향을 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 제어부는 복수 개의 신호 수신부 중 적외선 신호를 수신한 신호 수신부의 위치로 원격 제어기의 방향을 산출할 수 있다.
실시 형태에 따라 청소 로봇은 바디를 이동시키는 주행부를 더 포함할 수 있고, 제어부는 복수 개의 신호 수신부 중 미리 설정된 신호 수신부가 적외선 신호를 수신할 때까지 바디를 회전 시키도록 주행부를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 광 수신부는 적외선 신호를 수신하는 적외선 수신기와, 바디의 상부를 회전시키는 광 수신 구동 모터를 포함할 수 있고, 제어부는 복수 개의 광 수신부 중 미리 설정된 광 수신부가 적외선 신호를 수신할 때까지 복수 개의 광 수신부가 마련된 청소 로봇의 상부를 회전 시키도록 광 수신 구동 모터를 제어할 수 있다.
실시 형태에 따라 청소 로봇은 바디를 이동시키는 주행부 및 원격 제어기로부터 지정 시작 영역을 가리키는 시점에 감지한 모션과 지정 종료 영역을 가리키는 시점에 감지한 모션을 수신 받는 제 1 통신부를 더 포함할 수 있고, 제어부는 지정 시작 영역을 가리키는 시점의 모션 및 지정 종료 영역을 가리키는 시점의 모션에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정하고, 설정된 좌표로 바디가 이동하도록 주행부를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 청소 로봇 시스템은 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력하는 원격 제어기 및 출력된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 이용하여 원격 제어기와의 거리 및 원격 제어기의 방향을 산출하는 청소 로봇을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 청소 로봇 시스템의 제어 방법은 원격 제어기에서 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력하는 단계, 출력된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 복수개의 신호 수신부로 수신하는 단계 및 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 이용하여 원격 제어기와의 거리 및 원격 제어기의 방향을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 청소 로봇이 원격 제어기가 가리키는 위치를 추종하므로 사용자가 편리하게 청소 로봇을 이동시킬 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 시작 및 종료 영역의 지정으로 지정 종료 영역으로 청소 로봇을 이동시킬 수 있다.
도 1는 일 실시예에 의한 청소 로봇과 원격 제어기의 동작을 간략하게 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 구성을 간략하게 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 구성을 간략하게 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 구성을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 외관을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 원격 제어기에 포함된 광 발신부를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 원격 제어기가 청소 영역에 광을 조사하여 생성되는 광 스팟을 도시한다.
도 8는 일 실시예에 의한 원격 제어기가 생성하는 광 스팟의 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 구성을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 내부를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한다.
도 13는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 적외선을 감지할 수 있는 적외선 감지 범위를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 위치에 따라 일 실시예에 의한 청소 로봇의 적외선 감지 범위의 변화를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시한다.
도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
도 18은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 지정된 위치를 집중적으로 청소하는 집중 청소 방법을 도시한다.
도 19a, 도 19b 및 도 19c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 지정된 위치를 집중적으로 청소하는 일 예를 도시한다.
도 20은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 새로운 청소 경로를 생성하는 청소 경로 생성 방법을 도시한다.
도 21a, 도 21b 및 도 21c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 경로를 생성하는 일 예를 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 20에 도시된 방법에 의하여 생성된 청소 경로를 따라 이동하는 일 예를 도시한다.
도 23은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 집중 청소 영역을 생성하는 집중 청소 영역 생성 방법을 도시한다.
도 24a, 도 24b 및 도 24c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 집중 청소 영역을 생성하는 일 예를 도시한다.
도 25는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 23에 도시된 방법에 의하여 생성된 집중 청소 영역을 청소하는 일 예를 도시한다.
도 26은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 생성하는 진입 금지 영역 생성 방법을 도시한다.
도 27a, 도 27b 및 도 27c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 생성하는 일 예를 도시한다.
도 28은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 26에 도시된 방법에 의하여 생성된 진입 금지 영역을 회피하는 일 예를 도시한다.
도 29는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 장애물을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시한다.
도 30a, 도 30b 및 도 30c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 장애물을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
도 31은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시한다.
도 32a, 도 32b 및 도 32c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
도 33은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 단차를 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시한다.
도 34a, 도 34b 및 도 34c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 단차를 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
도 35는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟의 모션을 통하여 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 모션 명령 수신 방법을 도시한다.
도 36, 도 37 및 도 38는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟의 모션을 통하여 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 일 예를 도시한다.
도 39는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 방법을 도시한다.
도 40a, 도 40b, 도 40c 및 도 40d는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 일 예를 도시한다.
도 41은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 다른 일 예를 도시한다.
도 42은 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 사시도이다.
도 43는 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 블록도이다.
도 44은 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 상부의 사시도이다.
도 45는 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 하부의 사시도이다.
도 46는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기의 블록도이다.
도 47은 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기의 사시도이다.
도 48는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기에 포함된 광 발신부를 도시한다.
도 49는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기가 광 발신부를 통해 지정 영역을 가리키는 개념도이다.
도 50는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기와의 거리를 산출하는 개념도이다.
도 51은 일 실시예에 따라 원격 제어기와의 거리를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
도 52은 도 51에 도시된 방법에서의 그래프이다.
도 53는 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기와의 거리를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
도 54은 도 53에 도시된 방법의 개념도이다.
도 55는 도 53에 도시된 방법에서의 상이한 복수 개의 적외선 신호에 대한 그래프이다.
도 56a, 도 56b, 도 57a 및 도 57b는 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기와의 거리를 산출하는 방법의 개념도이다.
도 58은 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기의 방향을 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
도 59 및 도 60는 도 58에 도시된 방법의 개념도이다.
도 61은 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기의 방향를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
도 62 및 도 63는 도 61에 도시된 방법의 개념도이다.
도 64는 사용자의 방향을 판단하는 방법의 플로우 차트이다.
도 65 및 도 66은 도 64에 도시된 방법의 개념도이다.
도 67은 또 다른 일 실시예에 따라 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 방법의 플로우 차트이다.
도 68 및 도 69는 도 67에 도시된 방법의 개념도이다.
도 70은 또 다른 일 실시예에 따른 복수 개의 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 방법의 개념도이다.
도 71은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기의 제어 구성을 도시한다.
도 72은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기의 외관을 도시한다.
도 73는 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기를 분해 도시한다.
도 74는 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기에 포함된 렌즈 모듈을 도시한다.
도 75은 도 72에 도시된 A-A'의 단면을 도시한다.
도 76a, 도 76b, 도 77a 및 도 77b은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기에서 광의 진행 경로를 도시한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.
구체적으로, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 메모리에 저장된 소프트웨어, FPGA (field-programmable gate array) 또는 ASIC (application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어를 의미할 수 있다. 그러나, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등은 접근할 수 있는 저장 매체에 저장되고 하나 또는 그 이상의 프로세서에 의하여 수행되는 구성일 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 첨부한 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1는 일 실시예에 의한 청소 로봇과 원격 제어기의 동작을 간략하게 도시하고, 도 2는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 구성을 간략하게 도시하고, 도 3은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 구성을 간략하게 도시한다.
도 1, 도2 및 도 3을 참조하여 일 실시예에 의한 청소 로봇과 원격 제어기의 동작 및 구성을 간략하게 설명한다.
청소 로봇(100)은 청소 영역을 주행하며 청소 영역을 청소하고, 원격 제어기(200)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받고, 입력받은 제어 명령을 청소 로봇(100)에 전달한다.
원격 제어기(200)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받는 제2 유저 인터페이스(210), 가시광선과 적외선을 발신하는 광 발신부(280), 및 사용자의 제어 명령에 따라 가시광선 및 적외선이 발신되도록 광 발신부(280)를 제어하는 제2 제어부(290)를 포함한다.
특히, 광 발신부(280)은 사용자가 입력한 제어 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 발신한다. 예를 들어, 광 발신부(280)는 넓은 폭의 제1 적외선 펄스와 좁은 폭의 제2 적외선 펄스를 제어 명령에 따라 정해진 순서로 발신할 수 있다.
또한, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선을 수신하는 광 수신부(180), 청소 로봇(100)을 이동시키는 주행부(150), 및 광 수신부(180)가 수신하는 적외선에 포함된 제어 명령에 따라 청소 로봇(100)가 이동하도록 주행부(150)를 제어하는 제1 제어부(190)를 포함한다.
청소 로봇(100)은 사용자가 원격 제어기(200)를 이용하여 가리키는 위치에 형성된 광 스팟(LS)이 이동한 이동 경로를 따라 이동한다.
구체적으로, 사용자가 제1 유저 인터페이스(210)를 통하여 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 광 발신부(280)를 통하여 가시광선과 적외선을 조사한다.
가시광선은 사용자에게 자신이 지시하는 위치를 확인시킨다. 사용자는 원격 제어기(200)가 조사하는 가시광선이 청소 영역에 투영된 가시광선 스팟을 통하여 자신이 가리키는 위치를 인지할 수 있다.
적외선은 청소 로봇(100)에게 사용자가 지시하는 위치를 전달한다. 청소 로봇(100)는 원격 제어기(200)가 조사하는 적외선이 청소 영역에 투영된 적외선 스팟을 통하여 사용자가 가리키는 위치를 인지할 수 있다.
또한, 적외선은 사용자가 입력한 드래그 명령을 포함한다. 전술한 바와 같이 적외선은 원격 제어기(200)에 의하여 드래그 명령에 따라 변조된 이후 발신된다. 따라서, 적외선을 복조하면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 획득할 수 있다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신하는 적외선은 청소 로봇(100)에 제어 명령을 전달할 뿐만 아니라 사용자가 지시하는 위치도 제공한다.
청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 적외선을 수신한다. 이때 청소 로봇은 적외선을 통하여 사용자가 입력한 드래그 명령과 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 획득할 수 있다. 또한, 드래그 명령이 수신되면 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 향하여 이동한다.
이때 사용자가 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 변경하면 청소 로봇(100)은 변경된 위치를 향하여 이동한다. 즉, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치의 이동 경로를 따라서 이동한다.
이와 같은 방법으로 사용자는 원격 제어기(200)를 이용하여 청소 로봇(100)이 이동할 이동 경로를 생성할 수 있으며, 청소 로봇(100)은 사용자가 생성한 이동 경로를 따라서 이동한다.
도 4는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 구성을 도시하고, 도 5는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 외관을 도시한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 원격 제어기(200)는 전술한 제2 유저 인터페이스(210), 광 발신부(280), 제2 제어부(290)와 함께 제2 저장부(280)를 더 포함한다.
제2 유저 인터페이스(210)는 사용자와 상호 작용하며, 복수의 버튼(111)을 포함한다.
복수의 버튼(211)은 원격 제어기(200)의 외관을 형성하는 본체(201)의 상면에 마련되며, 사용자로부터 제어 명령을 입력받는다.
복수의 버튼(211)은 청소 로봇(100)을 온 또는 오프시키기 위한 전원 버튼(211a), 전원의 충전을 위하여 청소 로봇(100)을 충전 스테이션(미도시)으로 복귀시키는 복귀 버튼(211b), 청소 로봇(100)를 동작시키거나 정지시키기 위한 동작 버튼(211c), 청소 로봇(100)의 청소 모드를 선택하기 위하여 청소 모드 버튼(211d) 등을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 버튼(211)은 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 청소 로봇(100)을 이동시키는 드래그 명령을 입력하기 위한 드래그 버튼(211e)를 포함한다.
이와 같은 복수의 버튼(211)은 사용자의 가압을 감지하는 마이크로 스위치, 멤브레인 스위치 또는 사용자의 접촉을 감지하는 터치 스위치를 채용할 수 있다.
또한, 원격 제어기(200)의 외관을 도시한 도 5에는 도시되지 않았으나, 실시 형태에 따라 원격 제어기(200)는 디스플레이(213) 또는 터치 스크린(215)을 더 포함할 수 있다.
디스플레이(213)는 사용자가 입력한 제어 명령에 따른 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(213)는 청소 로봇(100)의 동작 여부, 전원의 상태, 사용자가 선택한 청소 모드, 오동작 여부 등을 표시할 수 있다.
이와 같은 디스플레이(213)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등을 채용할 수 있다.
터치 스크린은(215)은 사용자의 접촉 좌표를 검출하는 터치 패널과 사용자가 입력할 수 있는 제어 명령을 표시하는 디스플레이 패널이 일체화되어 마련될 수 있다.
터치 스크린(215)은 사용자가 입력할 수 있는 복수의 제어 명령을 표시하고, 표시된 복수의 제어 명령 가운데 사용자가 선택한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 구체적으로, 터치 스크린(215)은 사용자가 터치한 좌표를 검출하고, 검출된 터치 좌표와 제어 명령이 표시된 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 제어 명령을 인식할 수 있다.
제2 저장부(270)는 원격 제어기(200)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 영구적으로 저장하는 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk), 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리(271), 원격 제어기(200)의 동작을 제어하는 과정에서 생성되는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리(273)를 포함할 수 있다.
광 발신부(280)는 전술한 바와 같이 사용자의 제어 명령에 따라 가시광선 및 적외선을 발신한다. 특히, 광 발신부(280)가 발신하는 적외선에는 사용자가 입력한 제어 명령이 포함된다.
구체적으로 광 발신부(280)는 후술할 사용자가 입력한 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신한다. 예를 들어, 사용자가 입력한 제어 명령에 따라 펄스 폭이 변조된 펄스 형태의 적외선을 발신할 수 있다.
광 발신부(280)에 대해서는 아래에서 더욱 자세하게 설명한다.
제2 제어부(290)는 원격 제어기(200)의 동작을 총괄 제어한다.
구체적으로, 제2 제어부(290)는 제2 유저 인터페이스(210)를 통하여 입력되는 사용자의 제어 명령에 따라 광 발신부(280)를 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다.
예를 들어, 사용자가 드래그 명령을 입력하면 제2 제어부(290)는 가시광선과 적외선이 모두 발신되도록 광 발신부(280)를 제어하고, 사용자가 동작 명령을 입력하면 제2 제어부(290)는 적외선만 발신되도록 광 발신부(280)를 제어할 수 있다.
또한, 광 발신부(280)가 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 제2 제어부(290)는 사용자가 입력한 제어 명령을 광 발신부(280)에 전달한다.
예를 들어, 사용자가 동작 버튼(211c)를 가압하거나 터치하면, 제2 제어부(290)는 동작 명령을 광 발신부(280)에 전달한다.
다른 예로, 사용자가 드래그 버튼(211e)가 가압하거나 터치하면, 제2 제어부(290)는 드래그 명령을 광 발신부(280)에 전다할 수 있다.
특히, 드래그 명령이 입력되는 경우, 제2 제어부(290)는 사용자가 드래그 버튼(211e)을 가입하거나 터치하는 동안 지속적으로 드래그 명령을 광 발신부(280)을 전달하거나, 사용자가 다시 드래그 버튼(211e)을 가압하거나 터치할 때까지 지속적으로 드래그 명령을 광 발신부(280)을 전달할 수 있다.
이와 같은 제2 제어부(290)는 원격 제어기(200)의 동작을 제어하기 위한 하나 또는 2이상의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 아래에서 설명할 원격 제어기(200)의 동작은 제2 제어부(290)가 출력하는 제어 신호에 의하여 수행되는 것이다.
이하에서는 광 발신부(280)의 구성에 대하여 설명한다.
도 6은 일 실시예에 의한 원격 제어기에 포함된 광 발신부를 도시하고, 도 7은 일 실시예에 의한 원격 제어기가 청소 영역에 광을 조사하여 생성되는 광 스팟을 도시한다. 또한, 도 8은 일 실시예에 의한 원격 제어기가 생성하는 광 스팟의 일 예를 도시한다.
도 6, 도 7, 도 8을 참조하면, 광 발신부(280)는 전술한 바와 같이 사용자가 인지할 수 있는 가시광선을 발신하는 가시광선 발신기(281), 청소 로봇(200)이 인지할 수 있는 적외선을 발신하는 적외선 발신기(283) 및 적외선 발신기(283)에 의하여 발신되는 적외선을 변조하는 적외선 변조기(285)를 포함할 수 있다.
또한, 광 발신부(280)는 가시광선 발신부(281), 적외선 발신부(283) 및 적외선 변조기(285)과 함께, 집광판(285a, 285b), 렌즈 모듈(287)을 더 포함할 수 있다.
가시광선 발신부(281)는 전술한 바와 같이 제2 제어부(290)가 출력하는 제어 신호에 따라 가시광선을 발신하며. 이와 같은 가시광선 발신부(281)는 가시광선을 발신하는 가시광선 발광 다이오드(visible light LED) 또는 가시광선 레이저 다이오드(visible light laser diode)를 채용할 수 있다.
적외선 변조부(285)는 사용자가 입력하는 제어 명령에 따라 적외선을 변조하기 위한 변조 신호를 출력한다.
예를 들어, 적외선 변조부(285)는 사용자가 입력하는 제어 명령에 따라 적외선 펄스의 폭을 변조하기 위한 변조 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 적외선 변조부(285)는 "1"을 나타내는 대폭의 적외선 펄스가 출력되도록 제1 변조 신호를 출력하거나 또는 "0"을 나타내는 소폭의 적외선 펄스가 출력되도록 제2 변조 신호를 출력할 수 있다.
적외선 발신부(283)는 적외선 변조부(285)가 출력하는 변조 신호에 따라 적외선을 발신하며, 이와 같은 적외선 발신부(283)는 적외선을 발신하는 적외선 발광 다이오드(infrared ray LED) 또는 적외선 레이저 다이오드(infrared ray laser diode)를 채용할 수 있다.
반사판(285a, 285b)은 가시광선 발신부(281)가 발신한 가시광선을 집광시키기 위하여 가시광선을 반사시키는 제1 반사판(285a)과 적외선 발신부(283)가 발신한 적외선을 집광시키기 위하여 적외선을 반사시키는 제2 반사판(285b)를 포함할 수 있다.
반사판(285a, 285b)은 가시광선 및 적외선을 집중시키기 위하여 단면이 포물선 형태가 되도록 빗면이 볼록한 원뿔 형태일 수 있으며, 가시광선 및 적외선의 반사 효율이 좋은 금속 재질일 수 있다.
렌즈 모듈(287)은 가시광선 발신부(281)가 발신한 가시광선을 집광시키기 위하여 가시광선을 굴절시키는 제1 렌즈(287a)와 적외선 발신부(283)가 발신한 적외선을 집광시키기 위하여 적외선을 굴절시키는 제2 렌즈(287b)를 포함할 수 있다.
광 발신부(280)가 청소 영역의 바닥을 향하여 가시광선과 적외선을 조사하면, 조사된 가시광선과 적외선이 청소 영역의 바닥에 투영되어 도 7에 도시된 바와 같이 가시광선 스팟(VR)과 적외선 스팟(IR)이 형성된다.
사용자는 가시광선 스팟(VL)을 통하여 원격 제어기(200)가 지시하는 위치를 인지할 수 있으며, 청소 로봇(100)은 적외선 스팟(IR)을 통하여 원격 제어기(200)가 지시하는 위치를 인지할 수 있다.
또한, 원격 제어기(200)의 광 발신부(280)가 발신하는 적외선은 사용자의 제어 명령에 의하여 변조되며, 청소 로봇(100)은 변조된 적외선을 복조하여 사용자의 제어 명령을 획득할 수 있다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신하는 적외선을 사용자의 제어 명령에 관한 정보와 사용자가 가리키는 위치 정보를 포함하고 있어, 단일의 적외선 발신기(283)를 이용하여 2가지 정보를 전송할 수 있다. 또한, 사용자의 제어 명령을 전송하기 위한 적외선 발신기와 사용자가 가리키는 위치를 나타내기 위한 적외선 발신기를 별로도 마련하지 않을 수 있다.
사용자가 인지하는 위치와 청소 로봇(100)이 인지하는 위치가 동일하도록 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 서로 중첩시키며, 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 서로 중첩되어 광 스팟(LS)이 형성된다. 이와 같이 형성된 광 스팟(LS)에 의하여 사용자 및 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 인지할 수 있다.
또한, 가시광선 스팟(VL)이 사용자에 의하여 명확히 식별되고, 적외선 스팟(IR)이 청소 로봇(100)에 의하여 명확히 식별될 수 있도록 제1 렌즈(287a)와 제2 렌즈(287b)의 크기(R), 제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이의 거리(d1) 및 제2 렌즈(287b)와 적외선 발신기(283)의 사이의 거리(d2)를 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 렌즈(287a)와 제2 렌즈(287b)의 크기(R)가 커질수록 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 밝아지는 반면, 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)의 크기가 작아진다.
또한, 제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이의 거리(d1) 및 제2 렌즈(287b)와 적외선 발신기(283)의 사이의 거리(d2)가 멀어질수록 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 더욱 밝아진다.
적절한 밝기와 적절한 크기의 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 형성되도록 제1 렌즈(287a) 및 제2 렌즈(287b)의 직경(R)은 15mm 이하로 할 수 있다.
제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이의 거리(d1)는 30mm 이하로 할 수 있으며, 제2 렌즈(287b)와 적외선 발신기(283) 사이의 거리(d2)는 40mm 이하로 할 수 있다. 가시광선의 파장과 적외선의 파장이 서로 상이하므로 제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이의 거리(d1)와 제2 렌즈(287b)와 적외선 발신기(283) 사이의 거리(d2)는 서로 다르게 할 수 있다.
또한, 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 서로 중첩되는 비율을 높이기 위하여 제1 렌즈(287a)의 중심과 제2 렌즈(287b)의 중심 사이의 거리(D)를 조절할 수 있다.
제1 렌즈(287a)와 제2 렌즈(287b)의 크기(R), 제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이의 거리(d1) 및 제2 렌즈(287b)와 적외선 발신기(283)의 사이의 거리(d2)를 전술한 바와 같이 설정한 경우, 제1 렌즈(287a)의 중심과 제2 렌즈(287b)의 중심 사이의 거리(D)는 20mm 이하로 정할 수 있다.
이와 같이 제1 렌즈(287a)의 중심과 제2 렌즈(287b)의 중심 사이의 거리(D)를 20mm 이하로 하는 경우, 가시광선 스팟(VL)과 적외선 스팟(IR)이 중첩되는 비율이 90% 이상이 된다.
또한, 사용자가 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 명확히 인지할 수 있도록 광 스팟(LS)은 도 8에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 갖을 수 있다.
사용자는 가시광선 스팟(VL)을 통하여 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 인지하므로 가시광선 스팟(VL)이 도 8에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 갖도록 할 수 있다.
가시광선 스팟(VL)이 다양한 형태를 갖게 하기 위하여 도 8에 도시된 광 스팟(LS)의 모양에 대응되는 패턴을 제1 렌즈(287a)에 형성할 수 있다. 또는, 도 8에 도시된 광 스팟(LS)의 모양에 대응되는 불투명 패턴이 형성된 광 투과 부재(미도시)를 제1 렌즈(287a)와 가시광선 발신기(281) 사이에 마련할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 구성을 도시하고, 도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시하고, 도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇의 내부를 도시하며, 도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한다.
도 9, 도10, 도11, 도12 및 도 13을 참조하면, 청소 로봇(100)은 전술한 광 수신부(180), 주행부(150), 제1 제어부(190)와 함께 제1 유저 인터페이스(110), 영상 획득부(120), 장애물 감지부(130), 단차 감지부(140), 청소부(160), 제1 저장부(170)를 더 포함한다.
제1 유저 인터페이스(110)는 사용자와 상호 작용하며, 복수의 버튼(111), 디스플레이(113)를 포함한다.
복수의 버튼(111)은 도 10에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 외관을 형성하는 본체(101)의 상면에 마련되며, 사용자로부터 제어 명령을 입력받는다.
복수의 버튼(111)은 청소 로봇(100)을 온 또는 오프시키기 위한 전원 버튼(111a), 청소 로봇(100)를 동작시키거나 정지시키기 위한 동작 버튼(111b), 청소 로봇(100)을 충전 스테이션(미도시)으로 복귀시키기 위한 복귀 버튼(111c) 등을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 버튼(111)은 사용자의 가압을 감지하는 마이크로 스위치, 멤브레인 스위치 또는 사용자의 접촉을 감지하는 터치 스위치를 채용할 수 있다.
디스플레이(113)는 사용자가 입력한 제어 명령에 따른 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시한다. 예를 들어, 디스플레이(113)는 청소 로봇(100)의 동작 여부, 전원의 상태, 사용자가 선택한 청소 모드, 충전 스테이션(미도시)으로의 복귀 여부 등을 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(113)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등을 채용할 수 있다.
청소 로봇(100)의 외관을 도시한 도면에는 도시되지 않았으나, 실시 형태에 따라 청소 로봇(100)은 사용자의 접촉 좌표를 검출하는 터치 패널과 사용자가 입력할 수 있는 제어 명령을 표시하는 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린(115)을 더 포함할 수 있다.
터치 스크린(115)은 사용자가 입력할 수 있는 복수의 제어 명령을 표시하고, 표시된 복수의 제어 명령 가운데 사용자가 선택한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 구체적으로, 터치 스크린(115)은 사용자가 터치한 좌표를 검출하고, 검출된 터치 좌표와 제어 명령이 표시된 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 제어 명령을 인식할 수 있다.
영상 획득부(120)는 청소 로봇(100) 주변의 영상을 획득하며, 영상 센서(121) 및 그래픽 프로세서(123)를 포함할 수 있다.
영상 센서(121)는 본체(101)의 상면에 마련되어 청소 로봇(100)의 상방 영상을 획득한다. 예를 들어, 영상 센서(121)가 획득한 상방 영상은 후술할 제1 제어부(190)가 청소 로봇(100)의 위치를 산출하는데 이용될 수 있다.
또한, 영상 센서(121)는 청소 로봇(100)의 상방 영상을 전기적 신호로 변한하는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서 또는 CCD(charge coupled device) 센서를 포함할 수 있다.
그래픽 프로세서(123)는 영상 센서(121)가 획득한 영상을 후술할 제1 제어부(190)가 처리할 수 있는 형태로 변환한다. 예를 들어, 그래픽 프로세서(123)는 영상 센서(121)가 획득한 영상의 해상도를 변경하거나 영상 센서(121)가 획득한 영상의 크기를 변경하는 등의 간단한 영상 처리 동작을 수행할 수 있다.
장애물 감지부(130)는 장애물과의 접촉 없이 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물을 감지한다.
장애물은 청소 영역의 바닥으로부터 돌출되어 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 모든 것을 의미한다. 예를 들어, 거실에 마련된 가구, 테이블, 쇼파 뿐만 아니라 청소 영역을 구획하는 벽도 장애물에 해당할 수 있다.
구체적으로, 장애물 감지부(130)는 적외선(또는 초음파)을 발신하고, 장애물로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)를 검출하고, 검출된 적외선(또는 초음파)의 세기, 또는 적외선(또는 초음파)을 발신한 이후 반사된 적외선(또는 초음파)이 검출되기까지 시간 간격(Time Of Fight: TOF)을 제1 제어부(190)에 출력한다.
제1 제어부(190)는 장애물로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)의 존부에 따라 장애물의 존부를 판단할 수 있으며, 장애물로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)의 세기, 또는 적외선(또는 초음파)을 발신한 이후 반사된 적외선(또는 초음파)가 검출되기까지 시간 간격(TOF)을 기초로 장애물로부터의 거리도 산출할 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이 장애물 감지부(130)는 적외선을 발신하는 적외선 발신모듈(131), 장애물로부터 반사된 적외선을 수신하는 적외선 수신모둘(133)를 포함할 수 있다.
적외선 발신모듈(131)은 본체(101)의 전방에 마련되어 본체(101)의 전방을 향하여 적외선을 발신할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따라 적외선 발신모듈(131)은 적외선을 생성하는 적외선 LED(131a)와 발신된 적외선을 굴절시킴으로써 적외선을 사방으로 확산시키는 광각 렌즈(131b)를 포함할 수 있다.
적외선 수신모듈(133)은 본체(101)의 전방에 마련되어 본체(101) 전방에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따라 적외선 수신모듈(133)은 장애물로부터 반사된 적외선을 감지하는 적외선 센서(133a)와 장애물로부터 반사된 적외선을 적외선 센서를 향하여 반사시키는 반사 미러(133b)를 포함할 수 있다.
도 9 및 도 11은 장애물 감지부(130)로써 적외선 센서모듈을 예시하였으나, 적외선 센서에 한정되는 것은 아니며 초음파 센서모듈 또는 마이크로파 센서모듈 등을 채용할 수도 있다.
단차 감지부(140)는 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 단차를 감지한다.
단차는 청소 영역의 바닥으로부터 돌출되어 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물과 반대로 청소 영역의 바닥에 함몰되어 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 것을 의미한다. 예를 들어, 거실에 마련된 현관 등이 단차의 대표적인 예에 해당한다.
실시 형태에 따라 단차 감지부(140)는 본체(101)의 저면에 마련된 단차 감지모듈(141)를 포함할 수 있으며, 단차 감지모듈(141)은 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선 또는 초음파를 발신하고, 청소 영역의 바닥으로부터 반사되는 적외선 또는 초음파를 검출할 수 있다.
구체적으로, 단차 감지모듈(141)는 청소 영역의 바닥으로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)의 세기, 또는 적외선(또는 초음파)을 발신한 이후 반사된 적외선(또는 초음파)이 검출되기까지 시간 간격(TOF)을 제1 제어부(190)에 출력한다.
제1 제어부(190)는 청소 영역의 바닥로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)의 세기, 또는 적외선(또는 초음파)을 발신한 이후 반사된 적외선(또는 초음파)가 검출되기까지 시간 간격(TOF)을 기초로 단차의 존부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 청소 영역의 바닥로부터 반사되는 적외선(또는 초음파)의 세기가 미리 정해진 기준 세기 이하이면 단차가 존재하는 것으로 판단하거나, 적외선(또는 초음파)을 발신한 이후 반사된 적외선(또는 초음파)가 검출되기까지 시간 간격(TOF)이 미리 정해진 기준 시간 간격 이상이면 단차가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
주행부(150)는 청소 로봇(100)의 본체(101)를 이동시키며, 바퀴 구동 모터(151), 주행 바퀴(153) 및 캐스터 바퀴(155)를 포함할 수 있다.
주행 바퀴(153)는 회전에 의하여 본체(101)를 이동시키며, 본체(101) 저면의 양단에 마련되며, 본체(101)의 전방을 기준으로 본체(101)의 좌측에 마련되는 좌측 주행 바퀴(153a)와 본체(101)의 우측에 마련되는 우측 주행 바퀴(153b)를 포함한다.
주행 바퀴(153)는 본체(101)가 전진, 후진 또는 회전하도록 한다.
예를 들어, 좌우측 주행 바퀴(153a, 153b) 모두가 전방을 향하여 제1 방향으로 회전하면 본체(101)는 전방으로 직선 이동하고, 좌우측 주행 바퀴(153a, 153b) 모두가 후방을 향하여 제2 방향으로 회전하면 본체(101)는 후방으로 직선 이동할 수 있다.
또한, 좌우측 주행 바퀴(153a, 153b)가 같은 방향으로 회전하되, 서로 다른 속도로 회전하면 본체(10)는 우측 또는 좌측으로 곡선 이동하며. 좌우측 주행 바퀴(153a, 153b)가 서로 다른 방향으로 회전하면 본체(10)은 제자리에서 좌측 또는 우측으로 회전할 수 있다.
바퀴 구동 모터(151)은 주행 바퀴(153)를 회전시키기 위한 회전력을 생성하며, 좌측 주행 바퀴(153a)를 회전시키는 좌측 구동 모터(151a)와 우측 주행 바퀴(153b)를 회전시키는 우측 구동 모터(151b)를 포함할 수 있다.
좌우측 구동 모터(151a, 151b) 각각은 제1 제어부(190)의 제어 신호에 의하여 서로 독립적으로 동작할 수 있으며, 좌우측 구동 모터(151a, 151b)의 동작에 따라 본체(101)가 전진, 후진 또는 회전할 수 있다.
또한, 좌우측 구동 모터(151a, 151b) 각각은 좌우측 구동 모터(151a, 151b)의 회전 속도 또는 회전 변위를 감지하는 회전 감지 센서(미도시) 또는 위치 감지 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
캐스터 바퀴(155)는 본체(101)의 저면에 설치되어 본체(101)의 이동 방향에 따라 회전하며, 본체(10)가 안정된 자세를 유지하며 이동할 수 있도록 한다.
청소부(160)는 청소 영역의 바닥의 먼지를 비산시키는 드럼 브러시(163), 드럼 브러시(163)를 회전시키는 브러시 구동 모터(161), 비산된 먼지를 흡입하는 먼지 흡입 모듈(165) 및 흡입된 먼지를 저장하는 먼지 저장함(167)을 포함한다.
드럼 브러시(163)는 본체(101)의 저면에 형성된 먼지 흡입구(103)에 마련되며, 본체(101)의 전징 방향과 수식한 방향으로 마련되는 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 영역 바닥의 먼지를 먼지 흡입구(103)를 내부로 비산시킨다.
브러시 구동 모터(161) 제1 제어부(190)의 제어 신호에 따라 드럼 브러시(163)를 회전시킨다.
먼지 흡입 모듈(165)은 드럼 브러시(163)에 의하여 비산된 먼지를 먼지 저장함(167)으로 흡입하며, 먼지를 먼지 저장함(167)으로 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 먼지 흡입 팬과 먼지 흡입 팬을 회전시키는 먼지 흡입 모터를 포함할 수 있다.
먼지 저장함(167)은 먼지 흡입 모듈(165)에 의하여 흡입된 먼지를 저장한다.
제1 저장부(170)는 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 영구적으로 저장하는 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk), 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리(171), 청소 로봇(100)의 동작을 제어하는 과정에서 생성되는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리(173)를 포함할 수 있다.
광 수신부(180)는 원격 제어기(200)가 발신한 적외선을 수신하는 복수의 적외선 수신기(181~186)와 복수의 적외선 수신기(181~186)가 수신한 적외선을 복조하여 사용자의 제어 명령을 획득하는 적외선 복조기(187)를 포함한다.
복수의 적외선 수신기(181~186)는 본체(101)의 전방에 마련된 제1 적외선 수신기(181), 본체(101)의 우측에 마련되는 제2 적외선 수신기(182), 본체(101)의 후방 우측에 마련되는 제3 적외선 수신기(183), 본체(101)의 후방 좌측에 마련되는 제4 적외선 수신기(184), 본체(101)의 좌측 마련되는 제5 적외선 수신기(185) 및 본체(101)의 전방에 마련된 제6 적외선 수신기(186)를 포함한다.
복수의 적외선 수신기(181~186)는 본체(101)의 외곽을 따라 마련되어 사방으로부터 전파되는 적외선을 수신할 수 있다. 또한, 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 원격 제어기(200)가 발신한 적외선을 수신하는 적외선 수신기의 위치에 따라 원격 제어기(200)가 가리키는 위치(광 스팟의 위치)가 판단될 수 있다.
예를 들어, 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하면 원격 제어기(200)는 본체(101)의 전방을 가리키는 것으로 판단될 수 있으며, 제2 적외선 수신기(182)가 적외선을 수신하면 원격 제어기(200)는 본체(101)의 우측을 가리키는 것으로 판단될 수 있다. 또한, 제3 적외선 수신기(183)와 제4 적외선 수신기(184)가 적외선을 수신하면 원격 제어기(200)가 본체(101)의 후방을 가리키는 것으로 판단될 수 있고, 제5 적외선 수신기(185)가 적외선을 수신하면 원격 제어기(200)가 본체(101)의 좌측을 가리키는 것으로 판단될 수 있다.
적외선 복조기(187)는 적외선 수신기(181~186)가 수신한 적외선을 복조한다. 원격 제어기(200)는 사용자의 제어 명령에 따라 적외선을 변조하며, 적외선 복조기(187)는 원격 제어기(200)가 변조한 적외선을 복조하고 사용자의 제어 명령을 획득한다.
또한, 적외선 복조기(187)는 획득한 제어 명령을 제1 제어부(190)에 제공한다.
제1 제어부(190)는 청소 로봇(100)의 동작을 총괄 제어한다
제1 제어부(190)는 원격 제어기(200)를 통하여 사용자로부터 입력되는 제어 명령, 영상 획득부(120)가 획득한 영상, 장애물 감지부(130)의 출력 및 단차 감지부(140)의 출력에 따라 주행부(250) 및 청소부(260)를 제어한다.
예를 들어, 원격 제어기(200)로부터 자동 청소 명령이 수신되면 제1 제어부(190)는 청소 로봇(100)이 장애물 감지부(130)에 의하여 감지되는 장애물 및 단차 감지부(140)에 의하여 감지되는 단차를 회피하면서 이동하도록 주행부(250)를 제어한다.
또한, 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 수신되면 제1 제어부(190)는 복수의 적외선 수신기(181~186) 중에 드래그 명령을 포함한 적외선을 수신하는 적외선 수신기의 위치에 따라 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)을 향하여 이동하도록 주행부(250)를 제어한다.
이와 같은 제1 제어부(190)는 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 하나 또는 2이상의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 아래에서 설명할 청소 로봇(100)의 동작은 제1 제어부(190)가 출력하는 제어 신호에 의하여 수행되는 것이다.
도 13는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 적외선을 감지할 수 있는 적외선 감지 범위를 도시하고, 도 14a 및 도 14b는 일 실시예에 의한 원격 제어기의 위치에 따라 일 실시예에 의한 청소 로봇의 적외선 감지 범위의 변화를 도시한다.
사용자가 원격 제어기(200)를 이용하여 청소 로봇(100)를 이동시키는 경우, 원격 제어기(200)는 청소 로봇(100)이 이동할 위치를 향하여 적외선을 발신하고, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치에서 반사되는 적외선을 수신한다.
반사되는 적외선은 원격 제어기(200)로부터 직접 발신된 적외선에 비하여 전파 거리가 짧기 때문에 청소 로봇(100)은 도 13에 도시된 바와 같은 적외선 수신 범위(AR) 안에서 반사되는 적외선을 수신할 수 있으며, 적외선 수신 범위(AR) 밖에서 반사되는 적외선은 수신할 수 없다.
다시 말해, 광 스팟(LS)이 적외선 수신 범위(AR) 내에 위치하는 경우, 청소 로봇(100)은 사용자의 제어 명령을 수신할 수 있고, 광 스팟(LS)의 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 적외선 수신 범위(AR) 내에 위치하는 제1 광 스팟(LS1)은 검출할 수 있으나, 적외선 수신 범위(AR) 밖에 위치하는 제2 광 스팟(LS2)은 검출할 수 없다.
이때, 적외선 수신 범위가 도 13에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)을 중심으로 하는 원형에 한정되어 정해지는 것은 아니다.
구체적으로, 적외선 수신 범위(AR)는 청소 로봇(100)을 중심으로 원격 제어기(200)를 향하여 확장되고 원격 제어기(200)의 반대편은 축소된 타원형을 갖을 수 있다.
예를 들어, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 로봇(100)의 전방 좌측에 위치하는 경우, 적외선 수신 범위(AR)는 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)을 중심으로 전방 좌측으로 확장되고 후방 우측으로 축소될 수 있다.
그 결과, 도 14a에 도시된 바와 같이 원격 제어기(200)에 의하여 형성된 광 스팟(LS)이 원격 제어기(200)와 가까운 방향에 위치하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치를 검출할 수 있고, 사용자의 제어 명령을 수신할 수 있다.
반면, 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)으로부터 같은 거리에 위치하더라도 광 스팟(LS)이 원격 제어기(200)로부터 먼 방향에 위치하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치를 검출할 수 없고, 사용자의 제어 명령 역시 수신할 수 없다.
이상에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)과 원격 제어기(200)의 구성에 대하여 설명하였다.
이항에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)과 원격 제어기(200)의 동작에 대하여 설명한다.
도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시하고, 도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치의 이동 경로를 따라서 이동한다. 즉, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 형성하는 광 스팟(LS)를 추종한다.
도 15, 도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b을 참조하여, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)을 추종하는 광 스팟 추종 방법(1000)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1010).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1010의 아니오), 청소 로봇(100)은 수행 중인 동작을 계속한다.
드래그 명령이 수신되면(1010의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1020).
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1030).
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 광 스팟(LS)의 상대적 위치가 검출되면 청소 로봇(100)은 도 16a에 도시된 바와 같이 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)의 좌측에 마련된 제4 또는 제5 적외선 수신기(184, 185)가 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 제자리에서 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이와 반대로 청소로봇(100)의 우측에 마련된 제2 또는 제3 적외선 수신기(182, 183)가 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 제자리에서 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 도 16b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다.
다른 예로, 광 스팟(LS)의 상대적 위치가 검출되면 청소 로봇(100)은 도 17a에 도시된 바와 같이 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)의 좌측에 마련된 제4 또는 제5 적외선 수신기(184, 185)가 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 반시계 방향으로 회전하면서 정지없이 이동할 수 있다. 이와 반대로 청소로봇(100)의 우측에 마련된 제2 또는 제3 적외선 수신기(182, 183)가 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 반시계 방향으로 회전하면서 정지없이 이동할 수 있다.
도 17b에 도시된 바와 같이 정지없이 곡선 이동하는 경우, 정지없이 이동하므로 청소 로봇(100)은 보다 빠르게 광 스팟(LS)의 위치에 도달할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1040). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 드래그 명령을 중지하는 경우, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하면 사용자는 드래그 명령을 중지할 수 있다. 즉, 사용자는 원격 제어기(200)의 드래그 버튼(211e)를 가압하는 것을 중지할 수 있다.
이처럼, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달한 경우, 드래그 명령의 수신이 중단될 수 있다.
다른 예로, 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어나는 경우, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
사용자가 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 빠르게 이동시키는 경우, 광 스팟(LS)은 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위를 벗어나게 된다.
이처럼 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위를 벗어나면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못하게 되어, 드래그 명령의 수신이 중단된다.
이처럼, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1040의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1040의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1050).
청소 로봇(100)이 드래그 명령을 포함한 적외선의 수신이 중단되면, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하였거나 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 가리키는 것이므로 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고 사용자의 다음 명령을 대기한다.
도 18은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 지정된 위치를 집중적으로 청소하는 집중 청소 방법을 도시하고, 도 19a, 도 19b 및 도 19c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 지정된 위치를 집중적으로 청소하는 일 예를 도시한다.
자동 청소 중에 청소 로봇(100)은 청소 경로를 따라 이동하면서 청소 영역을 청소한다. 사용자는 원격 제어기(200)를 이용하여 자동 청소 중이던 청소 로봇(100)을 지정된 위치까지 이동시킬 수 있으며, 청소 로봇(100)이 지정된 위치를 집중 청소하도록 할 수 있다.
도 18, 도 19a, 도 19b 및 도 19c를 참조하여, 자동 청소 동작 중이던 청소 로봇(100)이 지정된 위치를 집중 청소하는 집중 청소 방법(1100)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 사용자의 자동 청소 명령에 의하여 청소 영역을 자동으로 청소한다(1105).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 19a에 도시된 바와 같이 미리 정해진 자동 청소 경로를 따라서 이동하면서 청소 영역을 청소할 수 있다.
그러나, 자동 청소 동작은 도 19a에 도시된 바에 한정되는 것이 아니며, 청소 로봇(100)은 임의로 이동하면서 청소할 수도 있다. 구체적으로, 청소 로봇(100)은 임의의 방향으로 이동하다가 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물 또는 진입 금지 영역이 검출되면, 청소 로봇(100)은 이동 방향을 임의의 방향으로 변경하여 이동할 수도 있다.
자동 청소 동작 중에 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1110).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1110의 아니오), 청소 로봇(100)은 자동 청소 동작을 계속 수행한다.
드래그 명령이 수신되면(1110의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1120). 예를 들어, 도 19a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1130). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 19b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전하고, 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1140). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1140의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1140의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1150).
이후, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 집중 청소 명령이 수신되는지를 판단한다(1160).
사용자는 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하면, 드래그 명령을 중지하고 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 집중 청소 명령을 입력할 수 있다.
집중 청소 명령이 수신되면(1160의 예), 청소 로봇(100)는 정지된 위치에서 집중 청소 동작을 수행한다(1170).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지된 위치로부터 일정한 범위 안에서 나선형의 청소 경로를 따라서 이동하면서 청소 영역을 청소할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지된 위치로부터 일정한 범위 안에서 임의의 주행 경로를 따라서 이동하면서 미리 정해진 시간 동안 청소 영역을 청소할 수 있다.
집중 청소 동작이 완료되면 청소 로봇(100)은 자동 청소 동작을 수행한다(1175).
예를 들어, 도 19c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 집중 청소 동작이 완료된 위치로부터 자동 청소 경로(CT)로 되돌아 갈 수 있다. 이후, 청소 로봇(100)은 자동 청소 경로(CT)를 따라서 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 집중 청소 동작이 완료된 위치에서 임의의 방향으로 이동할 수 있다. 이후, 청소 로봇(100)의 이동을 방해하는 장애물 또는 진입 금지 영역이 검출되면, 청소 로봇(100)은 이동 방향을 임의의 방향으로 변경하여 이동할 수 있다.
집중 청소 명령이 수신되지 않으면(1160의 아니오), 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 재수신되는지를 판단한다(1180).
원격 제어기(200)가 가리키는 위치 즉 광 스팟(LS)이 너무 빠르게 이동하여 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어난 경우, 사용자는 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 다시 드래그 명령을 입력할 수 있다.
드래그 명령이 재수신되면(1180의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동을 반복한다.
드래그 명령이 재수신되지 않으면(1180의 아니오), 청소 로봇(100)는 집중 청소 명령을 기다린 시간이 제1 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1190).
집중 청소 명령을 기다린 시간이 제1 기준 대기 시간 미만이면(1190의 아니오), 청소 로봇(100)은 집중 청소 명령 또는 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단한다.
집중 청소 명령을 기다린 시간이 제1 기준 대기 시간 이상이면(1190의 예), 청소 로봇(100)은 자동 청소 동작을 다시 수행한다(1175).
드래그 명령의 수신이 중단된 이후 제1 기준 대기 시간 동안 집중 청소 명령 또는 드래그 명령이 입력되지 않으면 청소 로봇(100)은 사용자가 집중 청소 명령을 입력할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 이유로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령 이전에 수행하던 자동 청소 동작을 다시 수행한다.
도 20은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 새로운 청소 경로를 생성하는 청소 경로 생성 방법을 도시하고, 도 21a, 도 21b 및 도 21c은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 청소 경로를 생성하는 일 예를 도시한다.
또한, 도 22는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 20에 도시된 방법에 의하여 생성된 청소 경로를 따라 이동하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 이동하는 점을 이용하여 사용자는 청소 경로를 생성하고, 청소 로봇(100)이 생성된 청소 경로를 저장하도록 할 수 있다.
도 20, 도 21a, 도 21b 및 도 21c를 참조하여, 청소 경로를 생성하는 청소 경로 생성 방법(1200)을 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 청소 경로 생성 명령이 수신되는지를 판단한다(1205).
새로운 청소 경로를 생성하고자 하는 사용자는 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 청소 경로 생성 명령을 입력할 수 있다.
사용자는 드래그 명령을 이용하여 새로운 청소 경로를 생성할 위치까지 이동시킨 후 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 청소 경로 생성 명령을 입력할 수 있다.
청소 경로 생성 명령이 수신되면(1205의 예), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1210).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
실시 형태에 따라, 청소 경로 생성 명령을 수신한 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고, 드래그 명령을 대기할 수도 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1210의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 기다린 시간이 제2 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1215).
드래그 명령을 기다린 시간이 제2 기준 대기 시간 미만이면(1215의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단하다.
드래그 명령을 기다린 시간이 제2 기준 대기 시간 이상이면(1215의 예), 청소 로봇(100)은 청소 경로를 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
드래그 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제2 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 새로운 청소 경로를 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 청소 경로 생성 명령 이전에 수행하던 동작을 수행한다.
드래그 명령이 수신되면(1210의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1220). 예를 들어, 도 21a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1230). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 21b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 이동하는 이동 경로를 저장한다(1235).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 좌측 주행 바퀴(153a)의 회전 변위와 우측 주행 바퀴(153b)의 회전 변위를 기초로 청소 로봇(100)의 이동 경로(이동 거리 및 이동 좌표)를 산출하고, 산출된 이동 경로를 저장부(170)에 저장할 수 있다.
좌측 주행 바퀴(153a)의 회전 변위와 좌측 주행 바퀴(153a)의 좌측 주행 바퀴(153a)의 직경 사이의 곱은 좌측 주행 바퀴(153a)의 회전에 의하여 좌측 주행 바퀴(153a)가 이동한 거리를 나타내고, 우측 주행 바퀴(153b)의 회전 변위와 우측 주행 바퀴(153b)의 직경 사이의 곱은 우측 주행 바퀴(153b)의 회전에 의하여 우측 주행 바퀴(153b)가 이동한 거리를 나타낸다.
좌측 주행 바퀴(153a)가 이동한 거리와 우측 주행 바퀴(153b)가 이동한 거리가 같으면 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 직선 이동한 것으로 판단하고, 직선 이동하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 이동 거리와 이동 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 좌측 주행 바퀴(153a)가 이동한 거리와 우측 주행 바퀴(153b)가 이동한 거리가 상이하면 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 곡선 이동한 것으로 판단하고, 곡선 이동하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 이동 거리와 이동 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 좌측 주행 바퀴(153a)의 회전 방향과 우측 주행 바퀴(153b)의 회전 방향이 상이하면 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 제자리에서 회전한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 청소 로봇(100)은 좌측 주행 바퀴(153a)가 이동한 거리와 우측 주행 바퀴(153b)가 이동한 거리를 비교함으로써 청소 로봇(100)의 이동 경로를 산출할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하는 동안 청소 로봇(100)은 전술한 방법으로 산출된 이동 경로를 저장부(170)의 휘발성 메모리(173)에 임시로 저장할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1240). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1240의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 반복한다.
광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)의 이동 및 이동 경로의 저장이 반복되면, 도 21c에 도시된 바와 같이 특정한 형태의 이동 경로가 생성되고, 생성된 이동 경로는 저장부(170)에 저장된다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1240의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1250).
이후, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 청소 경로 저장 명령이 수신되는지를 판단한다(1260).
사용자는 원하는 청소 경로가 완성되면, 드래그 명령을 중지하고 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 청소 경로 저장 명령을 입력할 수 있다.
청소 경로 저장 명령이 수신되면(1260의 예), 청소 로봇(100)는 저장부(170)에 저장된 이동 경로를 기초로 새로운 청소 경로를 생성한다(1270).
구체적으로, 청소 로봇(100)은 비휘발성 메모리(171)에 새로운 청소 경로를 저장할 저장 공간을 확보하고, 저장부(170)의 휘발성 메모리(173)에 저장된 이동 경로를 비휘발성 메모리(171)의 확보된 저장 공간에 저장한다.
또한, 청소 로봇(100)은 청소 경로의 이름, 저장 위치 등의 새로운 청소 경로와 관련된 정보를 비휘발성 메모리(171)에 저장한다.
예를 들어, 청소 경로 저장 명령이 수신되면 청소 로봇(100)은 도 21c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 이동한 이동 경로를 청소 경로로 저장부(170)에 저장할 수 있다.
청소 경로 저장 명령이 수신되지 않으면(1260의 아니오), 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 재수신되는지를 판단한다(1280).
원격 제어기(200)가 가리키는 위치 즉 광 스팟(LS)이 너무 빠르게 이동하여 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어난 경우, 사용자는 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 다시 드래그 명령을 입력할 수 있다.
드래그 명령이 재수신되면(1280의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 다시 반복한다.
드래그 명령이 재수신되지 않으면(1280의 아니오), 청소 로봇(100)는 청소 경로 저장 명령을 기다린 시간이 제3 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1290).
청소 경로 저장 명령을 기다린 시간이 제3 기준 대기 시간 미만이면(1290의 아니오), 청소 로봇(100)은 청소 경로 저장 명령 또는 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단한다.
청소 경로 저장 명령을 기다린 시간이 제3 기준 대기 시간 이상이면(1290의 예), 청소 로봇(100)은 청소 경로를 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
청소 경로 저장 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제3 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 청소 경로를 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 청소 경로를 생성하는 동작을 종료하는 것이다.
도 20에 도시된 청소 경로 생성 방법(1200)을 통하여 새로운 청소 경로가 생성되면, 청소 로봇(100)은 사용자의 제어 명령에 따라 새로이 생성된 청소 경로를 따라 이동하면서 청소 영역을 청소할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 도 21c에 도시된 바와 같은 청소 경로를 생성한 경우, 사용자는 생성된 청소 경로를 따라서 청소하도록 청소 로봇(100)에 자동 청소 명령할 수 있으며, 이와 같은 자동 청소 명령이 수신되면 청소 로봇(100)은 도 22에 도시된 바와 같이 청소 경로를 따라 이동하면서 청소한다.
도 23은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 집중 청소 영역을 생성하는 집중 청소 영역 생성 방법을 도시하고, 도 24a, 도 24b 및 도 24c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 집중 청소 영역을 생성하는 일 예를 도시한다.
도 25는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 23에 도시된 방법에 의하여 생성된 집중 청소 영역을 청소하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 이동하는 점을 이용하여 사용자는 청소 로봇(100)이 집중적으로 청소하는 집중 청소 영역을 생성하고, 청소 로봇(100)이 생성된 집중 청소 영역을 저장하도록 할 수 있다.
도 23, 도 24a, 도 24b 및 도 24c를 참조하여, 집중 청소 영역을 생성하는 집중 청소 영역 생성 방법(1300)을 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 청소 영역 생성 명령이 수신되는지를 판단한다(1305).
사용자는 드래그 명령을 이용하여 집중 청소 영역을 생성할 위치까지 이동시킨 후 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 청소 영역 생성 명령을 입력할 수 있다.
청소 영역 생성 명령이 수신되면(1305의 예), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1310).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
실시 형태에 따라, 청소 영역 생성 명령을 수신한 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고, 드래그 명령을 대기할 수도 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1310의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 기다린 시간이 제4 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1315).
드래그 명령을 기다린 시간이 제4 기준 대기 시간 미만이면(1315의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단하다.
드래그 명령을 기다린 시간이 제4 기준 대기 시간 이상이면(1315의 예), 청소 로봇(100)은 집중 청소 영역을 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
드래그 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제4 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 집중 청소 영역을 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 청소 영역 생성 명령 이전에 수행하던 동작을 수행한다.
드래그 명령이 수신되면(1310의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1320). 예를 들어, 도 24a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1330). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 24b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 이동하는 이동 경로를 저장한다(1335).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 좌측 주행 바퀴(153a)의 회전 변위와 우측 주행 바퀴(153b)의 회전 변위를 기초로 청소 로봇(100)의 이동 경로(이동 거리 및 이동 좌표)를 산출하고, 산출된 이동 경로를 저장부(170)에 저장할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1340). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1340의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 반복한다.
광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)의 이동 및 이동 경로의 저장이 반복되면, 도 24c에 도시된 바와 같이 특정한 형태의 이동 경로가 생성되고, 생성된 이동 경로는 저장부(170)에 저장된다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1340의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1350).
이후, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 청소 영역 설정 명령이 수신되는지를 판단한다(1360).
청소 로봇(100)이 집중 청소 영역의 외곽선을 모두 형성하면 사용자는 드래그 명령을 중지하고 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 청소 영역 설정 명령을 입력할 수 있다.
이때, 집중 청소 영역을 생성하는 이동 경로는 도 24c에 도시된 바와 같이 폐곡선으로 생성하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 청소 로봇(100)의 이동 경로와 장애물 등의 외곽선을 조합하여 폐곡선이 형성되더라도 무방하다.
청소 영역 설정 명령이 수신되면(1360의 예), 청소 로봇(100)는 저장부(170)에 저장된 이동 경로의 내부를 집중 청소 영역으로 설정한다(1370).
구체적으로, 청소 로봇(100)은 비휘발성 메모리(171)에 새로운 집중 청소 영역을 저장할 저장 공간을 확보하고, 확보된 저장 공간에 새로운 집중 청소 영역과 새로운 집중 청소 영역과 관련된 정보를 저장한다.
예를 들어, 청소 영역 설정 명령이 수신되면 청소 로봇(100)은 도 24c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 이동한 이동 경로의 내부를 집중 청소 영역으로 저장부(170)에 저장할 수 있다.
청소 영역 설정 명령이 수신되지 않으면(1360의 아니오), 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 재수신되는지를 판단한다(1380).
원격 제어기(200)가 가리키는 위치 즉 광 스팟(LS)이 너무 빠르게 이동하여 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어난 경우, 사용자는 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 다시 드래그 명령을 입력할 수 있다.
드래그 명령이 재수신되면(1380의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 다시 반복한다.
드래그 명령이 재수신되지 않으면(1380의 아니오), 청소 로봇(100)는 청소 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제5 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1390).
청소 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제5 기준 대기 시간 미만이면(1390의 아니오), 청소 로봇(100)은 청소 영역 설정 명령 또는 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단한다.
청소 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제5 기준 대기 시간 이상이면(1390의 예), 청소 로봇(100)은 집중 청소 영역을 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
청소 영역 설정 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제5 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 집중 청소 영역을 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 집중 청소 영역을 생성하는 동작을 종료하는 것이다.
도 23에 도시된 청소 영역 생성 방법(1300)을 통하여 집중 청소 영역이 생성되면, 청소 로봇(100)은 사용자의 제어 명령에 따라 새롭게 생성된 집중 청소 영역을 집중 청소할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 도 24c에 도시된 바와 같은 집중 청소 영역을 생성한 경우, 사용자가 집중 청소 영역을 청소하도록 청소 로봇(100)에 집중 청소 명령을 입력하면 청소 로봇(100)은 도 25에 도시된 바와 같이 집중 청소 영역 내부를 청소한다.
도 26은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 생성하는 진입 금지 영역 생성 방법을 도시하고, 도 27a, 도 27b 및 도 27c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 생성하는 일 예를 도시한다.
도 28은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 도 26에 도시된 방법에 의하여 생성된 진입 금지 영역을 회피하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 이동하는 점을 이용하여 사용자는 청소 로봇(100)의 진입을 금지하는 진입 금지 영역을 생성하고, 청소 로봇(100)이 생성된 집중 청소 영역을 저장하도록 할 수 있다.
도 26, 도 27a, 도 27b 및 도 27c를 참조하여, 진입 금지 영역을 생성하는 진입 금지 영역 생성 방법(1400)을 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 금지 영역 생성 명령이 수신되는지를 판단한다(1405).
사용자는 드래그 명령을 이용하여 진입 금지 영역을 생성할 위치까지 이동시킨 후 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 금지 영역 생성 명령을 입력할 수 있다.
금지 영역 생성 명령이 수신되면(1405의 예), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1410).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
실시 형태에 따라, 금지 영역 생성 명령을 수신한 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고, 드래그 명령을 대기할 수도 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1410의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 기다린 시간이 제6 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1415).
드래그 명령을 기다린 시간이 제6 기준 대기 시간 미만이면(1415의 아니오), 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단하다.
드래그 명령을 기다린 시간이 제6 기준 대기 시간 이상이면(1415의 예), 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역을 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
드래그 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제6 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 진입 금지 영역을 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 금지 영역 생성 명령 이전에 수행하던 동작을 수행한다.
드래그 명령이 수신되면(1410의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1420). 예를 들어, 도 27a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1430). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 27b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 이동하는 이동 경로를 저장한다(1435).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 좌측 주행 바퀴(153a)의 회전 변위와 우측 주행 바퀴(153b)의 회전 변위를 기초로 청소 로봇(100)의 이동 경로(이동 거리 및 이동 좌표)를 산출하고, 산출된 이동 경로를 저장부(170)에 저장할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1440). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1440의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 반복한다.
광 스팟(LS)의 위치 검출, 광 스팟(LS)의 이동 및 이동 경로의 저장이 반복되면, 도 27c에 도시된 바와 같이 특정한 형태의 이동 경로가 생성되고, 생성된 이동 경로는 저장부(170)에 저장된다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1440의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1450).
이후, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 금지 영역 설정 명령이 수신되는지를 판단한다(1460).
청소 로봇(100)이 진입 금지 영역의 외곽선을 모두 형성하면 사용자는 드래그 명령을 중지하고 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 금지 영역 설정 명령을 입력할 수 있다.
이때, 진입 금지 영역을 생성하는 이동 경로는 도 27c에 도시된 바와 같이 폐곡선으로 생성하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 청소 로봇(100)의 이동 경로와 장애물 등의 외곽선을 조합하여 폐곡선이 형성되더라도 무방하다.
금지 영역 설정 명령이 수신되면(1460의 예), 청소 로봇(100)는 저장부(170)에 저장된 이동 경로의 내부를 진입 금지 영역으로 설정한다(1470).
구체적으로, 청소 로봇(100)은 비휘발성 메모리(171)에 새로운 진입 금지 영역을 저장할 저장 공간을 확보하고, 확보된 저장 공간에 새로운 진입 금지 영역과 새로운 진입 금지 영역과 관련된 정보를 저장한다.
예를 들어, 금지 영역 설정 명령이 수신되면 청소 로봇(100)은 도 27c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 이동한 이동 경로의 내부를 진입 금지 영역으로 저장부(170)에 저장할 수 있다.
금지 영역 설정 명령이 수신되지 않으면(1460의 아니오), 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 재수신되는지를 판단한다(1480).
원격 제어기(200)가 가리키는 위치 즉 광 스팟(LS)이 너무 빠르게 이동하여 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어난 경우, 사용자는 원격 제어기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 다시 드래그 명령을 입력할 수 있다.
드래그 명령이 재수신되면(1480의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)으로의 이동 및 이동 경로의 저장을 다시 반복한다.
드래그 명령이 재수신되지 않으면(1480의 아니오), 청소 로봇(100)는 금지 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제7 기준 대기 시간 이상인지를 판단한다(1490).
금지 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제7 기준 대기 시간 미만이면(1490의 아니오), 청소 로봇(100)은 금지 영역 설정 명령 또는 드래그 명령이 수신되는지를 다시 판단한다.
금지 영역 설정 명령을 기다린 시간이 제7 기준 대기 시간 이상이면(1490의 예), 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역을 생성하는 동작을 종료하고 이전의 동작을 수행한다.
금지 영역 설정 명령을 기다린 시간이 미리 정해진 제7 기준 대기 시간 이상이면, 청소 로봇(100)은 사용자가 진입 금지 영역을 생성할 의사가 없는 것으로 판단할 수 있으므로 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역을 생성하는 동작을 종료하는 것이다.
도 26에 도시된 금지 영역 생성 방법(1400)을 통하여 진입 금지 영역이 생성되면, 청소 로봇(100)은 사용자의 제어 명령에 따라 새롭게 생성된 진입 금지 영역을 집중 청소할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 도 27c에 도시된 바와 같은 진입 금지 영역을 생성한 경우, 사용자가 진입 금지 영역이 포함된 청소 영역을 자동 청소할 것을 명령하면 청소 로봇(100)은 도 28에 도시된 바와 같이 진입 금지 영역을 회피하여 이동한다.
도 29는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 장애물을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시하고, 도 30a, 도 30b 및 도 30c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 장애물을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치의 이동 경로를 따라서 이동한다. 즉, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 형성하는 광 스팟(LS)를 추종한다. 또한, 청소 로봇(100)가 이동할 경로 상에 장애물(O)이 위치하는 경우, 청소 로봇(100)은 장애물(O)을 회피하여 이동한다.
도 29, 도 30a, 도 30b 및 도 30c을 참조하여, 청소 로봇(100)이 장애물(O)을 회피하며 광 스팟(LS)을 추종하는 광 스팟 추종 방법(1500)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1510).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1510의 아니오), 청소 로봇(100)은 수행 중인 동작을 계속한다.
드래그 명령이 수신되면(1510의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1520). 예를 들어, 도 30a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1530). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 30a에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 이동할 경로 상의 장애물(O)을 감지한다(1533).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 전방을 향하여 적외선 또는 초음파를 발신하고, 장애물(O)로부터 반사되는 적외선 또는 초음파를 검출하여 청소 로봇(100) 전방에 장애물(O)이 위치하는지 여부 및 장애물(O)까지의 거리 등을 검출할 수 있다.
장애물(O)이 감지되면(1533의 예), 청소 로봇(100)은 장애물(O)의 외곽선을 따라 이동한다(1535).
예를 들어, 도 30b에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)을 추종하는 중에 청소 로봇(100) 전방에 위치한 장애물(O)이 감지되면, 청소 로봇(100)은 장애물(O)과 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)을 추종할 수 있다.
장애물(O)과 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)에 대한 추종을 계속하면, 청소 로봇(100)은 도 30c에 도시된 바와 같이 장애물(O)의 외곽선과 나란하게 이동하게 된다.
장애물(O)이 감지되지 않으면(1533의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)과의 최단 경로를 통하여 광 스팟(LS)을 추종한다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1540). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1540의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출 및 광 스팟(LS) 추종을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1540의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1550).
청소 로봇(100)이 드래그 명령을 포함한 적외선의 수신이 중단되면, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하였거나 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 가리키는 것이므로 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고 사용자의 다음 명령을 대기한다.
도 31은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시하고, 도 32a, 도 32b 및 도 32c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 진입 금지 영역을 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치의 이동 경로를 따라서 이동한다. 즉, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 형성하는 광 스팟(LS)를 추종한다. 또한, 청소 로봇(100)가 이동할 경로 상에 진입 금지 영역(FA)이 위치하는 경우, 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역(FA)을 회피하여 이동한다.
도 31, 도 32a, 도 32b 및 도 32c을 참조하여, 청소 로봇(100)이 진입 금지 영역(FA)을 회피하며 광 스팟(LS)을 추종하는 광 스팟 추종 방법(1600)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1610).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1610의 아니오), 청소 로봇(100)은 수행 중인 동작을 계속한다.
드래그 명령이 수신되면(1610의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1620). 예를 들어, 도 32a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1630). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 32b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 진입 금지 영역(FA)에 진입할지를 판단한다(1633).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)을 추종하기 위한 이동 경로를 산출하고, 산출된 이동 경로가 진입 금지 영역(FA)을 통과하는지를 판단할 수 있다.
진입 금지 영역(FA)에 진입할 것으로 예상되면(1633의 예), 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역(FA)의 외곽선을 따라 이동한다(1635).
예를 들어, 도 32c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)을 추종하는 중에 청소 로봇(100) 전방에 위치한 진입 금지 영역(FA)으로 진입할 것이 예상되면, 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역(FA)과 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)을 추종할 수 있다.
진입 금지 영역(FA)과 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)에 대한 추종을 계속하면, 청소 로봇(100)은 도 32c에 도시된 바와 같이 진입 금지 영역(FA)의 외곽선과 나란하게 이동하게 된다.
진입 금지 영역(FA)에 진입하지 않을 것으로 예상되면(1633의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)과의 최단 경로를 통하여 광 스팟(LS)을 추종한다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1640). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1640의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출 및 광 스팟(LS) 추종을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1640의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1650).
청소 로봇(100)이 드래그 명령을 포함한 적외선의 수신이 중단되면, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하였거나 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 가리키는 것이므로 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고 사용자의 다음 명령을 대기한다.
도 33은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 단차를 회피하면서 광 스팟을 추종하는 광 스팟 추종 방법을 도시하고, 도 34a, 도 34b 및 도 34c는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 단차를 회피하면서 광 스팟을 추종하는 일 예를 도시한다.
청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 가리키는 위치의 이동 경로를 따라서 이동한다. 즉, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 형성하는 광 스팟(LS)를 추종한다. 또한, 청소 로봇(100)가 이동할 경로 상에 단차(SP)이 위치하는 경우, 청소 로봇(100)은 진입 금지 영역(FR)을 회피하여 이동한다.
도 33, 도 34a, 도 34b 및 도 34c을 참조하여, 청소 로봇(100)이 단차(SP)을 회피하며 광 스팟(LS)을 추종하는 광 스팟 추종 방법(1700)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1710).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1710의 아니오), 청소 로봇(100)은 수행 중인 동작을 계속한다.
드래그 명령이 수신되면(1710의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1720). 예를 들어, 도 34a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)을 기준으로 하여 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)을 향하여 이동한다(1730). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 도 34b에 도시된 바와 같이 광 스팟(LS)을 향하여 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 향하여 이동하기 위하여 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치가 청소 로봇(100)의 정면이 되도록 제자리에서 회전하거나 또는 곡선 이동할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선 청소 로봇(100)의 전면에 위치한 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)에 의하여 수신되도록 회전 또는 곡선 이동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)은 정지한 후 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 회전한 후 광 스팟(LS)을 향하여 직선 이동할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 정지하지 않고 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 적외선을 수신하도록 곡선 이동할 수 있다.
광 스팟(LS)을 추종하는 동안 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)이 단차(SP)를 감지한다(1733).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 아래 방향을 향하여 적외선 또는 초음파를 발신하고, 청소 영역의 바닥으로부터 반사되는 적외선 또는 초음파를 검출한다. 만일 청소 영역의 바닥으로부터 반사되는 적외선 또는 초음파가 검출되지 않으면 청소 로봇(100)은 단차(SP)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
단차(SP)가 감지되면(1733의 예), 청소 로봇(100)은 단차(SP)의 외곽선을 따라 이동한다(1735).
예를 들어, 도 34c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)을 추종하는 중에 청소 로봇(100) 전방에 위치한 단차(SP)가 감지되면, 청소 로봇(100)은 단차(SP)와 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)을 추종할 수 있다.
단차(SP)와 일정한 거리를 유지하며 광 스팟(LS)에 대한 추종을 계속하면, 청소 로봇(100)은 도 34c에 도시된 바와 같이 단차(SP)의 외곽선과 나란하게 이동하게 된다.
단차(SP)가 감지되지 않으면(1733의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)과의 최단 경로를 통하여 광 스팟(LS)을 추종한다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1740). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지를 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하거나, 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 지시하게 되면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1740의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출 및 광 스팟(LS) 추종을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1740의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(1750).
청소 로봇(100)이 드래그 명령을 포함한 적외선의 수신이 중단되면, 청소 로봇(100)이 지정된 위치에 도달하였거나 사용자가 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위 밖을 가리키는 것이므로 청소 로봇(100)은 이동을 중지하고 사용자의 다음 명령을 대기한다.
도 35는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟의 모션을 통하여 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 모션 명령 수신 방법을 도시하고, 도 36, 도 37 및 도 38는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광 스팟의 모션을 통하여 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 일 예를 도시한다.
전술한 바와 같이 청소 로봇(100)은 사용자가 원격 제어기(200)를 가리키는 위치 즉 광 스팟(LS)의 위치를 검출할 수 있다.
또한, 사용자는 원격 제어기(200)가 가리키는 위치에 형성되는 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 청소 로봇(100)이 이동하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 광 스팟(LS)의 모션을 통하여 원격 제어기(200)에 제어 명령을 입력할 수도 있다.
이하에서는 이와 같이 광 스팟(LS)의 모션을 통하여 사용자가 제어 명령을 입력할 수 있는 동작 모드를 모션 명령 모드라고 한다.
도 35, 도 36, 도 37 및 도 38을 참조하여, 모션 명령 모드에서 청소 로봇(100)이 사용자의 제어 명령을 수신하는 모션 명령 수신 방법(1800)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 모션 명령 모드인지를 판단한다(1810).
모션 명령 모드는 전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 가리키는 위치에 형성되는 광 스팟(LS)의 모션을 통하여 사용자가 제어 명령을 입력하는 동작 모드이다.
모션 명령 모드로 판단되면(1810의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟의 위치를 검출한다(1820)
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치의 이동을 기초로 광 스팟(LS)의 모션을 판단한다(1830).
구체적으로, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)가 발신한 적외선을 수신하는 복수의 적외선 수신기(181~186) 중에 가장 강한 세기의 적외선을 수신하는 적외선 수신기의 변화를 기초로 광 스팟(LS)의 위치 이동을 검출할 수 있다.
또한, 청소 로봇(100)은 판단된 광 스팟(LS)의 모션을 기초로 사용자의 제어 명령을 판단한다(1840).
구체적으로, 사용자의 제어 명령과 광 스팟(LS)의 모션을 대응시킨 테이블을 사전에 저장부(170)에 저장하고, 청소 로봇(100)은 저장부(170)에 저장된 테이블을 참조하여 광 스팟(LS)의 모션으로부터 사용자의 제어 명령을 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 36에 도시된 바와 같이, 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 본체(101)를 가로질러 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 사용자가 동작 개시 명령을 입력한 것으로 판단할 수 있다.
다른 예로, 도 37에 도시된 바와 같이 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 좌측 외곽선을 따라 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 사용자가 동작 중지 명령을 입력한 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 도 38에 도시된 바와 같이 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 우측 외곽선을 따라 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 사용자가 복귀 명령을 입력한 것으로 판단할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 판단된 제어 명령에 따라 동작을 수행한다(1850).
예를 들어, 도 36에 도시된 바와 같이 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 본체(101)를 가로질러 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 청소를 개시한다.
다른 예로, 도 37에 도시된 바와 같이 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 좌측 외곽선을 따라 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 청소 동작을 중지한다.
또 다른 예로, 도 38에 도시된 바와 같이 사용자가 광 스팟(LS)을 청소 로봇(100)의 후방으로부터 청소 로봇(100)의 우측 외곽선을 따라 전방으로 이동시키면, 청소 로봇(100)은 충전 스테이션(미도시)으로 복귀한다.
도 39는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 방법을 도시하고, 도 40a, 도 40b, 도 40c 및 도 40d는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 일 예를 도시하고, 도 41은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 광스팟이 감지된 위치를 표시하는 다른 일 예를 도시한다.
도 39, 도 40a, 도 40b, 도 40c, 도 40d 및 도 41을 참조하여, 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치를 표시하는 방법(1900)에 대하여 설명한다.
우선, 청소 로봇(100)은 원격 제어기(200)로부터 드래그 명령이 수신되는지를 판단한다(1910).
사용자는 원격 제어기(200)의 유저 인터페이스(210)를 통하여 청소 로봇(100)에 드래그 명령을 입력할 수 있다.
사용자가 청소 로봇(100)이 이동할 위치(청소 영역의 바닥)를 가리키면서 원격 제어기(200)에 드래그 명령을 입력하면, 원격 제어기(200)는 드래그 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 가시광선과 함께 청소 로봇(100)이 이동할 위치에 조사한다.
이와 같이 원격 제어기(200)가 발신한 가시광선과 적외선은 청소 로봇이 이동할 위치에 광 스팟(LS)을 형성하며, 청소 영역의 바닥으로부터 반사된다.
이때, 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신하고, 수신한 적외선을 복조함으로써 드래그 명령을 획득할 수 있다.
드래그 명령이 수신되지 않으면(1910의 아니오), 청소 로봇(100)은 수행 중인 동작을 계속한다.
드래그 명령이 수신되면(1910의 예), 청소 로봇(100)은 광 수신부(180)를 통하여 광 스팟(LS)의 위치를 검출한다(1920).
전술한 바와 같이 원격 제어기(200)가 청소 영역의 바닥을 향하여 적외선을 조사하면 청소 로봇(100)은 청소 영역의 바닥에서 반사된 적외선을 광 수신부(180)를 통하여 수신한다.
이때, 광 수신부(180)에 포함된 복수의 적외선 수신기(181~186) 가운데 광 스팟(LS)으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 적외선 수신기가 가장 강한 세기의 적외선을 수신할 수 있다.
청소 로봇(100)은 가장 강한 세기의 적외선을 수신한 적외선 수신기의 위치를 기초로 광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 본체(101)의 전방에 설치된 제1 적외선 수신기(181)와 제6 적외선 수신기(186)가 가장 강한 세기의 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)이 본체(101)의 전방에 위치한 것으로 판단할 수 있고, 본체(101)의 우측에 설치된 제2 적외선 수신기(182)가 가장 강한 세기의 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)이 본체(101)의 우측에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 본체(101)의 후방에 설치된 제3 적외선 수신기(183) 및 제4 적외선 수신기(184)가 가장 강한 세기의 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)이 본체(101)의 후방에 위치한 것으로 판단할 수 있고, 본체(101)의 좌측에 설치된 제5 적외선 수신기(185)가 가장 강한 세기의 적외선을 수신하면 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)이 본체(101)의 좌측에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
광 스팟(LS)의 상대적 위치를 검출한 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 광 스팟(LS)의 위치 정보를 표시한다(1930).
예를 들어, 청소 로봇(100)은 디스플레이(113)를 통하여 광스팟 위치 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.
구체적으로, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 전방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 40a에 도시된 바와 같이 디스플레이(113)에 제1 광스팟 위치 표시 영상을 표시할 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 우측에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 40b에 도시된 바와 같이 디스플레이(113)에 제2 광스팟 위치 표시 영상을 표시할 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 후방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 40d에 도시된 바와 같이 디스플레이(113)에 제4 광스팟 위치 표시 영상을 표시할 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 후방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 40d에 도시된 바와 같이 디스플레이(113)에 제4 광스팟 위치 표시 영상을 표시할 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 도 41a에 도시된 바와 같이 광스팟 위치 정보를 표시하기 위한 별도의 디스플레이 모듈(113a, 113b, 113c, 113d)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(113a, 113b, 113c, 113d)은 본체(101)의 상측에 마련될 수 있으며, 디스플레이 모듈(113a, 113b, 113c, 113d)은 본체(101)의 전방에 마련된 제1 디스플레이 모듈(113a), 본체(101)의 우측에 마련된 제2 디스플레이 모듈(113b), 본체(101)의 좌측에 마련된 제3 디스플레이 모듈(113c), 본체(101)의 후방에 마련된 제4 디스플레이 모듈(113d)을 포함할 수 있다.
청소 로봇(100)은 디스플레이 모듈(113a, 113b, 113c, 113d)를 통하여 광스팟 위치 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.
구체적으로, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 전방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 41b에 도시된 바와 같이 제1 디스플레이 모듈(113a)을 발광시킬 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 우측에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 41c에 도시된 바와 같이 제2 디스플레이 모듈(113b)을 발광시킬 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 후방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 41d에 도시된 바와 같이 제3 디스플레이 모듈(113c)을 발광시킬 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 좌측에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 도 41e에 도시된 바와 같이 제4 디스플레이 모듈(113d)을 발광시킬 수 있다.
다른 예로, 청소 로봇(100)은 광스팟 위치 정보를 표시하기 위한 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 청소 로봇(100)은 스피커를 통하여 광스팟 위치 정보를 청각적으로 출력할 수 있다.
구체적으로, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 전방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 스피커를 통하여 "제1 사운드"를 출력하고, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 우측에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 스피커를 통하여 "제21 사운드"를 출력할 수 있다. 또한, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 후방에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 스피커를 통하여 "제3 사운드"를 출력하고, 광 스팟(LS)이 본체(101)의 좌측에 위치하는 것으로 판단되면 청소 로봇(100)은 스피커를 통하여 "제4 사운드"를 출력할 수 있다.
이후, 청소 로봇(100)은 드래그 명령의 수신이 중단되는지를 판단한다(1940). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선이 광 수신기(180)에 의하여 검출되지 않는지 판단한다.
드래그 명령의 수신은 다양한 이유로 인하여 중단될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 드래그 명령을 중지하는 경우, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다. 청소 로봇(100)이 광 스팟(LS)의 위치에 도달하면 사용자는 드래그 명령을 중지할 수 있다. 즉, 사용자는 원격 제어기(200)의 드래그 버튼(211e)를 가압하는 것을 중지할 수 있다.
다른 예로, 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)이 적외선을 수신할 수 있는 범위를 벗어나는 경우, 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못할 수 있다. 사용자가 원격 제어기(200)가 가리키는 위치를 빠르게 이동시키는 경우, 광 스팟(LS)은 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위를 벗어나게 된다. 이처럼 광 스팟(LS)이 청소 로봇(100)의 적외선 수신 범위를 벗어나면 청소 로봇(100)은 드래그 명령을 포함하는 적외선을 수신하지 못하게 되어, 드래그 명령의 수신이 중단된다.
드래그 명령의 수신이 계속되면(1940의 아니오), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 검출과 광 스팟(LS)의 위치 정보 출력을 반복한다.
드래그 명령의 수신이 중단되면(1040의 예), 청소 로봇(100)은 광 스팟(LS)의 위치 정보 출력을 중단한다(1950).
또한, 청소 로봇(100)는 광 스팟(LS)의 위치가 검출되지 않았음을 나타내는 광스팟 미검출 영상을 디스플레이(113)에 표시하거나, 광스팟 미검출 사운드를 스피커를 통하여 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 드래그 명령이 수신되면 청소 로봇(100)는 광 스팟(LS)의 위치 정보를 출력할 수 있다. 사용자는 청소 로봇(100)로부터 출력되는 광 스팟(LS)의 위치 정보를 기초로 원격 제어기(200)가 지시하는 위치를 판단할 수 있다.
이하, 도 42을 참조하여 청소 로봇 시스템의 구성의 다른 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 42은 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 사시도이다.
청소 로봇 시스템(2)은 원격 제어기(400)에서 출력하는 적외선 신호 또는 초음파 신호를 출력하고, 청소 로봇(300)이 출력된 적외선 신호 또는 초음파 신호를 수신하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리 및 청소 로봇(300)에서 원격 제어기(400)의 방향을 산출한다. 또한, 청소 로봇 시스템(2)은 원격 제어기(400)의 모션을 감지하여 지정 영역의 위치를 설정하고 청소 로봇(300)을 지정 영역으로 이동시킬 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇 시스템(2)은 원격 제어기(400)에서 동시에 출력한 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적외선 신호가 수신된 시점과 초음파 신호가 수신된 시점의 차이와 현재 기온에 기초하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 청소 로봇 시스템(2)은 원격 제어기(400)가 미리 설정된 거리 별로 상이한 복수 개의 적외선 신호를 출력하도록 제어하고, 출력된 적외선 신호를 수신 받아 미리 설정된 거리 데이터에 매칭시켜 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 청소 로봇 시스템(2)은 미리 설정된 높이에서 원격 제어기(400)와 지면 사이의 각도를 이용하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 청소 로봇 시스템(2)은 복수 개의 음파 수신부(380, 도 43 참조)에서 감지한 초음파 신호의 세기 또는 수신 시간에 기초하여 청소 로봇(300)을 기준으로 원격 제어기(400)가 위치한 방향을 산출할 수 있다.
또한, 청소 로봇 시스템(2)은 복수 개의 광 수신부(390, 도 43 참조) 중에서 특정 광 수신부(390)가 원격 제어기(400)에서 출력된 적외선 신호를 수신할 때까지 복수 개의 광 수신부(390)를 회전시킬 수 있다. 즉, 청소 로봇 시스템(2)은 청소 로봇(300)의 주행부(360, 도 43 참조)를 통해 청소 로봇(300) 바디 전체를 회전시켜 복수 개의 광 수신부(390, 도 43 참조)를 회전시킬 수도 있고, 광 수신 구동 모터(395, 도 43 참조)를 통해 하부 바디(302, 도 44 참조)를 고정시키고 복수 개의 광 수신부(390, 도 43 참조)가 마련된 상부 바디(303, 도 44 참조)를 회전 시켜 복수 개의 광 수신부(390, 도 43 참조)를 회전시킬 수도 있다. 따라서, 청소 로봇 시스템(2)은 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 방향을 매칭시킬 수 있다.
또한, 청소 로봇 시스템(2)은 청소 로봇(300)을 가리키는 시점의 원격 제어기(400)의 모션과 지정 영역을 가리키는 시점의 원격 제어기(400)의 모션을 감지하고, 감지한 모션에 기초하여 청소 로봇(300)을 이동시킬 영역의 위치를 설정하고, 청소 로봇(300)을 설정된 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 청소 로봇 시스템(2)은 지면을 따라 이동하면서 청소를 수행하고 적외선 신호 및 초음파 신호를 수신하여 사용자(U)가 지정한 영역으로 이동하는 청소 로봇(300) 및 청소 로봇(300)으로 적외선 신호 및 초음파 신호를 출력하고 감지한 모션을 청소 로봇(300)으로 전달하는 원격 제어기(400)를 포함할 수 있다.
청소 로봇(300)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 43, 도 44 및 도 45를 참조하여 설명하도록 한다. 또한, 원격 제어기(400)에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 46, 도 47, 도 48 및 도 49을 참조하여 설명하도록 한다.
이하, 도 43, 도 44 및 도 45를 참조하여 청소 로봇의 구성의 다른 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 43는 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 블록도이고, 도 44은 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 상부의 사시도이고, 도 45는 다른 일 실시예에 따른 청소 로봇의 하부의 사시도이다.
도 43, 도 44 및 도 45를 참조하면, 청소 로봇(300)은 메인 바디(301)로 구성될 수 있다. 또한, 메인 바디(301)는 원형의 형태를 갖을 수 있고, 메인 바디(301)의 내부 및 외부에는 청소 로봇(300)의 기능을 실현하기 위한 구성 부품이 마련된다. 또한, 청소 로봇(300)은 신호 수신부(335)가 마련되는 상부 바디(303) 및 주행부(360)가 마련되는 하부 바디(302)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(300)은 사용자(U)가 상호 작용하는 유저 인터페이스(320), 청소 로봇(300) 주변의 영상을 획득하는 영상 획득부(330), 장애물을 감지하는 장애물 감지부(340), 원격 제어기(400)로부터 데이터를 전달받는 제 1 통신부(350), 청소 로봇(300)을 이동시키는 주행부(360), 청소 공간을 청소하는 청소부(370), 프로그램과 각종 데이터를 저장하는 저장부(325), 원격 제어기(400)가 출력하는 적외선 신호 또는 초음파 신호를 수신하는 신호 수신부(335) 및 청소 로봇(300)의 동작을 총괄적으로 제어하는 로봇 제어부(310)를 포함할 수 있다.
유저 인터페이스(320)는 청소 로봇(300)의 상부 바디(303)의 상면에 마련될 수 있으며, 사용자(U)로부터 제어 명령을 입력받는 입력 버튼(321), 청소 로봇(300)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이(323) 및 사용자(U)의 음성 명령을 인식하는 마이크(324)를 포함할 수 있다.
입력 버튼(321)은 청소 로봇(300)을 턴온 또는 턴오프시키는 전원 버튼, 청소 로봇(300)을 동작시키거나 정지시키는 동작/정지 버튼, 청소 로봇(300)을 충전 스테이션으로 복귀시키는 복귀 버튼 등을 포함할 수 있다.
또한, 입력 버튼(321)에 포함된 각각의 버튼은 사용자(U)의 가압을 감지하는 푸시 스위치(push switch), 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자(U)의 신체 일부의 접촉을 감지하는 터치 스위치(touch switch)를 채용할 수 있다.
디스플레이(323)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 대응하여 청소 로봇(300)의 정보를 표시한다, 예를 들어, 디스플레이(323)는 청소 로봇(300)의 동작 상태, 전원의 상태, 사용자(U)가 선택한 청소 모드, 충전 스테이션으로의 복귀 여부 등을 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(323)는 자체 발광이 가능한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)와 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 또는 별도의 발원을 구비하는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 등을 채용할 수 있다.
마이크(324)는 사용자(U)의 음성 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 또한, 마이크(324)는 획득한 사용자(U)의 음성 신호의 크기를 로봇 제어부(310)가 인식할 수 있는 수준으로 변경하는 프로세서를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 실시 형태에 따라 유저 인터페이스(320)는 사용자(U)로부터 제어 명령을 입력받고, 입력받은 제어 명령에 대응하는 동작 정보를 표시하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)을 포함할 수 있다. 터치 스크린 패널은 동작 정보 및 사용자(U)가 입력할 수 있는 제어 명령을 표시하는 디스플레이(display), 사용자(U)의 신체 일부가 접촉한 좌표를 검출하는 터치 패널(touch panel), 터치 패널이 검출한 접촉 좌표를 기초로 사용자(U)가 입력한 제여 명령을 판단하는 터치 스크린 컨트롤러를 포함할 수 있다.
영상 획득부(330)는 청소 로봇(300) 주변의 영상을 획득하는 카메라 모듈(331)을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(331)은 청소 로봇(300)에 포함된 서브 바디의 상면에 마련될 수 있으며, 청소 로봇(300)의 상방으로부터 발산된 광을 집중시키는 렌즈, 광을 전기적 신호로 변환하는 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 영상 센서는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD (Charge Coupled Device) 센서를 채용할 수 있다.
카메라 모듈(331)은 청소 로봇(300)주변의 영상을 로봇 제어부(310)가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하고, 상방 영상에 대응하는 전기적 신호를 로봇 제어부(310)에 전달한다. 영상 획득부(330)가 제공한 영상은 로봇 제어부(310)가 청소 로봇(300)의 위치를 검출하는데 이용될 수 있다.
장애물 감지부(340)는 청소 로봇(300)의 이동을 방해하는 장애물을 감지한다.
여기서, 장애물이란 청소 공간의 바닥으로부터 돌출되어 청소 로봇(300)의 이동을 방해하는 모든 것을 의미하며, 테이블, 쇼파 등의 가구 뿐만 아니라 청소 공간을 구획하는 벽면도 장애물에 해당한다.
장애물 감지부(340)는 청소 로봇(300)의 전방을 향하여 광을 발신하는 광 발신 모듈(341), 장애물 등으로부터 반사된 광을 수신하는 광 수신 모듈(343) 및 청소 로봇(300)의 측면을 향하여 광을 발신하고 장애물로부터 반사되는 광을 수신하는 광 센서 모듈(345)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 청소 로봇(300)은 장애물을 감지하기 위하여 적외선 등의 광을 이용하나 이에 한정되는 것은 아니며, 초음파 또는 전파 등을 이용할 수도 있다.
제1 통신부(350)는 원격 제어기(400)로부터 데이터를 수신하여 로봇 제어부(310)의 청소 로봇(300) 제어에 이용된다. 또한, 제1 통신부(350)는 제1 통신 모듈(353) 및 제 1 통신 포트(351)를 포함할 수 있다.
제1 통신 모듈(353)은 원격 제어기(400)의 제2 통신 모듈(451, 도 46 참조)과 세션이 완료되었는지를 확인하고, 모션에 대한 데이터를 수신받기 위한 통신 신호를 수신받는다. 구체적으로, 제1 통신 모듈(353)은 안테나 시스템, RF 트랜시버, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 오실레이터, 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(Subscriber Identity Module, SIM) 카드, 메모리 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이러한 기능을 수행하기 위한 주지의 회로를 포함할 수 있다.
또한, 제1 통신 모듈(353)은 월드 와이드 웹(World Wide Web, WWW)으로 불리는 인터넷, 인트라넷과 네트워크 및/또는, 셀룰러 전화 네트워크, 무선 LAN 및/또는 MAN(Metropolitan Area Network)와 같은 무선 네트워크, 그리고 무선 통신에 의하여 제2 통신 모듈(451, 도 46 참조) 및 네트워크와 통신할 수 있다.
무선 통신은 GSM (Global System for Mobile Communication), EDGE (Enhanced Data GSM Environment), WCDMA (wideband code division multiple access), CDMA (code division multiple access), TDMA (time division multiple access), 블루투스 (Bluetooth), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC (Near Field Communication), 지그비 (Zigbee), 와이 파이 (Wireless Fidelity, Wi-Fi)(예를 들어, IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g 및/또는 IEEE802.11n), VoIP (voice over Internet Protocol), Wi-MAX, WFD (Wi-Fi Direct), UWB (ultra wideband), 적외선 통신 (IrDA, infrared Data Association), 이메일, 인스턴트 메시징 (instant messaging) 및/또는 단문 문자 서비스(SMS)용 프로토콜 또는 기타 다른 적절한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 이외에도 다양한 무선 통신 방식이 무선 통신의 일례로 이용될 수 있을 것이다.
또한, 위에서 언급한 무선 통신 방식은 제1 통신 모듈(353)에서 하나만을 이용하는 것이 아니라, 위에서 언급한 무선 통신 방법 중 적어도 하나가 이용될 수도 있다.
제1 통신 포트(351)는 제2 통신 모듈(451, 도 46 참조)에서 전달하고자 하는 데이터를 제1 통신 모듈(353)로 전달하는 경로를 제공한다.
주행부(360)는 청소 로봇(300)을 이동시키는 구성으로서, 주행부(360)는 주행 바퀴(363), 바퀴 구동 모터(361) 및 캐스터 바퀴(365)를 포함할 수 있다.
주행 바퀴(363)는 메인 바디(301) 저면의 좌우 가장자리에 마련될 수 있으며, 청소 로봇(300)의 전방을 기준으로 청소 로봇(300)의 좌측에 마련되는 좌측 주행 바퀴(363b)와 청소 로봇(300)의 우측에 마련되는 우측 주행 바퀴(363a)를 포함할 수 있다.
또한, 주행 바퀴(363)는 바퀴 구동 모터(361)로부터 회전력을 제공받아 청소 로봇(300)을 이동시킨다.
바퀴 구동 모터(361)는 주행 바퀴(363)를 회전시키는 회전력을 생성하며, 좌측 주행 바퀴(363b)를 회전시키는 좌측 구동 모터와 우측 주행 바퀴(363a)를 회전시키는 우측 구동 모터를 포함할 수 있다.
좌측 구동 모터와 우측 구동 모터는 각각 로봇 제어부(310)로부터 구동 제어 신호를 수신하여 독립적으로 동작할 수 있다. 이와 같이 독립적으로 동작하는 좌측 구동 모터와 우측 구동 모터에 의하여 좌측 주행 바퀴(363b)와 우측 주행 바퀴(363a)는 서로 독립적으로 회전할 수 있다.
또한, 좌측 주행 바퀴(363b)와 우측 주행 바퀴(363a)가 독립적으로 회전할 수 있으므로 청소 로봇(300)는 전진 주행, 후진 주행, 회전 주행 및 제자리 회전 등 다양한 주행이 가능하다.
예를 들어, 좌우측 주행 바퀴(363a) 모두가 제1 방향으로 회전하면 청소 로봇(300)은 전방으로 직선 주행(전진)하고, 좌우측 주행 바퀴(363a) 모두가 제2 방향으로 회전하면 메인 바디(301)는 후방으로 직선 주행(후진)할 수 있다.
또한, 좌우측 주행 바퀴(363a)가 같은 방향으로 회전하되, 서로 다른 속도로 회전하면 청소 로봇(300)은 우측 또는 좌측으로 회전 주행하며. 좌우측 주행 바퀴(363a)가 서로 다른 방향으로 회전하면 청소 로봇(300)은 제자리에서 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전할 수 있다.
캐스터 바퀴(365)는 메인 바디(301)의 저면에 설치되어 청소 로봇(300)의 이동 방향에 따라 캐스터 바퀴(365)의 회전축이 회전할 수 있다. 이와 같이 청소 로봇(300)의 이동 방향에 따라 바퀴의 회전축이 회전하는 캐스터 바퀴(365)는 청소 로봇(300)의 주행을 방해하지 않으며, 청소 로봇(300)이 안정된 자세를 유지한 채 주행할 수 있도록 한다.
또한, 이외에도 주행부(360)는 로봇 제어부(310)의 제어 신호에 따라 바퀴 구동 모터(361)에 구동 전류를 공급하는 모터 구동 회로, 바퀴 구동 모터(361)의 회전력을 주행 바퀴(363)에 전달하는 동력 전달 모듈, 바퀴 구동 모터(361) 또는 주행 바퀴(363)의 회전 변위 및 회전 속도를 검출하는 회전 감지 센서 등을 더 포함할 수 있다.
청소부(370)는 청소 영역의 먼지를 비산 시키고 안내하는 브러시(373), 브러시(373)를 회전시키는 브러시 구동 모터(371) 및 브러시(373)가 비산시키는 먼지를 흡입하여 저장하는 먼지통(377)을 포함한다.
구체적으로 브러시(373)는 청소 공간의 먼지를 비산시키는 메인 브러시(373c), 청소 공간의 먼지를 메인 브러시(373c)를 향하여 안내하는 한 쌍의 사이드 브러시(373a, 373b)를 포함한다.
메인 브러시(373c)는 본체의 저면에 형성된 먼지 흡입구(305)에 마련되어 본체가 주행하는 방향과 수직한 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 공간의 먼지를 먼지 흡입구(305)를 내부로 비산시킨다.
사이드 브러시(373a, 373b)는 메인 바디(301) 저면의 전방 좌우 가장자리에 설치된다. 즉 사이드 브러시(373a, 373b)는 한 쌍의 주행 바퀴(363)의 전방에 설치된다. 이와 같은 사이드 브러시(373a, 373b)는 메인 바디(301)의 저면과 수직한 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 메인 브러시(373c)가 청소하지 못하는 청소 영역의 먼지를 쓸어 먼지를 메인 브러시(373c)를 향하여 안내한다. 또한, 사이드 브러시(373a, 373b)는 제자리에서 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 청소 로봇(300) 외부로 돌출 가능하게 설치됨으로써 청소 로봇(300)이 청소하는 영역을 확장시킬 수도 있다.
브러시 구동 모터(371)는 브러시(373)에 인접하게 마련되어 로봇 제어부(310)의 청소 제어 신호에 따라 브러시(373)를 회전시킨다.
도면에는 도시되지 않았으나, 청소부(370)는 로봇 제어부(310)의 제어 신호에 따라 브러시 구동 모터(371)에 구동 전류를 공급하는 모터 구동 회로, 브러시 구동 모터(371)의 회전력을 브러시(373)에 전달하는 동력 전달 모듈을 더 포함할 수 있다.
저장부(325)는 청소 로봇(300)을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 청소 로봇(300)이 주행 중에 획득한 청소 공간의 맵 정보를 저장할 수 있다.
저장부(325)는 아래에서 설명할 로봇 제어부(310)에 포함된 메모리(315)를 보조하는 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 청소 로봇(300)이 전원이 차단되더라도 저장된 데이터가 소멸되지 않는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다.
이와 같은 저장부(325)는 반도체 소자에 데이터를 저장하는 반도체 소자 드라이브(326), 자기 디스크에 데이터를 저장하는 자기 디스크 드라이브(327) 등을 포함할 수 있다.
또한, 저장부(325)는 롬(ROM), 고속 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 저장부(325)는 반도체 메모리 장치로서 SD (Secure Digital) 메모리 카드, SDHC (Secure Digital High Capacity) 메모리 카드, mini SD 메모리 카드, mini SDHC 메모리 카드, TF (Trans Flach) 메모리 카드, micro SD 메모리 카드, micro SDHC 메모리 카드, 메모리 스틱, CF (Compact Flach), MMC (Multi-Media Card), MMC micro, XD (eXtreme Digital) 카드 등이 이용될 수 있다.
또한, 저장부(325)는 네트워크를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 포함할 수도 있다.
신호 수신부(335)는 원격 제어기(400)에서 출력하는 적외선 신호 또는 초음파 신호를 수신받는다.
구체적으로, 신호 수신부(335)는 메인 바디(301)의 외주측을 따라 복수 개 마련되고, 적외선 신호를 수신하는 광 수신부(390) 및 초음파 신호를 수신하는 음파 수신부(380)를 포함할 수 있다.
음파 수신부(380)는 메인 바디(301)의 상면의 외주측에 복수개 마련되어 원격 제어기(400)에서 출력하는 적외선 신호의 세기 또는 수신 시간을 감지할 수 있다.
구체적으로, 음파 수신부(380)는 원격 제어기(400)에서 출력한 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신기(381), 복수의 초음파 수신기(381)가 수신한 초음파 신호를 복조하는 초음파 복조기(383) 및 초음파가 수신된 시간을 측정하는 타이머(385)를 포함할 수 있다.
초음파 수신기(381)는 청소 로봇(300)의 상면에 외주측을 따라 마련되어, 원격 제어기(400)로부터 전달되는 초음파 신호의 기계적인 진동을 전기적인 신호로 변환할 수 있다.
초음파 복조기(383)는 초음파 수신기(381)가 변환한 전기적인 신호를 복조한다. 구체적으로, 초음파 복조기(383)는 수신된 초음파 신호의 세기에 따라 전기적인 신호의 값을 디지털화하고 수치화할 수 있다.
타이머(385)는 초음파 신호가 수신된 시간을 측정하여 로봇 제어부(310)에 제공한다. 구체적으로, 타이머(385)는 적외선 신호가 수신된 시점을 시작 시점으로 설정하고 초음파 신호가 수신된 시점을 종료 시점으로 설정하여 시작 시점부터 종료 시점까지의 시간을 측정하여 원격 제어기(400)와의 거리를 산출하는데 이용할 수 있다. 또한, 타이머(385)는 복수 개의 초음파 수신기(381)가 초음파 신호를 수신한 시점을 측정하여 원격 제어기(400)의 방향을 산출하는데 이용할 수 있다.
광 수신부(390)는 원격 제어기(400)가 발신한 적외선을 수신하는 복수의 적외선 수신기(391), 복수의 적외선 수신기(391)가 수신한 적외선을 복조하여 사용자(U)의 제어 명령을 획득하는 적외선 복조기(393) 및 광 수신부(390)를 원주 방향으로 회전시키는 광 수신 구동 모터(395)를 포함할 수 있다.
복수의 적외선 수신기(391)는 청소 로봇(300)의 외주면을 따라 마련되어 사방으로부터 전파되는 적외선 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 청소 로봇(300)은 복수의 적외선 수신기(391)를 통해 원격 제어기(400)에서 출력되어 지면에 반사되어 전달되는 적외선 신호를 수신할 수 있다.
적외선 복조기(393)는 적외선 수신기(391)가 수신한 적외선을 복조한다. 원격 제어기(400)에 포함된 적외선 변조기(495)는 사용자(U)의 제어 명령에 따라 적외선을 변조하며, 청소 로봇(300)의 적외선 복조기(393)는 원격 제어기(400)가 변조한 적외선을 복조하고 사용자(U)의 제어 명령을 획득한다.
또한, 적외선 복조기(393)는 획득한 제어 명령을 로봇 제어부(310)에 제공한다.
로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)의 동작을 총괄 제어한다.
구체적으로, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)에 포함된 각종 구성 장치와 로봇 제어부(310) 사이에서의 데이터 출입을 매개하는 입출력 인터페이스(317), 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(315), 영상 처리를 수행하는 그래픽 프로세서(313) 및 메모리(315)에 기억된 프로그램 및 데이터에 따라 연산 동작을 수행하는 메인 프로세서(311), 입출력 인터페이스(317), 메모리(315), 그래픽 프로세서(313) 및 메인 프로세서(311) 사이의 데이터 송수신의 통로가 되는 시스템 버스(319)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(317)는 영상 획득부(330)로부터 수신된 영상, 장애물 감지부(340)가 감지한 장애물 감지 결과, 접촉 감지부가 감지한 접촉 감지 결과 등을 수신하고, 이를 시스템 버스를 통하여 메인 프로세서(311), 그래픽 프로세서(313), 메모리(315) 등으로 전송한다.
또한, 입출력 인터페이스(317)는 메인 프로세서(311)가 출력하는 각종 제어 신호를 주행부(360) 또는 청소부(370)에 전달할 수 있다.
메모리(315)는 청소 로봇(300)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장부(325)로부터 불러와 기억하거나, 영상 획득부(330)가 획득한 영상 또는 장애물 감지부(340)가 감지한 장애물 감지 결과 등을 임시로 기억할 수 있다.
메모리(315)는 S램, D랩 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서 메모리(315)는 플래시 메모리, 롬 (Read Only Memory), 이피롬 (Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬 (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다.
그래픽 프로세서(313)는 영상 획득부(330)가 획득한 영상을 메모리(315) 또는 저장부(325)에 저장할 수 있는 포맷으로 변환하거나, 영상 획득부(330)가 획득한 영상의 해상도 또는 크기를 변경할 수 있다.
또한, 그래픽 프로세서(313)는 장애물 감지부(340)가 획득한 반사광 영상을 메인 프로세서(311)가 처리할 수 있는 포맷으로 변환할 수도 있다.
메인 프로세서(311)는 메모리(315)에 저장된 프로그램 및 데이터에 따라 영상 획득부(330), 장애물 감지부(340), 접촉 감지부의 감지 결과를 처리하거나, 주행부(360) 및 청소부(370)를 제어하기 위한 연산 동작을 수행한다.
예를 들어, 메인 프로세서(311)는 영상 획득부(330)가 획득한 영상을 기초로 청소 로봇(300)의 위치를 산출하거나, 장애물 감지부(340)가 획득한 영상을 기초로 장애물의 방향, 거리 및 크기를 산출할 수 있다.
또한, 메인 프로세서(311)는 장애물의 방향, 거리 및 크기 등에 따라 장애물을 회피할지 또는 장애물과 접촉할지를 판단하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 장애물을 회피할 것으로 판단되면 메인 프로세서(311)는 장애물을 회피하기 위한 주행 경로를 산출하고, 장애물과 접촉할 것으로 판단되면 메인 프로세서(311)는 장애물과 청소 로봇(300)을 정렬시키기 위한 주행 경로를 산출할 수 있다.
또한, 메인 프로세서(311)는 산출된 주행 경로를 따라 청소 로봇(300)이 이동하도록 주행부(360)에 제공할 주행 제어 데이터를 생성할 수 있다.
이와 같은 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)이 청소 바닥을 주행하도록 주행부(360)를 제어하고, 청소 로봇(300)이 주행 중에 청소 바닥을 청소하도록 청소부(370)를 제어할 수 있다.
또한, 로봇 제어부(310)는 장애물 감지부(340)의 장애물 감지 신호를 기초로 장애물의 위치 및 크기 등을 검출할 수 있다.
또한, 로봇 제어부(310)는 적외선 신호 및 초음파 신호를 수신한 시간의 차이, 수신된 적외선 신호의 종류 또는 지면과 원격 제어기(400)사이의 각도에 따라 원격 제어기(400)와의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 로봇 제어부(310)는 수신한 초음파 신호의 세기 또는 수신한 시간에 기초하여 원격 제어기(400)의 방향을 산출할 수도 있고, 적외선 신호를 수신한 광 수신부(390)의 종류에 따라 원격 제어기(400)의 방향을 산출할 수도 있다. 또한, 산출된 원격 제어기(400)와의 거리 및 원격 제어기(400)의 방향에 기초하여 청소 로봇(300)의 위치를 원점으로 하여 원격 제어기(400)가 위치한 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 로봇 제어부(310)는 원격 제어기(400)의 모션을 전달받아, 원격 제어기(400)가 지정 시작 영역을 가리키는 시점의 모션값과 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역을 가리키는 시점의 모션값에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정할 수 있다. 또한, 로봇 제어부(310)는 주행부(360)가 설정된 좌표로 이동하도록 제어할 수 있다.
이하, 도 46, 도44, 도 48 및 도 49을 참조하여 원격 제어기의 구성의 다른 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 46는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기의 블록도이고, 도 47은 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기의 사시도이다.
원격 제어기(400)는 사용자(U)로부터 제어 명령을 입력받는 입력 버튼부(420), 음파 형태의 신호 또는 광원 형태의 신호를 출력하는 신호 발신부(435), 원격 제어기(400)의 현재 모션을 감지하는 모션 센서(470), 원격 제어기(400)의 데이터를 청소 로봇(300)으로 전달하는 제 2 통신부(450) 및 사용자(U)의 제어 명령에 따라 가시광선 및 적외선이 발신되도록 광 발신부(490)를 제어하는 원격 제어부(410)를 포함한다.
입력 버튼부(420)는 사용자(U)로부터 제어 명령을 입력받으며, 원격 제어기(400)의 외관을 형성하는 메인 바디(401)의 상면에 마련될 수 있다.
입력 버튼부(420)는 청소 로봇(300)을 온/오프시키는 전원 버튼(421), 전원의 충전을 위하여 청소 로봇(300)을 충전 스테이션으로 복귀시키는 복귀 버튼(422), 청소 로봇(300)를 동작시키거나 정지시키는 동작/정지 버튼(423), 청소 로봇(300)의 청소 모드를 선택하기 위한 복수의 청소 모드 버튼(424) 등을 포함할 수 있다. 특히, 입력 버튼부(420)는 사용자(U)가 지시하는 지정 영역의 시작 시점과 종료 시점을 입력하는 포인트 버튼(425)를 포함한다.
입력 버튼(420)에 포함된 각각의 버튼은 사용자(U)의 가압을 감지하는 푸시 스위치(push switch), 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자(U)의 신체 일부의 접촉을 감지하는 터치 스위치(touch switch)를 채용할 수 있다.
또한, 도 47에는 도시되지 않았으나, 실시 형태에 따라 원격 제어기(400)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 따른 청소 로봇(300)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이 또는 사용자(U)로부터 제어 명령을 입력받고 입력된 제어 명령에 따른 청소 로봇(300)의 동작 정보를 표시하는 터치 스크린을 더 포함할 수 있다.
신호 발신부(435)는 음파 형태의 신호 또는 광원 형태의 신호를 출력하여 발신한다.
구체적으로, 신호 발신부(435)는 원격 제어부(410)의 제어 신호에 기초하여 적외선 신호 또는 초음파를 출력하여 사용자(U)가 가리킬 영역을 향해 발신할 수 있다. 또한, 신호 발신부(435)는 초음파를 출력하는 음파 발신부(480) 및 적외선 신호 및 가시 광선을 출력하는 광 발신부(490)를 포함할 수 있다.
음파 발신부(480)는 원격 제어부(410)의 제어 신호에 따라 전기적인 신호를 기계적인 진동으로 변환하여 초음파를 생성하고 이를 출력하여 특정 영역에 발신할 수 있다. 또한, 음파 발신부(480)는 초음파 변조기(485) 및 초음파 발신기(483)를 포함할 수 있다.
초음파 변조기(485)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령 또는 원격 제어부(410)의 제어 신호을 전달받아 이를 변환하여 초음파 발신기(483)에 공급할 수 있다. 또한, 초음파의 주파수에 맞춰 구동 전원을 공급하고 크기를 조절할 수 있다.
초음파 발신기(483)는 초음파 변조기(485)가 공급하는 구동 전원을 공급받아 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 초음파를 생성할 수 있다. 또한, 초음파 발신기(483)는 초음파를 출력하여 발신할 때의 기온을 측정하여 기온에 대한 정보를 제 1 통신부(350) 및 제 2 통신부(450)를 통해 로봇 제어부(310)에 전달할 수 있다.
광 발신부(490)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 따라 적외선을 변조하고, 변조된 적외선을 발신한다. 또한, 광 발신부(490)는 미리 설정된 거리 별로 상이한 적외선 신호를 출력하여 발신할 수 있다.를 들어, 광 발신부(490)는 제1 적외선 신호와 제2 적외선 신호를 제어 명령에 따라 정해진 순서로 발신할 수 있다.
또한, 광 발신부(490)는 원격 제어기(400)가 가리키는 위치를 표시하기 위하여 가시광선을 발신한다. 사용자(U)는 원격 제어기(400)를 이용하여 청소 로봇(300)를 이동시키고자 하는 위치를 지시할 수 있으며, 원격 제어기(400)는 사용자(U)가 지시하는 위치를 향하여 가시광선을 발신한다.
광 발신부(490)는 사용자(U)가 인지할 수 있는 가시광선을 발신하는 가시광선 발신기(491), 청소 로봇(300)이 인지할 수 있는 적외선을 발신하는 적외선 발신기(493) 및 적외선 발신기(493)에 의하여 발신될 적외선을 변조하는 적외선 변조기(495)를 포함할 수 있다.
광 발신부(490)가 발신하는 적외선은 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 의하여 변조된다. 예를 들어, 광 발신부(490)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 따라 펄스 폭이 변조된 펄스 형태의 적외선을 발신할 수 있다.
모션 센서(470)는 원격 제어기(400)를 기준으로 지정 영역의 방향을 검출하여 원격 제어부(410)에 전달한다.
구체적으로, 모션 센서(470)는 사용자(U)가 지정 영역을 지정하는 경우 원격 제어기(400)의 모션을 감지할 수 있다. 즉, 모션 센서(470)는 원격 제어기(400)의 좌우측 방향인 요우(Yaw), 원격 제어기(400)를 지나는 축을 기준으로 하는 곡선에 대한 롤(Roll) 및 요우 값에 수직인 원격 제어기(400)의 상하측 방향인 피치(Pitch)를 측정하여 원격 제어기(400)의 모션을 감지할 수 있다. 또한, 모션 센서(470)는 미리 설정된 높이에서 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 측정하기 위해서 요우, 롤, 피치 값을 측정할 수 있다.
또한, 모션 센서(470)는 원격 제어기(400)의 회전각을 감지하는 자이로 센서 모듈(471), 원격 제어기(400)의 변위(이동 거리 및 방향)를 감지하는 가속도 센서 모듈(472) 및 지구의 자기장 방향을 감지하는 지자기 센서 모듈(473)을 포함할 수 있다.
또한, 모션 센서(470)는 9축 모션 센서(AHRS) 또는 6축 모션 센서(ARS)일 수 있다. 이 경우, 6축 모션 센서는 자이로 센서 모듈(471) 및 가속도 센서 모듈(472)을 포함할 수 있고, 요우 값을 미리 설정된 시간 간격으로 0으로 재설정 하여 9축 모션 센서와 같은 신뢰성을 얻을 수 있다. 반대로, 9축 모션 센서는 자이로 센서 모듈(471), 가속도 센서 모듈(472) 및 지자기 센서 모듈(473)을 포함할 수 있다.
또한, 모션 센서(470)는 사용자(U)가 원격 제어기(400)로 지정 시작 영역을 가리키는 경우의 요우, 롤 및 피치 값을 측정하고, 사용자(U)가 원격 제어기(400)로 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 요우, 롤 및 피치 값을 측정할 수 있다.
제 2 통신부(450)는 원격 제어기(400)에서 생성된 데이터를 청소 로봇(300)으로 전달한다.
구체적으로, 제 2 통신부(450)는 광 발신부(490)에서 감지한 초음파를 출력하는 시점의 기온 및 모션 센서(470)에서 감지한 요우, 롤 및 피치 값 등을 청소 로봇(300)의 제 1 통신부(350)로 전달할 수 있다. 또한, 제 2 통신부(450)는 모션 센서(470) 또는 원격 제어부(410)에서 산출한 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 청소 로봇(300)의 제1 통신부(350)로 전달할 수 있다. 또한, 제2 통신부(450)는 제2 통신 모듈(451) 및 제2 통신 포트(453)를 포함할 수 있다.
제2 통신 모듈(451) 및 제2 통신 포트(453)는 상술한 제1 통신 모듈(353) 및 제1 통신 포트(351)와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
원격 제어부(410)는 원격 제어기(400)의 동작을 총괄 제어한다.
구체적으로, 원격 제어부(410)는 사용자(U)가 입력한 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 광 발신부(490)를 제어한다.
예를 들어, 사용자(U)가 포인팅 버튼을 누르면 원격 제어부(410)는 가시광선과 지정 영역 입력 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 광 발신부(490)를 제어하고, 사용자(U)가 동작/정지 명령을 입력하면 원격 제어부(410)는 동작/정지 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 광 발신부(490)를 제어할 수 있다.
또한, 원격 제어부(410)는 원격 제어기(400)가 미리 설정된 높이를 유지한 채로 청소 영역을 지정하는 경우, 지면과 원격 제어기(400) 사이의 각도를 이용하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 원격 제어기(400)의 미리 설정된 높이가 통계적으로 1[m]~1.5[m] 사이의 특정 높이라고 가정하고, 지면과 원격 제어기(400) 사이의 각도에 삼각 함수를 적용하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
이와 같은 원격 제어부(410)는 원격 제어기(400)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장하는 메모리(413)와 메모리(413)에 저장된 제어 프로그램 및 제어 데이터에 따라 연상 동작을 수행하는 마이크로 프로세서(411)를 포함할 수 있다.
메모리(413)는 제어 프로그램 및 제어 데이터를 반영구적으로 저장할 수 있는 플래시 메모리 (fresh memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등의 비휘발성 메모리와 제어 프로그램 및 제어 데이터를 임시로 기억하는 S램 (Static Random Access Memory), D램 (Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
마이크로 프로세서(411)는 메모리(413)에 저장된 제어 프로그램 및 제어 데이터에 따라 연산 동작을 수행한다.
예를 들어, 마이크로 프로세서(411)는 입력 버튼부(420)로부터 수신되는 전기적 신호를 처리하고, 처리에 결과에 따라 광 발신부(490)로 제어 신호를 출력할 수 있다.
도 48는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기에 포함된 광 발신부를 도시하고, 도 49는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기가 광 발신부를 통해 지정 영역을 가리키는 개념도이다.
광 발신부(490)는 앞서 설명한 가시광선 발신기(491), 적외선 발신기(493) 및 적외선 변조기(495)과 함께, 집광판(499a, 499b), 렌즈 모듈(497)을 더 포함할 수 있다.
가시광선 발신기(491)는 원격 제어부(410)가 출력하는 제어 신호에 따라 가시광선을 발신한다. 이와 같은 가시광선 발신기(491)는 가시광선을 발신하는 가시광선 발광 다이오드(visible light LED) 또는 가시광선 레이저 다이오드(visible light laser diode)를 채용할 수 있다.
적외선 발신기(493)는 적외선 변조기(495)가 출력하는 변조 신호에 따라 변조된 적외선을 발신한다. 이와 같은 적외선 발신기(493)는 적외선을 발신하는 적외선 발광 다이오드(infrared ray LED) 또는 적외선 레이저 다이오드(infrared ray laser diode)를 채용할 수 있다.
적외선 변조기(495)는 사용자(U)가 입력하는 제어 명령에 따라 적외선을 변조하기 위한 변조 신호를 출력한다.
구체적으로, 적외선 변조기(495)는 사용자(U)가 입력하는 제어 명령에 따라 적외선 펄스의 폭을 변조하기 위한 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.
적외선 발신기(493)는 데이터 "1"을 전송하기 위하여 제1 펄스 폭을 갖는 제1 적외선 펄스를 출력할 수 있으며, 이때 적외선 변조기(495)는 제1 적외선 펄스가 출력되도록 적외선 발신기(493)에 제1 변조 신호를 전달할 수 있다.
또한, 적외선 발신기(493)는 데이터 "0"을 전송하기 위하여 제2 펄스 폭을 갖는 제2 적외선 펄스를 출력할 수 있으며, 이때 적외선 변조기(495)는 제2 적외선 펄스가 출력되도록 적외선 발신기(493)에 제2 변조 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어 명령에 대응하는 신호가 "0100"인 경우, 적외선 변조기(495)는 제2 변조 신호, 제1 변조 신호, 제2 변조 신호, 제2 변조 신호를 순서대로 출력할 수 있다.
또한, 적외선 변조기(495)는 미리 설정된 거리 별로 상이한 적외선 신호가 수신되도록 전파 거리별로 상이한 신호를 변조하여 순서대로 출력할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 이하의 도 53, 도 54 및 도 55를 참조하여 설명하도록 한다.
적외선의 변조는 펄스 폭 변조에 한정되는 것은 아니며, 청소 로봇(300)은 적외선의 세기를 변조하거나 적외선의 주파수를 변조할 수도 있다.
집광판(499a, 499b)은 가시광선 발신기(491)가 발신한 가시광선이 집중되도록 가시광선을 반사시키는 제1 집광판(499a)과 적외선 발신기(493)가 발신한 적외선이 집중되도록 적외선을 반사시키는 제2 집광판(499b)를 포함할 수 있다.
이와 같은 집광판(499a, 499b)은 가시광선 및 적외선을 집중시키기 위하여 단면이 포물선 형태가 되도록 빗면이 볼록한 원뿔 형태일 수 있으며, 가시광선 및 적외선의 반사 효율이 좋은 금속 재질일 수 있다.
렌즈 모듈(497)은 가시광선 발신기(491)가 발신한 가시광선이 집중되도록 가시광선을 굴절시키는 제1 렌즈(497a)와 적외선 발신기(493)가 발신한 적외선이 집중되도록 적외선을 굴절시키는 제2 렌즈(497b)를 포함할 수 있다.
각각의 렌즈 모듈(497)은 입사된 광을 집중시켜 출력하는 볼록 렌즈를 채용할 수 있다.
집광판(499a, 499b)과 렌즈 모듈(497)에 의하여 가시광선 발신기(491)가 발신한 가시광선은 빔 형태의 가시광선이 되고, 적외선 발신기(493)가 발신한 적외선은 빔 형태의 적외선이 될 수 있다.
광 발신부(490)가 청소 영역의 바닥을 향하여 가시광선과 적외선을 조사하면, 조사된 가시광선과 적외선이 청소 영역의 바닥에 투영되며, 그 결과 도 49에 도시된 바와 같이 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 형성된다.
사용자(U)는 가시광선 영역(VLP)을 통하여 원격 제어기(400)가 지시하는 위치를 인지할 수 있으며, 청소 로봇(300)은 적외선 영역(IRP)을 통하여 원격 제어기(400)의 위치를 인지할 수 있다.
또한, 원격 제어기(400)의 광 발신부(490)가 발신하는 적외선은 사용자(U)의 제어 명령에 의하여 변조되며, 청소 로봇(300)은 변조된 적외선을 복조하여 사용자(U)의 제어 명령을 인식할 수 있다.
이와 같이 원격 제어기(400)가 발신하는 적외선은 사용자(U)의 제어 명령에 관한 정보와 사용자(U)가 가리키는 위치 정보를 포함하고 있어, 원격 제어기(400)는 적외선을 이용하여 2가지 정보를 동시에 청소 로봇(300)에 전송할 수 있다. 그 결과, 사용자(U)의 제어 명령을 전송하기 위한 적외선 발신기(493)와 사용자(U)가 가리키는 위치를 나타내기 위한 적외선 발신기(493)를 별로도 마련하지 않을 수 있다.
또한, 사용자(U)가 인지하는 위치와 청소 로봇(300)이 인지하는 위치가 동일하도록 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 서로 중첩시킬 수 있으며, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 서로 중첩되어 광 영역(LSP)이 형성된다. 이와 같이 형성된 광 영역(LSP)에 의하여 사용자(U)와 청소 로봇(300)은 원격 제어기(400)가 가리키는 위치를 인지할 수 있다.
또한, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 사용자(U)와 청소 로봇(300)에 의하여 명확히 식별되고, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 최대로 중첩되도록 제1 렌즈(497a)와 제2 렌즈(497b)의 크기(R), 제1 렌즈(497a)와 가시광선 발신기(491) 사이의 거리(L1) 및 제2 렌즈(497b)와 적외선 발신기(493)의 사이의 거리(L2)가 조절될 수 있다.
예를 들어, 제1 렌즈(497a)와 제2 렌즈(497b)의 크기(R)가 커질수록 광이 더욱 집중되어 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 밝아지는 반면, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)의 크기가 작아진다.
또한, 제1 렌즈(497a)와 가시광선 발신기(491) 사이의 거리(L1) 및 제2 렌즈(497b)와 적외선 발신기(493)의 사이의 거리(L2)가 멀어질수록 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 더욱 밝아지는 반면, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)의 크기는 역시 작아진다.
적절한 밝기와 적절한 크기의 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 형성되도록 제1 렌즈(497a) 및 제2 렌즈(497b)의 직경(R)은 15mm 이하로 할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(497a)와 가시광선 발신기(491) 사이의 거리(L1)는 30mm 이하로 할 수 있으며, 제2 렌즈(497b)와 적외선 발신기(493) 사이의 거리(L2)는 40mm 이하로 할 수 있다.
또한, 가시광선의 파장과 적외선의 파장이 서로 상이하므로 제1 렌즈(497a)와 가시광선 발신기(491) 사이의 거리(L1)와 제2 렌즈(497b)와 적외선 발신기(493) 사이의 거리(L2)는 서로 다르게 할 수 있다.
가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 서로 중첩되는 비율을 높이기 위하여 제1 렌즈(497a)의 중심과 제2 렌즈(497b)의 중심 사이의 거리(L)를 조절할 수 있다.
제1 렌즈(497a)와 제2 렌즈(497b)의 크기(R), 제1 렌즈(497a)와 가시광선 발신기(491) 사이의 거리(L1) 및 제2 렌즈(497b)와 적외선 발신기(493)의 사이의 거리(L2)를 전술한 바와 같이 설정한 경우, 제1 렌즈(497a)의 중심과 제2 렌즈(497b)의 중심 사이의 거리(L)는 20mm 이하로 정할 수 있다.
이와 같이 제1 렌즈(497a)의 중심과 제2 렌즈(497b)의 중심 사이의 거리(L)를 20mm 이하로 하는 경우, 가시광선 영역(VLP)과 적외선 영역(IRP)이 중첩되는 비율이 90% 이상이 된다.
또한, 원격 제어기(400)의 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈가 마련된 측면의 중앙 상부에는 음파 발신부(480)의 음파 렌즈가 마련되어 출력되어 발신되는 초음파 신호의 초점을 조절할 수 있다.
이상에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇 시스템의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 실시예들에 의한 청소 로봇 시스템의 제어 방법에 대해서 설명하도록 한다.
이하, 도 50 , 도 51, 도 52, 도 53, 도 54, 도 55, 도 56a, 도 56b, 도 57a 및 도 57b를 참조하여 원격 제어기와의 거리를 산출하는 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 50는 다른 일 실시예에 따른 원격 제어기와의 거리를 산출하는 개념도이다.
사용자(U)는 원격 제어기(400)와 청소 로봇(300) 사이의 거리를 산출하기 위해서 원격 제어기(400)에 입력 신호를 전달하여 원격 제어기(400)가 적외선 신호 또는 초음파 신호를 출력하고 이를 발신할 수 있다.
구체적으로, 적외선 신호(IRS) 및 초음파 신호(USS)의 속도 차이에 의해 적외선 신호(IRS)가 수신된 시간과 초음파 신호(USS)가 수신된 시간 사이의 차이를 통해 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 미리 설정된 거리 별로 상이한 복수 개의 적외선 신호(IRS)를 출력하여 수신된 적외선 신호(IRS)의 종류에 따라 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
도 51은 일 실시예에 따라 원격 제어기와의 거리를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
우선, 원격 제어기는 신호 발신부에서 적외선 신호 및 초음파 신호를 출력하여 이를 송신(2111)하여 청소 로봇에 전달한다.
그리고, 청소 로봇의 신호 수신부는 원격 제어기에서 출력한 적외선 신호가 수신된 시점부터 초음파 신호가 수신된 시점까지의 시간 차를 측정(2112)한다. 이후, 로봇 제어부는 측정된 적외선 신호가 수신된 시점부터 초음파 신호가 수신된 시점까지의 시간 차 및 초음파 신호가 출력되는 시점의 기온에 기초하여 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출(2113)한다.
이후, 로봇 제어부는 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나에 기초하여 원격 제어기의 방향을 산출(2200)하고, 사용자(U)가 원격 제어기로 지정 종료 영역을 가리키면 모션 센서가 그 시점의 모션값을 측정하여 청소 로봇에 전달한다. 청소 로봇의 로봇 제어부는 전달된 모션값에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정(2300)한다.
마지막으로, 로봇 제어부는 주행부에 제어 신호를 전달하여 설정된 지정 종료 영역의 좌표로 청소 로봇을 이동(2400)시킨다.
도 52은 도 51에 도시된 방법에서의 그래프이다.
도 52에 도시된 바와 같이, 적외선 신호는 빛의 일종인바 적외선 신호의 전달 속도는 빛의 속도이다. 빛의 속도인 광속은 음파의 속도인 음파에 비해 매우 빠른바, 원격 제어기(400)에서 적외선 신호를 송신하는 시간(t1)과 청소 로봇(300)에서 적외선 신호를 수신하는 시간(t1)은 동일하다. 그러나, 음속은 광속에 비해 느린바, 원격 제어기(400)에서 초음파 신호를 송신하는 시간(t1)과 청소 로봇(300)에서 초음파 신호를 수신하는 시간(t2) 사이에는 시차(t3)가 존재한다.
따라서, 적외선 신호가 수신된 시점(t1)을 초음파 신호가 출력된 시점(t1)으로 가정하여 적외선 신호가 수신된 시점(t1)부터 초음파 신호가 수신된 시점(t2)까지의 시간에 특정 온도에서의 초음파의 속도를 곱하면 원격 제어기(400)와 청소 로봇(300) 사이의 거리가 산출될 수 있다.
이를 수식으로 풀이하면 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3과 같다.
[수학식 1]
수학식 1은 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출하는 수식으로서, 수학식 1의 변수 중 L은 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리, t는 적외선 수신 시간부터 초음파 수신 시간까지의 시차, c는 초음파 신호의 속도를 의미한다.
또한, 수학식 1에서 초음파의 속도는 매질의 성분, 매질의 압력 및 온도에 의존적이다. 따라서, 특정 기온에서의 초음파 속도를 설정할 수 있고, 이는 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
수학식 2는 특정 온도에서의 초음파의 속도를 산출하는 수식으로서, 수학식 2의 변수 중 T는 기온을 의미한다. 수학식 2에 의하면 초음파의 속도는 온도가 증가할수록 증가한다. 또한, 초음파의 속도는 실온의 공기에서 약 340[m/s]이다.
그리고, 수학식 1에 수학식 2를 대입하면 수학식 3으로 표현될 수 있다.
[수학식 3]
수학식 3은 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출하는 수식이다. 수학식 3에 의하면 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 적외선 수신 시점과 초음파 수신 시점의 시차에 비례하고, 기온이 증가할수록 거리는 증가한다.
도 53는 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기와의 거리를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
우선, 원격 제어기는 신호 발신부에서 미리 설정된 거리 별로 상이한 신호 패턴 또는 세기 등을 갖는 복수 개의 적외선 신호를 출력하여 이를 송신(2121)하여 청소 로봇에 전달한다. 여기서, 미리 설정된 거리는 상이한 종류의 복수 개의 적외선 신호의 전달 반경의 차이를 의미하는 것으로, 미리 설정된 거리는 청소 로봇의 크기, 적외선의 특성 및 청소 로봇의 가용 면적 등에 의해 결정될 수 있다.
그리고, 청소 로봇의 신호 수신부는 원격 제어기에서 출력한 적외선 신호를 수신하고, 수신된 적외선 신호의 종류를 판단하고, 판단된 적외선 신호의 종류를 미리 설정된 거리 데이터에 매칭시켜 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출(2122)한다. 여기서, 미리 설정된 거리 데이터는 신호 발신부에서 출력하는 미리 설정된 거리 별로 상이한 종류의 복수 개의 적외선에 대한 정보로서, 각각의 적외선의 반경과 적외선의 종류에 대한 정보가 룩 업 테이블 형식으로 정리되어 있을 수 있다.
이후, 로봇 제어부는 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나에 기초하여 원격 제어기의 방향을 산출(2200)하고, 사용자가 원격 제어기로 지정 종료 영역을 가리키면 모션 센서가 그 시점의 모션값을 측정하여 청소 로봇에 전달한다. 청소 로봇의 로봇 제어부는 전달된 모션값에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정(2300)한다.
마지막으로, 로봇 제어부는 주행부에 제어 신호를 전달하여 설정된 지정 종료 영역의 좌표로 청소 로봇을 이동(2400)시킨다.
도 54은 도 53에 도시된 방법의 개념도이다.
도 54에 도시된 바와 같이 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)는 상이한 반경과 상이한 신호를 갖는 적외선 신호를 출력하여 발신하고, 청소 로봇(300)의 신호 수신부(335)가 수신된 적외선 신호의 종류를 결정하여 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
구체적으로, 원격 제어기(400)는 제 1 반경 거리(R1)를 갖는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 패턴을 "0001"으로 설정하여 출력하고, 제 2 반경 거리(R2)를 갖는 제 2 적외선 신호(IRS2)의 패턴을 "0010"으로 설정하여 출력하고, 제 3 반경 거리(R3)를 갖는 제 3 적외선 신호(IRS3)의 패턴을 "0100"으로 설정하여 출력한다.
이 경우, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 제 1 반경 거리(R1) 내에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 패턴인 "0001"을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 제 1 반경 거리(R1)라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 제 1 반경 거리(R1)와 제 2 반경 거리(R2) 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 패턴인 "0001"을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 패턴인 "0010"을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 제 2 반경 거리(R2)라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 제 2 반경 거리(R2)와 제 3 반경 거리(R3) 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 패턴인 "0001"을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 패턴인 "0010"을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 패턴인 "0100"을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 제 3 반경 거리(R3)라고 판단한다.
이와 같이, 청소 로봇 시스템(2)은 미리 설정된 거리 별로 상이한 패턴 및 상이한 반경을 갖는 복수 개의 적외선 신호를 출력하고, 미리 설정된 거리 데이터 중에서 수신한 적외선의 종류에 대응되는 거리를 찾아 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
도 55는 도 53에 도시된 방법에서의 상이한 복수 개의 적외선 신호에 대한 그래프이다.
도 55에 도시된 바와 같이 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)는 상이한 반경과 상이한 세기를 갖는 적외선 신호를 출력하여 발신하고, 청소 로봇(300)의 신호 수신부(335)가 수신된 적외선 신호의 세기에 따라 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
구체적으로, 원격 제어기(400)는 0.5[m]의 반경 거리를 갖는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기를 8[level]로 설정하여 출력하고, 1.0[m]의 반경 거리를 갖는 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기를 7[level]로 설정하여 출력하고, 1.5[m]의 반경 거리를 갖는 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기를 6[level]로 설정하여 출력하고, 2.0[m]의 반경 거리를 갖는 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기를 5[level]로 설정하여 출력하고, 2.5[m]의 반경 거리를 갖는 제 5 적외선 신호(IRS5)의 세기를 4[level]로 설정하여 출력하고, 3.0[m]의 반경 거리를 갖는 제 6 적외선 신호(IRS6)의 세기를 3[level]로 설정하여 출력하고, 3.5[m]의 반경 거리를 갖는 제 7 적외선 신호(IRS7)의 세기를 2[level]로 설정하여 출력하고, 4.0[m]의 반경 거리를 갖는 제 8 적외선 신호(IRS8)의 세기를 1[level]로 설정하여 출력한다.
이 경우, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 0.5[m]의 반경 거리 내에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 0.5[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 0.5[m]의 반경 거리와 1.0[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호의 세기(IRS1)인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 1.0[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 1.0[m]의 반경 거리와 1.5[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 1.5[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 1.5[m]의 반경 거리와 2.0[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호와 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기인 5[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 2.0[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 2.0[m]의 반경 거리와 2.5[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호와 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기인 5[level]을 갖는 적외선 신호와 제 5 적외선 신호(IRS5)의 세기인 4[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 2.5[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 2.5[m]의 반경 거리와 3.0[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호와 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기인 5[level]을 갖는 적외선 신호와 제 5 적외선 신호(IRS5)의 세기인 4[level]을 갖는 적외선 신호와 제 6 적외선 신호(IRS6)의 세기인 3[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 3.0[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 3.0[m]의 반경 거리와 3.5[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호와 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기인 5[level]을 갖는 적외선 신호와 제 5 적외선 신호(IRS5)의 세기인 4[level]을 갖는 적외선 신호와 제 6 적외선 신호(IRS6)의 세기인 3[level]을 갖는 적외선 신호와 제 7 적외선 신호(IRS7)의 세기인 2[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 3.5[m]라고 판단한다.
또한, 청소 로봇(300)이 원격 제어기(400)로부터 3.5[m]의 반경 거리와 4.0[m]의 반경 거리 사이에 위치하고 있으면, 신호 수신부(335)는 제 1 적외선 신호(IRS1)의 세기인 8[level]을 갖는 적외선 신호와 제 2 적외선 신호(IRS2)의 세기인 7[level]을 갖는 적외선 신호와 제 3 적외선 신호(IRS3)의 세기인 6[level]을 갖는 적외선 신호와 제 4 적외선 신호(IRS4)의 세기인 5[level]을 갖는 적외선 신호와 제 5 적외선 신호(IRS5)의 세기인 4[level]을 갖는 적외선 신호와 제 6 적외선 신호(IRS6)의 세기인 3[level]을 갖는 적외선 신호와 제 7 적외선 신호(IRS7)의 세기인 2[level]을 갖는 적외선 신호와 제 8 적외선 신호(IRS8)의 세기인 1[level]을 갖는 적외선 신호를 수신하고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리는 4.0[m]라고 판단한다.
이와 같이, 청소 로봇 시스템(2)은 미리 설정된 거리 별로 상이한 세기 및 상이한 반경을 갖는 복수 개의 적외선 신호를 출력하고, 미리 설정된 거리 데이터 중에서 수신한 적외선의 종류에 대응되는 거리를 찾아 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
도15a는 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기를 지면에 수평하도록 가리킨 것을 3차원으로 도시하고, 도 56b는 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기를 지면에 수평하도록 가리킨 것을 2차원으로 도시한다. 또한, 도16a는 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기가 청소 로봇을 가리킨 것을 3차원으로 도시하고, 도 56b는 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기가 청소 로봇을 가리킨 것을 2차원으로 도시한다.
원격 제어기(400))에 포함된 모션 센서(470)가 지자계를 감지하는 9축 센서를 포함하는 경우 지자계의 방향은 지면에 수평한 방향이다. 따라서, 도 56a 및 도 56b에 도시된 바와 같이 원격 제어기(400)는 미리 설정된 높이(h)에서 지면에 수평하고 청소 로봇(300)을 향한 방향의 연장선을 기준선으로 설정할 수 있다.
사용자는 도 57a 및 도 57b에 도시된 바와 같이 원격 제어기(400)가 청소 로봇(300)을 가리키도록 미리 설정된 높이(h)를 유지한 채로 원격 제어기(400)를 움직인다. 이 경우, 원격 제어기(400)의 모션 센서(470)는 지자계축의 기준선과 원격 제어기(400)가 청소 로봇(300)을 가리키는 연장선 사이의 각도(θ3)를 측정한다. 또한, 기준선은 지면에 평행한바, 지면에 수직한 선과 직각을 이룰 수 있다. 따라서, 90[deg]에 측정된 기준선과 연장선 사이의 각도(θ3)를 빼면, 연장선과 지면에 수직한 선 사이의 각도(θ1)를 산출할 수 있다.
또한, 도 57b와 같이 청소 로봇(300), 원격 제어기(400) 및 원격 제어기(400)가 정사된 지면의 3개의 점은 직각 삼각형을 이룰 수 있다. 따라서, 원격 제어기(400)의 높이가 일정한 높이라면 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 이를 이하의 수학식 4를 참조하여 설명하도록 한다.
[수학식 4]
수학식 4는 원격 제어기의 모션에 기초하여 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출하는 수식이다. 수학식 4에서 D1은 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리, h는 원격 제어기의 높이 및 θ1은 지면에 수직한 선과 원격 제어기가 청소 로봇을 가리키는 선 사이의 각도를 의미할 수 있다.
수학식 4에서 원격 제어기의 높이(h)는 사용자의 키 등에 기초하여 통계적으로 1[m]이상 1.5[m]이하의 값을 설정할 수 있다. 따라서, 원격 제어기의 높이(h)를 특정한 값인 미리 설정된 높이(h)로 고정시키면, 원격 제어기의 모션을 측정하여 지면에 수직한 선과 원격 제어기가 청소 로봇을 가리키는 선 사이의 각도(θ1)를 산출하고, 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리(D1)를 산출할 수 있다.
이상에서 도 50, 도 51, 도 52, 도 53, 도 54, 도 55, 도 56a, 도 56b, 도 57a 및 도 57b를 참조하여 설명한 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이의 거리를 산출하는 3개의 실시예는 적어도 1개가 이용될 수 있다. 구체적으로, 청소 로봇 시스템(2)에서 상술한 1개의 실시예를 이용할 수도 있으나, 측정된 청소 로봇(300)과 원격 제어기(400) 사이 거리의 신뢰성을 증가시키기 위하여 복수 개의 실시예를 통해 거리를 측정할 수도 있다.
이하, 도 58, 도 59, 도 60, 도 61, 도 62 및 도 63를 참조하여 원격 제어기의 방향을 산출하는 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 58은 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기의 방향을 산출하는 방법의 플로우 차트를 도시한다.
우선, 원격 제어기는 신호 발신부에서 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력하고 신호 수신부가 이를 수신하여 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출(2100)한다.
또한, 신호 수신부는 복수 개의 신호 수신부 각각에서 초음파 신호를 수신한 시간 또는 수신한 초음파 신호의 세기를 감지(2211)한다. 그리고, 로봇 제어부는 신호 수신부에서 감지한 초음파 신호를 수신한 시간 또는 수신한 초음파 신호의 세기에 기초하여 청소 로봇을 기준으로 원격 제어기의 방향을 산출(2212)한다.
구체적으로, 초음파 신호는 이동 거리가 길수록 매질인 공기의 저항에 의해 감쇠된다. 따라서, 청소 로봇은 공기에서의 감쇠 정도에 따라 복수 개의 신호 수신부에서 수신한 초음파 신호의 세기에 기초하여 초음파 세기가 큰 초음파 신호를 수신한 신호 수신부 방면에 원격 제어기가 있다고 결정할 수 있다.
또한, 초음파 신호는 광속이 아닌 음속에 의해 전달되는바, 이동 거리가 길수록 수신 시간이 늦다. 따라서, 청소 로봇은 복수 개의 신호 수신부에서 수신한 초음파 신호의 수신 시간 중 가장 먼저 수신된 신호 수신부 방면에 원격 제어기가 있다고 결정할 수 있다.
이후, 사용자가 원격 제어기로 지정 종료 영역을 가리키면 모션 센서가 그 시점의 모션값을 측정하여 청소 로봇에 전달한다. 청소 로봇의 로봇 제어부는 전달된 모션값에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정(2300)한다.
마지막으로, 로봇 제어부는 주행부에 제어 신호를 전달하여 설정된 지정 종료 영역의 좌표로 청소 로봇을 이동(2400)시킨다.
도 59 및 도 60는 도 58에 도시된 방법의 개념도이다.
도 59에 도시된 바와 같이, 8개의 신호 수신부(335)가 청소 로봇(300)의 외주측에 마련된 경우, 각각의 신호 수신부(335)에서 수신한 초음파 신호의 세기를 비교하여 청소 로봇(300) 기준으로 원격 제어기(400)가 위치한 방향을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1 신호 수신부(335a)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 10이고, 제2 신호 수신부(335b)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 50이고, 제3 신호 수신부(335c)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 90이고, 제4 신호 수신부(335d)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 120이고, 제5 신호 수신부(335e)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 80이고, 제6 신호 수신부(335f)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 60이고, 제7 신호 수신부(335g)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 30이고, 제8 신호 수신부(335h)에서 수신한 초음파 신호의 세기가 10이라고 가정한다. 이 경우, 감쇠된 정도가 가장 작은 수신된 신호의 세기가 가장 큰 제4 신호 수신부(335d) 방면에 원격 제어기(400)가 위치하고 있음을 결정할 수 있다.
또한, 도 60와 같이 3개의 신호 수신부(335)가 적외선 신호 및 초음파 신호에 기초하여 각각의 신호 수신부(335)와 원격 제어기(400)까지의 거리를 산출하면 삼각 측량법을 이용하여 청소 로봇(300)을 원점으로 한 좌표계에서 원격 제어기(400)의 좌표를 수학식 5, 수학식 6 및 수학식 7을 통해 산출할 수 있다.
[수학식 5]
수학식5는 X1의 좌표를 산출하는 수식으로서, 수학식 5에서 X1은 원격 제어기(400)의 X축 좌표, A는 제1 신호 수신부(335)과 원격 제어기(400) 사이의 제1 거리, C는 신호 수신부(335)과 원격 제어기(400) 사이의 제3 거리, a는 제1, 제2 및 제3 신호 수신부(335) 사이의 거리를 의미한다.
[수학식 6]
수학식 6은 Y1의 좌표를 산출하는 수식으로서, 수학식 6에서 Y1은 원격 제어기(400)의 Y축 좌표, B는 제2 신호 수신부(335)과 원격 제어기(400) 사이의 제2 거리를 의미한다.
[수학식 7]
수학식 7은 Z1의 좌표를 산출하는 수식으로서, 수학식 7에서 Z1은 원격 제어기(400)의 Z축 좌표를 의미한다.
이와 같이 3개의 신호 수신부(335)와 원격 제어기(400) 사이의 거리 및 삼각 측량법을 이용해 청소 로봇(300)을 원점으로 기준하였을 때의 원격 제어기(400)의 좌표를 산출하여 원격 제어기(400)와의 거리 및 원격 제어기(400)의 방향을 산출할 수도 있다.
도 61은 또 다른 일 실시예에 따라 원격 제어기의 방향를 산출하는 방법의 플로우 차트이다.
우선, 원격 제어기는 신호 발신부에서 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력하고 신호 수신부가 이를 수신하여 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출(2100)한다.
또한, 로봇 제어부는 복수 개의 신호 수신부 중 미리 설정된 신호 감지부가 적외선 신호를 수신하였는지 여부를 판단(2221)한다.
만약, 미리 설정된 신호 감지부가 적외선 신호를 수신하지 않았으면, 로봇 제어부는 광 수신 구동 모터에 전원을 공급하여 복수 개의 신호 감지부가 마련된 상부 바디를 회전(2222)시킨다.
반대로, 미리 설정된 신호 감지부가 적외선 신호를 수신하면, 로봇 제어부는 광 수신 구동 모터에 전원 공급을 중지하여 복수 개의 신호 감지부가 마련된 상부 바디의 회전을 중지시키고 청소 로봇의 특정 방향과 원격 제어기를 매칭(2223)시킨다.
이후, 사용자가 원격 제어기로 지정 종료 영역을 가리키면 모션 센서가 그 시점의 모션값을 측정하여 청소 로봇에 전달한다. 청소 로봇의 로봇 제어부는 전달된 모션값에 기초하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정(2300)한다.
마지막으로, 로봇 제어부는 주행부에 제어 신호를 전달하여 설정된 지정 종료 영역의 좌표로 청소 로봇을 이동(2400)시킨다.
도 62 및 도 63는 도 61에 도시된 방법의 개념을 도시한다.
도 62에 도시된 바와 같이, 청소 로봇(300)은 복수 개의 신호 수신부(335) 중에서 미리 설정된 신호 수신부(335)가 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)에서 출력하는 적외선 신호를 수신할 때까지 청소 로봇(300)을 시계 반대 방향으로 회전 시킬 수 있다.
구체적으로, 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)는 적외선 신호를 지면에 반사시켜 청소 로봇(300)에 전달되도록 하고, 로봇 제어부(310)는 복수 개의 신호 수신부(335) 중에서 미리 설정된 신호 수신부(335)가 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)에서 출력하는 적외선 신호를 수신할 때까지 주행부(360)에 복수 개의 신호 수신부(335)가 마련된 메인 바디(301)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 제어 신호를 전달할 수 있다.
또한, 도 63에 도시된 바와 같이, 청소 로봇(300)은 복수 개의 신호 수신부(335) 중에서 미리 설정된 신호 수신부(335)가 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)에서 출력하는 적외선 신호를 수신할 때까지 청소 로봇(300)의 상부 바디(303)를 시계 반대 방향으로 회전 시킬 수 있다.
구체적으로, 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)는 적외선 신호를 지면에 반사시켜 청소 로봇(300)에 전달되도록 하고, 로봇 제어부(310)는 복수 개의 신호 수신부(335) 중에서 미리 설정된 신호 수신부(335)가 원격 제어기(400)의 신호 발신부(435)에서 출력하는 적외선 신호를 수신할 때까지 광 수신 구동 모터(395)에 복수 개의 신호 수신부(335)가 마련된 상부 바디(303)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 제어 신호를 전달할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만 청소 로봇(300)은 복수 개의 신호 수신부(335) 중에서 적외선 신호를 수신한 특정 신호 수신부(335)의 방향을 파악하여 특정 신호 수신부(335) 방면에 원격 제어기(400)가 위치함을 결정할 수 있다.
도 64는 사용자의 방향을 판단하는 방법의 플로우 차트이고, 도 65 및 도 66은 도 64에 도시된 방법의 개념도이다.
도 64, 도 65 및 도 도 66을 참조하여, 청소 로봇(300)이 사용자(U)의 방향을 판단하는 방법에 대하여 설명한다.
청소 로봇(100)은 원격 제어기(400)의 위치를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자(U)의 위치를 직접 판단할 수도 있다. 청소 로봇(300)은 복수의 마이크(309a, 309b, 309c)를 통하여 사용자의 음성 명령을 수신하고, 수신된 음성 명령이 발성된 방향을 판단할 수 있다.
구체적으로, 청소 로봇(300)은 사용자(U)의 음성 신호가 수신되는지 판단한다(2510).
사용자(U)는 음성 신호를 통하여 청소 로봇(300)에 주시 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 도 65에 도시된 바와 같이 사용자(U)는 "로봇! 여기 봐." 또는 "로봇! 이리와" 등 미리 정해진 음성을 이용하여 청소 로봇(300)에 주시 명령을 입력할 수 있다.
청소 로봇(300)은 사용자(U)의 음성 신호를 수신하기 위하여 복수의 마이크(309a, 309b, 309c)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 마이크(309a, 309b, 309c)는 메인 바디(301)의 외곽선을 따라 등간격으로 배치될 수 있으며, 복수의 마이크(309a, 309b, 309c)는 메인 바디(301)의 전방에 마련되는 제1 마이크(309a), 메인 바디(301)의 우측에 마련되는 제2 마이크(309b), 메인 바디(301)의 좌측에 마련되는 제3 마이크(309c)를 포함할 수 있다.
사용자(U)의 음선 신호가 수신되면(2510의 예), 청소 로봇(300)은 사용자(U)의 음성 신호에 대하여 음성 명령 인식을 수행한다.
청소 로봇(300)은 사용자(U)의 음성 신호를 분석하여 사용자(U)의 제어 명령을 인식할 수 있다. 예를 들어, 청소 로봇(300)은 사용자(U)의 음성 신호와 복수의 제어 명령에 따른 음성 신호를 비교함으로써 사용자(U)의 음성 신호에 대응하는 제어 명령을 판단할 수 있다.
이후, 청소 로봇(300)은 주시 명령이 수신되었는지를 판단한다(2530). 청소 로봇(300)는 사용자(U)의 음성 신호를 분석하여 획득한 제어 명령이 주시 명령인지 판단할 수 있다.
주시 명령이 수신되었으면(2530의 예), 청소 로봇(300)은 사용자(U)가 위치하는 방향을 판단한다(2540).
청소 로봇(300)은 복수의 마이크(309a, 309b, 309c)를 통하여 수신된 음성 신호의 수신 시간 또는 크기를 기초로 사용자(U)가 위치한 방향을 판단할 수 있다. 구체적으로, 청소 로봇(300)은 사용자의 음성 신호를 가장 먼저 수신한 마이크의 위치, 사용자(U)의 음성 신호를 가장 먼저 수신한 시간과 다른 마이크가 음성 신호를 수신한 시간 사이의 차이를 기초로 사용자(U)의 위치를 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 66a에 도시된 바와 같이 청소 로봇(300)의 좌측 후방에 위치한 사용자(U)가 음성 신호(Sin)를 발성하면, 청소 로봇(300)은 도 66b에 도시된 바와 같은 음성 신호(S1, S2, S3)를 수신할 수 있다.
구체적으로, 메인 바디(101)의 좌측에 설치된 제3 마이크(309c)가 가장 먼저 제3 음성 신호(S3)를 수신한다. 제1 시간(T1)이 지난 이후 메인 바디(101)의 전방에 설치된 제1 마이크(309a)가 제1 음성 신호(S1)를 수신하고, 제2 시간(T2)이 지난 이후 메인 바디(101)의 우측에 설치된 제2 마이크(309b)가 제2 음성 신호(S2)를 수신한다.
청소 로봇(300)은 제3 마이크(309c)의 위치, 제1 시간(T1) 및 제2 시간(T2)을 기초로 사용자(U)가 메인 바디(101)의 좌측 후방에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
이후, 청소 로봇(300)은 사용자(U)를 향하여 회전한다(2560).
도 66c에 도시된 바와 같이 청소 로봇(300)은 사용자(U)의 위치가 메인 바디(101)의 전방에 위치하도록 회전할 수 있다.이하, 도 67, 도 68 및 도 69를 참조하여 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 실시예들에 대해서 설명하도록 한다.
도 67은 또 다른 일 실시예에 따라 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 방법의 플로우 차트를 도시하고 있다.
우선, 원격 제어기는 신호 발신부에서 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력하고 신호 수신부가 이를 수신하여 청소 로봇과 원격 제어기 사이의 거리를 산출(2100)한다.
또한, 이후, 로봇 제어부는 수신된 적외선 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나에 기초하여 원격 제어기의 방향을 산출(2200)한다.
이후, 사용자는 원격 제어기가 지정 시작 영역을 가리키도록 하고, 이 때 모션 센서는 지정 시작 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값을 측정(2311)한다. 그리고, 사용자는 원격 제어기가 지정 종료 영역을 가리키도록 원격 제어기를 움직인다(2312). 이 때 모션 센서는 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값을 측정(2313)한다. 또한, 원격 제어기의 제 2 통신부는 지정 시작 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값 및 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값을 청소 로봇의 제 1 통신부로 전달한다.
그리고, 청소 로봇의 로봇 제어부는 지정 시작 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값 및 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값에 기초하여 청소 로봇을 영점으로 하였을 때의 지정 종료 영역의 좌표를 설정(2314)한다.
마지막으로, 로봇 제어부는 주행부에 제어 신호를 전달하여 설정된 지정 종료 영역의 좌표로 청소 로봇을 이동(2400)시킨다.
도 68 및 도 69는 도 67에 도시된 방법의 개념도이다.
도 68에 도시된 바와 같이 원격 제어기(400)에서 출력하는 초음파 신호 및 적외선 신호 중 적어도 하나를 이용하여 원격 제어기(400)와 청소 로봇(300) 사이의 거리(D1) 및 청소 로봇(300)을 기준으로 원격 제어기(400)의 방향을 산출하고, 원격 제어기(400)가 청소 로봇(300)인 지정 시작 영역(P0)을 가리키는 경우의 모션 센서 값에 기초하여 원격 제어기(400)가 지면을 향하는 선과 청소 로봇(300)을 향하는 선 사이의 각도(θ1)를 산출할 수 있다.
이 경우, 로봇 제어부(310)는 사용자(U)가 원격 제어기(400)를 이동시켜 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 경우의 모션 센서값을 원격 제어기(400)의 제 2 통신부(450)로부터 전달받아 이에 기초하여 지정 종료 영역(P3)의 좌표를 설정할 수 있다.
구체적으로, 로봇 제어부(310)는 원격 제어기(400)가 지정 시작 영역(P0)을 가리키는 경우의 모션 센서값과 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 모션 센서값(예를 들어, 원격 제어기(400)의 회전각(α))에 기초하여 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 경우의 원격 제어기(400)가 가리키는 연장선을 산출할 수 있다. 그리고, 로봇 제어부(310)는 원격 제어기(400)가 가리키는 산출된 연장선과 지면이 만나는 지점을 지정 종료 영역(P3)으로 좌표를 설정할 수 있다.
또한, 지정 종료 영역(P3)의 좌표를 설정하고 이에 기초하여 지정 종료 영역과 원격 제어기(400) 사이의 거리(D2) 및 지정 종료 영역과 청소 로봇(300) 사이의 거리(m1)를 산출할 수 있다.
여기서, 원격 제어기에서 지정 시작 영역까지의 거리 및 원격 제어기에서 지정 종료 영역까지의 거리는 사용자의 팔길이를 포함한 사용자의 어깨에서 지정 시작 영역까지의 거리 및 사용자의 어깨에서 지정 종료 영역까지의 거리일 수 있다. 예를 들어, D1은 원격 제어기에서 지정 시작 영역까지의 거리와 평균적인 사람의 팔의 길이인 0.7[m]을 더한 값일 수 있고, D2는 원격 제어기에서 지정 종료 영역까지의 거리와 평균적인 사람의 팔의 길이인 0.7[m]을 더한 값일 수 있다.
또한, 로봇 제어부(310)는 좌표 설정을 통하지 않고 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역까지의 거리 및 방향을 산출할 수 있다.
구체적으로, 로봇 제어부(300)는 수학식 8 및 수학식 9를 이용하여 청소 로봇이 이동할 거리인 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역까지의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 로봇 제어부는 수학식 10, 수학식 11 및 수학식 12를 이용하여 청소 로봇이 회전해야 할 각도를 산출할 수 있다.
원격 제어기가 지정 시작 영역()을 가리키는 연장선과 지정 종료 영역()을 가리키는 연장선 사이의 각도()를 산출하는 것은 수학식 8을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 8]
수학식 8은 원격 제어기의 모션에 기초하여 원격 제어기가 지정 시작 영역 및 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 양자 사이의 각도를 산출하는 식이다. 수학식 8의 변수 중에서 θ4는 원격 제어기가 지정 시작 영역을 가리키는 연장선과 지정 종료 영역을 가리키는 연장선 사이의 각도, Yaw는 원격 제어기의 좌우측 방향인 요우값의 변화량, Pitch는 요우 값에 수직인 원격 제어기의 상하측 방향인 피치값의 변화량을 의미한다.
수학식 8에서와 같이 원격 제어기가 지정 시작 영역 및 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 양자 사이의 각도는 요우값의 변화량의 제곱과 피치값의 변화량의 제곱을 더한 값의 제곱근일 수 있다.
청소 로봇이 이동해야 하는 거리인 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역까지의 거리는 수학식 8에서 산출한 각도와, 원격 제어기에서 지정 시작 영역 및 지정 종료 영역까지의 거리를 통해 수학식 9와 같이 산출될 수 있다.
[수학식 9]
수학식 9는 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역 사이의 거리를 산출하는 수식이다. 수학식 9에서 m1은 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역까지의 거리, D1은 원격 제어기에서 지정 시작 영역까지의 거리, D2는 원격 제어기에서 지장 종료 영역까지의 거리를 의미할 수 있다.
도 68에 도시된 바와 같이, 원격 제어기가 위치한 점, 지정 시작 영역 및 지정 종료 영역을 3개의 점으로 하는 삼각형을 설정할 수 있다. 따라서, 제 2 코사인 법칙을 통해 지정 시작 영역에서 지정 종료 영역까지의 거리를 산출할 수 있다.
다음으로 청소 로봇이 회전해야될 각도를 산출하도록 한다. 원격 제어기가 지정 시작 영역을 가리키는 연장선을 지면에 투영한 제 1 정사영선은 수학식 10을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 10]
수학식 10은 제 1 정사영선을 산출하는 수식이다. 수학식 10의 변수 중에서 D1'은 제 1 정사영선의 길이, h는 원격 제어기가 위치한 높이를 의미할 수 있다.
원격제어기가 지정 시작 영역을 가리키는 연장선, 제 1 정사영선 및 지면에 수직인 선을 포함하는 삼각형은 직각 삼각형의 형태를 갖는바, 피타고라스의 정의(pythagorean theorem)에 의해 수학식 10과 같이 산출될 수 있다.
원격 제어기가 지정 종료 영역을 가리키는 연장선을 지면에 투영한 제 2 정사영선은 수학식 11을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 11]
수학식 11은 제 2 정사영선을 산출하는 수식이다. 수학식 11의 변수 중에서 D2'은 제 2 정사영선의 길이를 의미할 수 있다.
원격제어기가 지정 종료 영역을 가리키는 연장선, 제 2 정사영선 및 지면에 수직인 선을 포함하는 삼각형은 직각 삼각형의 형태를 갖는바, 피타고라스의 정의에 의해 수학식 11과 같이 산출될 수 있다.
청소 로봇이 회전해야될 각도는 수학식 12를 통해 산출될 수 있다.
[수학식 12]
수학식 12는 원격 제어기에 헤딩된 청소 로봇이 지정 종료 영역으로 이동하기 위해 회전해야 하는 각도를 산출하는 수식이다. 수학식 12의 변수 중에서 θ5는 청소 로봇이 회전해야 하는 각도를 의미할 수 있다.
도 68에 도시된 바와 같이, 제 1 정사영선, 제 2 정사영선 및 청소 로봇이 이동해야될 선을 포함하는 정사영의 삼각형을 설정할 수 있다. 설정된 정사영의 삼각형 중 지정 시작 영역이 위치한 영역의 내각은 청소 로봇이 회전해야 하는 각도이고, 이는 수학식 12와 같이 제 2 코사인 법칙에 의해 산출될 수 있다.
또한, 도 69에 도시된 바와 같이 제어기(400)가 지정 시작 영역을 가리키는 경우의 위치와 지정 종료 영역을 가리키는 경우의 위치가 상이한 경우에 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 것도 가능하다.
구체적으로, 원격 제어기(400)에서 출력하는 초음파 신호 및 적외선 신호 중 적어도 하나를 이용하여 원격 제어기(400)와 청소 로봇(300) 사이의 거리(D1) 및 청소 로봇(300)을 기준으로 원격 제어기(400)의 방향을 산출한다. 그리고, 로봇 제어부(310)는 청소 로봇(300)을 영점으로 설정한 경우 원격 제어기(400)가 지정 시작 영역(P0)을 가리키는 시점의 원격 제어기(400)의 좌표(x1, y1, z1)를 산출한다.
또한, 원격 제어기(400)의 제 2 통신부(450)는 원격 제어기(400)가 지정 시작 영역(P0)을 가리키는 경우의 모션 센서값과 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 경우의 모션 센서값을 전달받는다. 로봇 제어부(310)는 전달 받는 원격 제어기(400)가 지정 시작 영역(P0)을 가리키는 경우의 모션 센서값과 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 경우의 모션 센서값에 기초하여 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 원격 제어기(400)의 좌표(x3, y3, z3)를 산출하고, 원격 제어기(400)가 지정 종료 영역(P3)을 가리키는 연장선을 산출한다.
이 경우, 로봇 제어부(310)는 산출된 연장선과 지면이 만나는 지점이 지정 종료 영역(P3)으로 설정할 수 있다.이하, 도 70을 참조하여 복수 개의 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 또 다른 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 70은 또 다른 일 실시예에 따른 복수 개의 지정 종료 영역의 좌표를 설정하는 방법의 개념도이다.
이상에서 설명한 바와 같이 청소 로봇 시스템(2)은 원격 제어기(400)로 지정 시작 영역을 청소기로 설정하고 지정 종료 영역을 설정하여 청소 로봇(300)을 이동시키는 것에 한정되지 않는다.
구체적으로, 원격 제어기(400)는 제 1 지정 시작 영역(P0)을 가리키고, 사용자(U)가 원격 제어기(400)를 이동시켜 원격 제어기(400)가 제 1 지정 종료 영역(P3)을 가리켜, 청소 로봇 시스템(2)은 그 때의 제 1 지정 종료 영역(P3)의 좌표를 설정할 수 있다.
이후, 원격 제어기(400)가 제 2 지정 종료 영역(P5)을 가리키는 경우, 청소 로봇 시스템(2)은 제 1 지정 종료 영역(P3)을 제 2 지정 시작 영역(P3)으로 설정하여 제 1 지정 종료 영역(P3)을 산출할 때 이용한 데이터와 원격 제어기(400)가 제 2 지정 종료 영역(P5)을 가리킬 때 획득된 데이터에 기초하여 제 2 지정 종료 영역(P5)의 좌표를 설정한다.
또한, 원격 제어기(400)가 제 3 지정 종료 영역(P7)을 가리키는 경우, 청소 로봇 시스템(2)은 제 2 지정 종료 영역(P5)을 제 3 지정 시작 영역(P5)으로 설정하여 제 2 지정 종료 영역(P5)을 산출할 때 이용한 데이터와 원격 제어기(400)가 제 3 지정 종료 영역(P7)을 가리킬 때 획득된 데이터에 기초하여 제 3 지정 종료 영역의 좌표(P7)를 설정한다.
이를 통해, 사용자(U)는 단 하나의 지정 종료 영역을 설정하여 청소 로봇(300)을 이동시키지 않고, 복수 개의 지정 종료 영역을 설정하여 청소 로봇(300)을 이동시킬 수 있다.
도 71은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기의 제어 구성을 도시하고, 도 72은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기의 외관을 도시한다.
도 71 및 도 72를 참조하면, 원격 제어기(500)는 외관을 형성하는 본체(501)를 포함하며, 본체(501)에는 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 원격 컨트롤 패널(520), 사용자의 제어 명령을 청소 로봇(100, 도 1 참조)로 전송하는 송신부(530), 원격 제어기(500)의 동작을 총괄 제어하는 원격 제어부(510)가 마련된다.
원격 컨트롤 패널(520)은 사용자로부터 제어 명령을 입력받는 입력 버튼 모듈(521)을 포함한다. 입력 버튼 모듈(521)은 원격 제어기(500)의 본체(501) 상면에 마련되며, 청소 로봇(100, 도 1 참조)을 온 또는 오프시키기 위한 전원 버튼, 전원의 충전을 위하여 청소 로봇(100, 도 1 참조)을 충전 스테이션으로 복귀시키는 복귀 버튼, 청소 로봇(100, 도 1 참조)을 동작시키거나 정지시키기 위한 동작 버튼, 청소 로봇(100, 도 1 참조)의 청소 모드를 선택하기 위하여 청소 모드 버튼 등을 포함할 수 있다.
특히, 입력 버튼 모듈(521)은 광 스팟(LS)의 이동 경로를 따라 청소 로봇(100, 도 1 참조)을 이동시키는 드래그 명령을 입력하기 위한 드래그 버튼(521a)을 포함할 수 있다.
이와 같은 입력 버튼 모듈(521)은 사용자의 가압을 감지하는 마이크로 스위치, 멤브레인 스위치 또는 사용자의 접촉을 감지하는 터치 스위치 등을 채용할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따라 원격 컨트롤 패널(5201)은 디스플레이(미도시) 또는 터치 스크린(미도시)을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 또는 터치 스크린은 사용자가 입력한 제어 명령에 따른 청소 로봇(100, 도 1 참조)의 동작 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 또는 터치 스크린은 청소 로봇(100, 도 1 참조)의 동작 여부, 전원의 상태, 사용자가 선택한 청소 모드, 오동작 여부 등을 표시할 수 있다.
특히, 터치 스크린은 사용자의 접촉 좌표를 검출하는 터치 패널과 청소 로봇(100, 도1 참조)의 동작 정보를 표시하는 디스플레이 패널이 일체화되어 마련될 수 있다. 구체적으로, 터치 스크린은 사용자가 입력할 수 있는 복수의 제어 명령을 표시하고, 표시된 복수의 제어 명령 가운데 사용자가 선택한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 구체적으로, 터치 스크린은 사용자가 터치한 좌표를 검출하고, 검출된 터치 좌표와 제어 명령이 표시된 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 제어 명령을 인식할 수 있다.
송신부(530)는 사용자의 제어 명령에 따라 가시광선 및 적외선을 발신한다. 특히, 송신부(530)가 발신하는 적외선에는 사용자가 입력한 제어 명령이 포함된다. 구체적으로 송신부(530)는 사용자가 입력한 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신한다.
송신부(530)는 가시광선을 발신하는 가시광선 발신기(531), 제1 적외선을 발신하는 제1 적외선 발신기(533), 제2 적외선을 발신하는 제2 적외선 발신기(535)를 포함할 수 있다.
가시광선 발신기(531)는 사용자의 드래그 명령에 따라 전방을 향하여 가시광선을 발신하고, 제1 적외선 발신기(533)는 사용자의 드래그 명령이 포함된 적외선을 발신한다. 또한, 제2 적외선 발신기(535)는 전원 명령, 복귀 명령, 동작 명령, 청소 모드 선택 명령 등 드래그 명령 이외의 제어 명령이 포함된 제2 적외선을 발신한다.
특히, 제1 적외선 발신기(533)는 드래그 명령에 따라 변조된 적외선(이하, 제1 적외선이라 한다)을 발신하고, 제2 적외선 발신기(535)는 드래그 명령의 제어 명령에 따라 변조된 적외선(이하, 제2 적외선이라 한다)을 발신할 수 있다.
또한, 청소 로봇(100, 도 1 참조)은 가시광선과 제1 적외선에 의하여 형성되는 광 스팟(LS, 도 7 참조)을 추종하므로 가시광선 발신기(531)과 제1 적외선 발신기(535)는 전방을 향하여 집중된 광선(가시광선, 제1 적외선)을 발신할 수 있다. 반면, 드래그 명령 이외의 제어 명령은 원격 제어기(500)가 지시하는 방향과 무관하게 청소 로봇(100, 도 1 참조)에 전송되므로 제2 적외선 발신기(535)는 사방으로 확산되는 광(제2 적외선)을 발신할 수 있다.
가시광선 발신기(531)는 가시광선을 출력하는 가시광선 광원(531a, 도 73 참조), 가시광선 광원(531a, 도 73 참조)를 구동하는 구동 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 제1 적외선 발신기(533)는 제1 적외선을 출력하는 제1 적외선 광원(533a, 도 73 참조), 제1 적외선 광원(533a, 도 73 참조)를 구동하는 구동 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 적외선 발신기(535)는 제2 적외선을 출력하는 제2 적외선 광원(535a, 도 73 참조), 제2 적외선 광원(535a, 도 73 참조)를 구동하는 구동 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 각각의 광원(531a, 533a, 535a)는 가시광선 또는 적외선을 발신하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER) 또는 램프(Lamp)를 포함할 수 있다.
원격 제어부(510)는 원격 제어기(500)를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리(513), 메모리(513)에 저장된 프로그램에 따라 데이터를 처리하는 프로세서(511)를 포함할 수 있다.
메모리(513)는 원격 제어기(500)를 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장하거나, 원격 컨트롤 패널(520)을 통하여 입력된 사용자의 제어 명령, 프로세서(511)가 출력하는 제어 신호 등을 기억할 수 있다.
또한, 메모리(513)는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory, D-RAM 등의 휘발성 메모리(미도시)와 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.
비휘발성 메모리는 휘발성 메모리의 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 원격 제어기(500)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 비휘발성 메모리는 원격 제어기(500)의 전원이 차단되더라도 저장된 데이터를 유지할 수 있다.
휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 로딩하여 일시적으로 기억하거나, 원격 컨트롤 패널(520)을 통하여 입력된 사용자의 제어 명령, 프로세서(511)가 출력하는 제어 신호 등을 일시적으로 기억할 수 있다. 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리와 달리 원격 제어기(500)의 전원이 차단되면 기억된 데이터를 손실할 수 있다.
이상에서는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리에 설명하였으나, 메모리(513)가 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리를 모두 포함하는 것에 한정되는 것은 아니며, 메모리(513)는 비휘발성 메모리만을 포함할 수도 있다.
프로세서(511)는 메모리(220)에 기억된 제어 프로그램에 따라 사용자의 제어 명령을 처리하고, 송신부(530)를 통하여 청소 로봇(100, 도 1 참조)에 전송할 통신 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 드래그 명령을 입력하면 프로세서(11)는 원격 컨트롤 패널(520)을 통하여 수신된 드래그 명령을 처리하고, 사용자의 드래그 명령에 대응하는 적외선 통신 신호를 출력할 수 있다.
프로세서(511)는 특정 용도로 주문 제작되는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 프로그래밍 가능 논리 요소와 프로그래밍 가능 내부선을 포함하는 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA)를 채용할 수 있으며, 저장 용량이 작은 메모리를 포함할 수도 있다.
이상에서는 프로세서(511)와 메모리(513)를 구분하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 프로세서(511)와 메모리(513)가 단일의 칩으로 구성될 수 있다.
도 73는 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기를 분해 도시하며, 도 74는 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기에 포함된 렌즈 모듈을 도시한다.
도 73 및 도 74를 참조하면, 원격 제어기(500)는 상면이 개방된 하우징(550), 하우징(550)의 개방된 상면을 차폐하는 탑 커버(540), 하우징(550)과 탑 커버(540)에 사이에 마련되는 기판(560), 하우징(540)의 전부에 마련되는 미들 커버(570), 하우징(540)의 전면에 마련되는 렌즈 모듈(580)을 포함한다.
하우징(550)은 원격 제어기(500)에 포함된 각종 구성 부품을 수용하여 원격 제어기(500)에 포함된 각종 구성 부품을 외부의 충격으로부터 보호한다.
또한, 하우징(550)와 미들 커버(570)에 의하여 가시광선이 출력되는 제1 광로(591)와 제1 적외선이 출력되는 제2 광로(592)가 생성되며, 하우징(550)에는 제1 광로(591)와 제2 광로(592)를 구획하는 하우징 파티션(553)이 형성된다.
제1 광로(591)에는 내부에서 발생하는 광의 반사로 인한 광 노이즈를 제거하는 제1 하우징 스탑 리브(551)가 형성되고, 제2 광로(592)에는 내부에서 발생하는 광의 반사로 인한 광 노이즈를 제거하는 제2 하우징 스탑 리브(552)가 형성된다.
제1 하우징 스탑 리브(551) 및 제2 하우징 스탑 리브(552)에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.
하우징(550)의 전면에는 제1 광로(591)과 연통되는 제1 관통홀(550a)과 제2 광로(592)와 연통되는 제2 관통홀(550b)이 형성된다. 가시광선은 제1 관통홀(550a)을 통과하여 전방으로 출력되고, 제1 적외선은 제2 관통홀(550b)을 통과하여 전방으로 출력된다.
또한, 제1 관통홀(550a)과 제2 관통홀(550b) 인근에는 렌즈 모듈(580)을 외부 충격으로부터 보호하는 렌즈 가드(555)가 형성된다. 렌즈 가드(555)는 렌즈 모듈(580) 보다 전방으로 돌출되어 렌즈 모듈(580)에 외부 충격에 의한 스크레치가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
탑 커버(540)는 하우징(550)의 개방된 상면에 마련되어, 하우징(550)과 함께 원격 제어기(500)에 포함된 각종 구성 부품을 외부의 충격으로부터 보호한다. 또한, 탑 커버(540)에는 복수의 홀(540a)이 형성되며, 입력 버튼 모듈(521)은 복수의 홀(540a)을 통과하여 탑 커버(540) 외부로 노출될 수 있다.
기판(560)은 각종 프로세서 및 메모리 등이 실장되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 기판(560)에는 입력 버튼 모듈(521), 가시광선 광원(531a), 제1 적외선 광원(533a) 및 제2 적외선 광원(535a), 프로세서(511) 및 메모리(513)가 실장될 수 있다.
미들 커버(570)는 하우징(550)과 함께 가시광선이 출력되는 제1 광로(591)와 제1 적외선이 출력되는 제2 광로(592)를 생성하며, 미들 커버(570)에는 제1 광로(591)와 제2 광로(592)를 구획하는 커버 파티션(573)이 형성된다.
제1 광로(591)에는 내부에서 발생하는 광의 반사로 인한 광 노이즈를 제거하는 제1 커버 스탑 리브(571)가 형성되고, 제2 광로(592)에는 내부에서 발생하는 광의 반사로 인한 광 노이즈를 제거하는 제2 커버 스탑 리브(572)가 형성된다.
제1 커버 스탑 리브(571) 및 제2 커버 스탑 리브(572)에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.
렌즈 모듈(580)은 도 74a에 도시된 바와 같이 가시광선 발신부(531)로부터 출력된 가시광선을 집중시키는 제1 렌즈(581)와 제1 적외선 발신부(533)로부터 출력된 제1 적외선을 집중시키는 제2 렌즈(582)를 포함한다. 여기서, 제1 렌즈(581)와 제2 렌즈(582)는 일체로 마련된다.
도 74b에 도시된 바와 같이 제1 렌즈(581)과 제2 렌즈(582)는 전면이 볼록하고 후면이 평편한 볼록 렌즈의 형상을 가지며, 제1 렌즈(581)은 하우징(550)의 제1 관통홀(550a)에 삽입되고 제2 렌즈(582)은 하우징(550)의 제2 관통홀(550b)에 삽입될 수 있다.
제1 렌즈(581) 및 제2 렌즈(582)의 볼록한 부분의 두께(d)는 렌즈 가드(555)의 두께보다 얇다. 따라서, 제1 렌즈(581)와 제2 렌즈(582)은 하우징(550)의 렌즈 가드(555)에 의하여 보호될 수 있다.
사용자는 가시광선을 통하여 원격 제어기(500)가 지시하는 위치를 판단하고, 청소 로봇(100, 도 1 참조)은 제1 적외선을 통하여 원격 제어기(500)가 지시하는 위치를 판단하므로, 원격 제어기(500)가 출력하는 가시광선과 제1 적외선을 가능한 중첩되는 것이 바람직하다.
가시광선과 제1 적외선에 의한 광 스팟(LS, 도 7 참조)가 선명하게 형성되도록 제1 렌즈(581)와 제2 렌즈(582)의 반경(R)이 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈(581)와 제2 렌즈(582)의 반경(R)가 커질수록 광 스팟(LS)이 밝아지는 반면, 광 스팟(LS)의 크기가 작아진다. 적절한 밝기와 적절한 크기의 광 스팟(LS)이 형성되도록 제1 렌즈(581) 및 제2 렌즈(582)의 직경(R)은 15mm 이하로 할 수 있다.
또한, 가시광선과 제1 적외선이 중첩되는 비율을 증가시키기 위하여 제1 렌즈(581)의 중심과 제2 렌즈(582)의 중심 사이의 거리(L)가 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈(581)의 중심과 제2 렌즈(582)의 중심 사이의 거리(L)를 20mm 이하로 하면 가시광선과 제1 적외선이 중첩되는 비율이 90% 이상이 된다.
하우징(550)의 전면에는 제2 적외선 광원(533a)이 마련된다. 앞서 설명한 바와 같이 제2 적외선 광원(533a)은 드래그 명령 이외의 제어 명령에 의하여 변조된 제2 적외선을 출력한다. 이때, 제2 적외선 광원(533a)으로부터 출력된 제2 적외선은 여러 방향으로 방사되며, 특정한 방향으로 집중되지 않는다.이상에서는 원격 제어기(500)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하에서는 원격 제어기(500)에 의하여 생성된 가시광선과 제1 적외선의 진행에 대하여 설명한다.
도 75은 도 72에 도시된 A-A'의 단면을 도시하고, 도 76a, 도 76b, 도 77a 및 도 77b은 또 다른 일 실시예에 의한 원격 제어기에서 광의 진행 경로를 도시한다.
도 75를 참조하면, 가시광선 광원(531a)으로부터 출력된 가시광선은 제1 광로(591)를 통과하여 제1 렌즈(581)에 도달하고, 제1 렌즈(581)에 의하여 집중되어 하우징(550) 외부로 출력된다. 이때, 광의 집중을 향상시키기 위하여 가시광선 광원(531a)의 중심과 제1 렌즈(581)의 중심이 일직선 상에 위치할 수 있다.
또한, 제1 적외선 광원(532a)으로부터 출력된 제1 적외선은 제2 광로(591)를 통과하여 제2 렌즈(581)에 도달하고, 제2 렌즈(532)에 의하여 집중되어 하우징(550) 외부로 출력된다. 이때, 광의 집중을 향상시키기 위하여 제1 적외선 광원(532a)의 중심과 제2 렌즈(582)의 중심이 일직선 상에 위치할 수 있다.
제1 렌즈(581)와 가시광선 광원(531a) 사이의 거리(d1) 및 제2 렌즈(582)와 제1 적외선 광원(532a)의 사이의 거리(d2)는 광 스팟(LS)이 선명하게 생성되도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈(581)와 가시광선 광원(531a) 사이의 거리(d1) 및 제2 렌즈(582)와 제1 적외선 광원(532a)의 사이의 거리(d2)가 멀어질수록 광 스팟(LS)이 더욱 밝아지나, 광 스팟(LS)의 크기가 적정 수준 이상으로 커진다.
이에, 제1 렌즈(581)와 가시광선 광원(531a) 사이의 거리(d1)는 30mm 이하로 할 수 있으며, 제2 렌즈(582)와 제1 적외선 광원(532a)의 사이의 거리(d2)는 40mm 이하로 할 수 있다. 가시광선의 파장과 적외선의 파장이 서로 상이하므로 제1 렌즈(581)와 가시광선 광원(531a) 사이의 거리(d1)와 제2 렌즈(582)와 제1 적외선 광원(532a)의 사이의 거리(d2)는 서로 다르게 할 수 있다.
또한, 제1 광로(591) 상에는 광 노이즈를 제거하기 위한 제1 하우징 스탑 리브(551) 및 제1 커버 스탑 리브(571) (이하 제1 스탑 리브라 한다)가 설치되고, 제2 광로(592) 상에는 광 노이즈를 제거하기 위한 제2 하우징 스탑 리브(552) 및 제2 커버 스탑 리브(572) (이하 제2 스탑 리브라 한다)가 설치된다.
제1 스탑 리브(551, 571)이 설치되지 않는 경우, 광 노이즈에 의하여 광 스팟(LS)이 선명하게 생성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 76의 (a)에 도시된 바와 같이 광원(531a, 532b)으로부터 출력된 광(가시광선 또는 제1 적외선)의 일부는 광로(591, 592) 내부에서 반사되어 렌즈(581, 582)에 의하여 집중되지 못하여 여러 방향으로 방사될 수 있다.
그 결과, 도 76의 (b)에 도시된 바와 같이 선명하지 못한 광 스팟(LS)이 생성된다. 또한, 광 노이즈로 인하여 청소 로봇(100, 도 1 참조)은 광 스팟(LS)을 정확히 추종하지 못한다.
제1 스탑 리브(551, 571)이 설치되는 경우, 광 노이즈가 제거됨으로써 광 스팟(LS)이 선명하게 생성된다. 예를 들어, 도 77의 (a)에 도시된 바와 같이 광로(591, 592) 내부에서 반사되는 광이 스탑 리브(551, 552, 571, 572)에 의하여 차단된다.
그 결과, 도 77의 (b)에 도시된 바와 같이 선명한 광 스팟(LS)이 생성되고, 청소 로봇(100, 도 1 참조)이 광 스팟(LS)을 정확히 추종할 수 있다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

Claims (21)

  1. 사용자의 제어 명령을 입력받는 유저 인터페이스;
    가시광선 및 적외선을 발신하는 광 발신기;
    상기 제어 명령에 따라 변조된 적외선을 발신하도록 상기 광 발신기를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 광 발신기는,
    상기 가시광선을 방출하는 가시광선 광원,
    상기 적외선을 방출하는 적외선 광원, 및
    상기 가시광선을 굴절시키는 제1 렌즈와 상기 적외선을 굴절시키는 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈와 상기 가시광선 광원 사이의 거리는 상기 제2 렌즈와 상기 적외선 광원 사의 거리와 상이한 원격 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 광원은,
    상기 적외선을 발신하는 적외선 발광 다이오드를 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 적외선을 집광하기 위하여 상기 적외선을 굴절시키는 제1 집광 렌즈를 포함하는 원격 제어기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가시광선 광원은,
    상기 가시광선을 발신하는 가시광선 발광 다이오드를 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 가시광선을 집광하기 위하여 상기 가시광선을 굴절시키는 제2 집광 렌즈를 포함하는 원격 제어기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적외선 광원에 의한 적외선 스팟과 상기 가시광선 광원에 의한 가시광선 스팟은 적어도 일부가 중첩되어 형성되는 것인 원격 제어기.
  5. 적외선 및 가시광선을 방출하는 원격 제어기; 및
    상기 원격 제어기로부터 방출된 적외선을 추종하는 청소 로봇을 포함하고,
    상기 원격 제어기는,
    상기 가시광선을 방출하는 가시광선 광원,
    상기 적외선을 방출하는 적외선 광원, 및
    상기 가시광선을 굴절시키는 제1 렌즈와 상기 적외선을 굴절시키는 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈와 상기 가시광선 광원 사이의 거리는 상기 제2 렌즈와 상기 적외선 광원 사의 거리와 상이한 청소 로봇 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원격 제어기는,
    상기 적외선 광원으로부터 방출된 적외선을 추종하도록 상기 청소 로봇을 제어하기 위한 사용자의 드래그 명령을 수신하는 유저 인터페이스; 및
    상기 드래그 명령에 따라 상기 적외선 광원의 온과 오프를 반복함으로써, 상기 드래그 명령에 따라 변조된 적외선을 방출하도록 상기 적외선 광원을 제어하는 제1 제어기를 포함하는 청소 로봇 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 청소 로봇은,
    상기 청소 로봇을 이동시키는 주행기와,
    상기 적외선 광원에서 방출된 상기 변조된 적외선을 수신하는 광 수신기와,
    자동 청소 경로를 따라 상기 청소 로봇을 이동시키도록 상기 주행기를 제어하는 제2 제어기를 포함하고,
    상기 제2 제어기는, 상기 청소 로봇이 상기 자동 청소 경로를 따라 이동하는 동안 상기 변조된 적외선을 수신하는 것에 기초하여, 상기 청소 로봇이 상기 자동 청소 경로를 벗어나 상기 변조된 적외선을 추종하도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광 수신기는,
    상기 변조된 적외선을 수신하는 복수의 적외선 수신기와,
    상기 변조된 적외선을 복조함으로써 상기 드래그 명령을 획득하는 적외선 복조기를 포함하는 청소 로봇 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 적외선 수신기는,
    상기 청소 로봇의 전방에 위치하는 제1 적외선 수신기;
    상기 청소 로봇의 외곽선을 따라 배치되는 적어도 2개의 적외선 수신기를 포함하는 청소 로봇 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 적외선 수신기 중 적어도 하나는 상기 변조된 적외선을 수신하고,
    상기 제2 제어기는 상기 복수의 적외선 수신기 중 상기 변조된 적외선을 수신한 적어도의 하나의 수신기에 따라 상기 변조된 적외선의 위치를 판단하는 청소 로봇 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 청소 로봇을 이동시키는 청소 로봇 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 청소 로봇을 회전시킨 후 상기 변조된 적외선을 향하여 상기 청소 로봇을 직선 이동시키는 청소 로봇 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 제어기는 상기 제1 적외선 수신기가 상기 적외선을 수신하도록 상기 청소 로봇을 곡선 이동시키는 청소 로봇 시스템.
  14. 제7항에 있어서, 경로 저장 명령이 수신되면, 상기 제2 제어기는 상기 청소 로봇이 상기 변조된 적외선의 이동 경로를 따라 이동하도록 제어하고, 상기 청소 로봇의 이동 경로를 저장하는 청소 로봇 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 자동 청소 명령이 수신되면, 상기 제2 제어기는 상기 청소 로봇이 상기 청소 로봇의 이동 경로를 따라 이동하도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 집중 청소 명령이 수신되면, 상기 제2 제어기는 상기 청소 로봇이 상기 청소 로봇의 이동 경로 내부에서 이동하도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 진입 금지 명령이 수신되면, 상기 제2 제어기는 상기 청소 로봇이 상기 청소 로봇의 이동 경로 내부에 진입하지 않도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
  18. 제7항에 있어서, 상기 청소 로봇은 상기 청소 로봇의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부를 더 포함하는 청소 로봇 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 변조된 적외선의 이동 경로 상에 장애물이 감지되면, 상기 제2 제어기는 상기 청소 로봇이 상기 장애물의 외곽선을 따라 상기 변조된 적외선을 추종하도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
  20. 제7항에 있어서, 상기 청소 로봇은 상기 청소 로봇의 이동을 방해하는 단차를 감지하는 단차 감지부를 더 포함하는 청소 로봇 시스템.
  21. ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제20항에 있어서,
    상기 변조된 적외선의 이동 경로 상에 장애물이 감지되면, 상기 제2 제어기는 상기 상기 청소 로봇이 상기 단차의 외곽선을 따라 상기 변조된 적외선을 추종하도록 상기 주행기를 제어하는 청소 로봇 시스템.
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