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1. KR1020150047893 - CLEANING ROBOT

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[ KO ]
청소 로봇{CLEANING ROBOT}
기 술 분 야
 개시된 발명은 청소 로봇에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 통신 방식을 이용하여 사용자의 위치를 검출할 수 있는 청소 로봇에 관한 발명입니다.
배경기술
 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 리모트 컨트롤러를 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 리모트 컨트롤러를 이용하여 사용자가 청소 로봇의 주행을 조작하여야 하는 불편함이 있었다.
발명의 상세한 설명
 상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 발명의 일 측면은 초광대역 통신방식을 이용하여 청소 로봇이 사용자의 위치를 검출할 수 있는 청소 로봇을 제공하고자 한다.
 일 측면에 의한 청소 로봇은 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 상기 청소 공간을 청소하는 청소부, 조작 명령을 입력받는 사용자 단말기와 무선 통신을 수행하는 통신부, 상기 조작 명령에 따라 상기 주행부, 상기 청소부 및 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 통신부를 제어하여 상기 사용자 단말기에 위치 검색 신호를 전송하고, 상기 위치 검색 신호와 상기 사용자 단말기의 응답 신호 사이의 시간 차이를 기초로 상기 사용자 단말기의 위치를 검출할 수 있다.
 또한, 상기 통신부는 임펄스(impulse) 신호를 전송하는 적어도 2개의 초광대역 통신 모듈을 포함할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기에 상기 위치 검색 신호를 전송하기 위하여 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각이 상기 사용자 단말기에 상기 임펄스 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기의 위치를 검출하기 위하여 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각이 상기 임펄스 신호를 전송한 시각과 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각이 상기 응답 신호를 수신한 시각 사이의 차이를 기초로 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각과 상기 사용자 단말기 사이의 거리를 검출할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기의 위치를 검출하기 위하여 검출된 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각과 상기 사용자 단말기 사이의 거리와 삼각측량법을 이용하여 상기 사용자 단말기의 좌표를 검출할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기를 통하여 추종 명령이 입력되면 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈과 상기 사용자 단말기 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 이하가 되도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기를 통하여 추종 명령이 입력되면 상기 사용자의 좌표가 미리 정해진 좌표 범위 이내가 되도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기를 통하여 수동 청소 명령이 입력되면 상기 본체가 상기 사용자 단말기의 이동 궤적을 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 사용자 단말기의 이동 궤적을 검출하기 위하여 상기 사용자 단말기의 좌표의 변화를 기초로 상기 사용자 단말기의 이동 방향과 이동 변위를 산출할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 본체가 상기 이동 방향으로 상기 이동 변위 만큼 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 임펄스 신호는 중심 주파수의 25% 이상의 대역폭을 갖을 수 있다.
 또한, 상기 적어도 2개의 초광대역 통신 모듈은 서로 이격되어 상기 본체에 마련될 수 있다.
 개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 청소 로봇은 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 청소 공간을 청소하는 청소부, 감지 전파를 출력하고, 사용자로부터 반사되는 반사 전파를 수신하는 통신부, 상기 통신부를 제어하여 상기 감지 전파와 상기 반사 전파 사이의 시간 차이를 기초로 상기 사용자의 위치를 검출하는 제어부를 포함하고, 상기 사용자 추종 명령이 입력되면 상기 제어부는 상기 사용자와 상기 본체 사이의 거리가 미리 정해진 기준 거리 이하가 되도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
 또한, 상기 통신부는 임펄스(impulse) 신호를 전송하는 적어도 2개의 초광대역 통신 모듈을 포함할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 적어도 2개의 초광대역 통신모듈 각각이 상기 감지 신호를 출력하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
 개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따른 청소 로봇은 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 청소 공간을 청소하는 청소부, 기준 위치에 위치하는 비컨과 무선 통신을 수행하는 통신부, 상기 통신부를 제어하여 상기 비컨에 위치 검색 신호를 전송하고, 상기 위치 검색 신호와 상기 비컨의 응답 신호 사이의 시간 차이를 기초로 기준 위치에 대한 상기 본체의 위치를 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 시간 차이를 기초로 상기 본체를 기준으로 한 상기 비컨의 위치를 검출하고, 상기 비컨의 위치를 기초로 상기 본체의 위치를 산출할 수 있다.
 개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따른 청소 로봇은 본체, 상기 본체를 이동시키는 주행부, 청소 공간을 청소하는 청소부, 조작 명령을 입력받는 사용자 단말기와 무선 통신을 수행하는 통신부, 지정 위치 청소 명령이 입력되면 상기 사용자 단말기의 위치 정보와 상기 사용자 단말기의 자세 정보를 이용하여 상기 사용자 단말기가 지시하는 위치를 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.
 또한, 상기 제어부는 상기 통신부를 제어하여 상기 사용자 단말기에 위치 검색 신호를 전송하고, 상기 위치 검색 신호와 상기 사용자 단말기의 응답 신호 사이의 시간 차이를 기초로 상기 사용자 단말기의 위치를 검출할 수 있다.
 또한, 상기 통신부는 임펄스(impulse) 신호를 전송하는 적어도 2개의 초광대역 통신 모듈을 포함할 수 있다.
 일 측면에 의한 청소 로봇에 의하면, 청소 로봇이 초광대역 통신방식과 삼각측량법을 이용하여 사용자 단말기의 위치를 검출함으로써 청소 로봇은 사용자의 위치를 검출할 수 있다.
도면의 간단한 설명
 도 1은 일 실시예에 의한 자동 청소 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2a는 일 실시예에 의한 청소 로봇 및 사용자 단말기가 출력하는 임펄스 신호와 임펄스 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 2b는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 출력하는 임펄스 신호와 장애물에 반사되는 반사 신호를 도시한 그래프이다.
도 3a는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 흐름을 도시한 블록도이다.
도 3b는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 로봇 통신부를 도시한 블록도이다.
도 4a는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4b는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한 저면도이다.
도 5a는 일 실시예에 의한 사용자 단말기의 제어 흐름을 도시한 블록도이다.
도 5b는 일 실시예에 의한 사용자 단말기에 포함된 단말기 통신부를 도시한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 사용자 단말기의 외관을 도시한 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치를 검출하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 초광대역 통신모듈과 사용자 단말기 사이의 거리를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치를 산출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기를 추종하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치로 이동하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 이동 궤적을 따라 청소하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 이동 궤적을 따라 청소하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기가 지시하는 위치로 이동하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자(U)의 신체 일부의 위치를 검출하고 이를 추종하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자(U)의 신체 일부의 위치를 검출하고 이를 추종하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 비콘을 기준으로 하여 자신의 좌표를 산출하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 18은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 비콘을 기준으로 하여 자신의 좌표를 산출하는 일 예를 도시한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.
 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 의한 자동 청소 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
 도 1은 일 실시예에 의한 자동 청소 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
 도 1을 참조하면, 자동 청소 시스템(1)은 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소하는 청소 로봇(100)과 사용자로부터 조작 명령을 입력받고 입력받는 조작 명령을 무선 통신을 통하여 청소 로봇(100)에 전송하는 사용자 단말기(200)를 포함한다. 여기서, 사용자 단말기(200)는 청소 로봇(100)을 조작하기 위하여 제작된 전용의 리모트 컨트롤러 또는 무선 통신을 통하여 음성 통신 및 다양한 가전기기와의 데이터 통신을 수행할 수 있는 휴대용 단말기를 채용할 수 있다.
 특히, 청소 로봇(100)은 2개 이상의 로봇 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 통신모듈(181a, 181b, 181c)을 포함하고, 사용자 단말기(200)는 1개의 단말기 초광대역 통신모듈(281)을 포함하며 청소 로봇(100)에 마련된 2개 이상의 로봇 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)과 사용자 단말기(200)에 마련된 단말기 초광대역 통신모듈(281)은 서로 통신한다.
 여기서, 청소 로봇(100)은 2개 이상의 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)이 송신한 신호와 이에 대응하여 단말기 초광대역 통신모듈(281)가 송신한 신호 사이의 시간 차이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 위치를 통하여 사용자의 위치를 검출할 수도 있다.
 일 실시예에 의한 청소 로봇(100) 및 사용자 단말기(200)의 구체적인 구성을 설명하기 앞서 청소 로봇(100)에 포함된 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c) 및 사용자 단말기(200)에 포함된 단말기 초광대역 통신모듈(281)이 이용하는 초광대역 통신 방식에 대하여 설명한다.
 도 2a는 일 실시예에 의한 청소 로봇 및 사용자 단말기가 출력하는 임펄스 신호와 임펄스 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 그래프이고, 도 2b는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 출력하는 임펄스 신호와 장애물에 반사되는 반사 신호를 도시한 그래프이다.
 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 통신 방식이란 도 2a의 (a)에 도시된 바와 같이 대역폭이 중심 주파수의 25% 이상인 통신 방식을 의미한다. 예를 들어, 중심 주파수가 10GHz인 경우, 대역폭이 2.5GHz 이상이면 초광대역 통신 방식에 해당한다. 또한, 초광대역 통신 방식에 의한 신호는 도 2a의 (b)에 도시된 바와 같이 1ns(nano-second) 이하의 시간폭을 갖는 짧은 임펄스 신호를 이용하며, 반송파를 이용하지 않는 특징이 있다.
 이와 같은 초광대역 통신 방식은 신호의 에너지를 초광대역으로 분산하여 송신함으로써 다른 통신 시스템에 간섭을 주지 않고 통신을 수행할 수 있으며, 저전력으로 통신을 수행할 수 있는 장점이 있다.
 이와 같은 초광대역 통신 방식은 통신 분야 뿐만 아니라 레이더(Radar) 분야에서도 이용될 수 있다. 특히, 레이더 분야의 경우, 초광대역 통신 방식은 GPS(Global Positioning System) 없이 실내와 같은 좁은 공간에서 정밀한 위치를 추적할 수 있는 정밀 위치 시스템(Precision Geolocation System) 등에 이용될 수 있다.
 구체적으로 도 2b의 (a)에 도시된 바와 같이 초광대역 통신모듈로부터 출력된 임펄스(impulse) 출력 신호가 장애물을 만나면 출력 신호의 일부는 장애물로부터 반사되고, 나머지 일부는 장애물을 투과한다. 초광대역 통신 방식에 이용되는 임펄스 신호가 장애물을 투과하는 성질은 통신 분야에서 이용될 수 있으며, 임펄스 신호가 장애물에 반사되는 성질은 레이더 분야에서 이용될 수 있다.
 특히, 레이더 분야에서는 도 2b의 (b)에 도시된 바와 같이 초광대역 통신 모듈이 출력한 임펄스 출력 신호와 장애물로부터 반사된 반사 신호 사이의 시간 차이(ΔT)를 이용하여 장애물까지의 거리를 측정할 수 있다. 구체적으로 출력 신호 출력 시간과 반사 신호 입력 시간 사이의 차이에 전파의 속도를 곱하고 2로 나누면 장애물까지의 거리를 산출할 수 있다.
 이하에서는 청소 로봇(100) 및 사용자 단말기(200)의 구성에 대하여 자세하게 설명한다.
 도 3a는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 제어 흐름을 도시한 블록도이고, 도 3b는 일 실시예에 의한 청소 로봇에 포함된 로봇 통신부를 도시한 블록도이다. 또한, 도 4a는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 외관을 도시한 사시도이고, 도 4b는 일 실시예에 의한 청소 로봇의 저면을 도시한 저면도이다.
 도 3a 내지 도 4b를 참조하면, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 외관을 형성하는 본체(101)를 포함하며, 본체(101)에는 사용자로부터 청소 로봇(100)에 대한 조작 명령을 입력받는 로봇 로봇 조작부(110), 사용자에게 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시하는 로봇 표시부(115), 청소 로봇(100) 상방(上方)의 영상을 획득하는 상방 영상 획득부(120), 사용자의 음성 명령을 수신하는 음성 입력부(130), 청소 공간의 장애물을 감지하는 장애물 감지부(140), 청소 로봇(100)을 이동시키는 주행부(150), 청소 공간을 청소하는 청소부(160), 청소 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 로봇 저장부(170), 사용자 단말기(200) 등과 통신하는 로봇 통신부(180), 청소 로봇(100)의 동작을 제어하는 로봇 제어부(190)가 마련된다.
 로봇 조작부(110)는 본체(101)의 상면에 마련되어, 사용자로부터 청소 로봇(100)에 대한 조작 명령을 입력받는 복수의 조작 버튼(111)을 포함한다. 복수의 조작 버튼(111)은 청소 로봇(100)의 온/오프를 조작하기 위한 전원 버튼, 청소 로봇(100)의 자동 청소, 수동 청소 등의 청소 모드를 선택하기 위한 청소 모드 선택 버튼, 청소 로봇(100)의 동작 및 정지를 명령하기 위한 동작/정지 명령 버튼, 충전 스테이션(미도시)으로의 복귀를 명령하기 위한 충전 복귀 명령 버튼 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 조작 버튼(111)은 사용자에 의한 가압을 검출하는 마이크로 스위치 또는 멤브레인(membrane) 스위치, 사용자에 의한 터치를 검출하는 터치 패드(touch pad) 등을 채용할 수 있다.
 로봇 표시부(115)는 본체(101)의 상면에 마련되어 사용자에게 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시하는 표시 패널(116)를 포함한다. 표시 패널(116)은 현재 시간, 배터리의 상태, 청소 모드 등을 포함하는 청소 로봇(100)의 동작 정보를 표시할 수 있다. 표시 패널(116)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널을 채용할 수 있다.
 상방 영상 획득부(120)는 본체(101)의 상면에 마련되어 청소 로봇(100)의 상방(上方) 영상 즉 청소 공간의 천장의 영상을 획득하는 상방 카메라(121)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상방 영상 획득부(120)는 필요에 따라 상방 카메라(121)가 획득한 영상을 영상 처리하는 그래픽 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 그래픽 프로세서(미도시)는 상방 카메라(121)가 획득한 영상의 크기 또는 해상도를 변경하는 등의 간단한 영상 처리를 수행할 수 있다.
 음성 입력부(130)는 본체(101)의 상면에 마련되어 사용자의 음성 신호를 획득하는 마이크(131)를 포함한다. 이와 같은 마이크(130)는 사용자의 음성 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 또한, 음성 입력부(130)는 마이크(131)가 획득한 사용자의 음성 신호의 크기를 후술할 제어부(190)가 인식할 수 있는 수준으로 변경하는 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다.
 장애물 감지부(140)는 적외선을 발신하고 장애물에 반사되는 적외선의 크기를 측정하여 장애물의 여부 및 장애물과의 거리를 판단하는 복수의 적외선 센서 모듈(141)을 포함한다. 이와 같은 복수의 적외선 센서 모듈(141)이 청소 로봇(100)의 전방 및 좌우측에 일정한 거리를 두고 설치됨으로써 청소 로봇(100)은 장애물의 위치를 판단할 수 있다. 즉, 본체(101)의 전방에 마련된 적외선 센서 모듈(141)이 장애물을 감지하면 청소 로봇(100)의 전방에 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있고, 본체(101)의 우측에 마련된 적외선 센서 모듈(141)이 장애물을 감지하면 청소 로봇(100)의 우측에 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)의 장애물 감지부(140)는 적외선 센서 모둘(141)을 채용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 장애물 감지부(140)는 카메라 모듈, 음파 센서 모듈 또는 전파 센서 모듈 등을 채용할 수도 있다.
 주행부(150)는 청소 로봇(100)를 이동시키는 하는 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153), 청소 로봇(100)의 이동을 보조하는 룰러(155)를 포함한다.
 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153)는 본체(101)의 저면 좌우 가장자리에 마련되어, 청소 로봇(100)이 전진, 후진 또는 회전하도록 한다. 예를 들어, 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153) 모두가 전방을 향하여 회전하면 청소 로봇(100)은 전진하고, 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153) 모두가 후방을 향하여 회전하면 청소 로봇(100)은 후진한다. 또한, 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153)가 같은 방향으로 회전하되 서로 다른 속도로 회전하면 청소 로봇(100)은 우측 또는 좌측으로 방향 전환할 수 있다. 예를 들어, 좌측의 주행 바퀴(151)와 우측의 주행 바퀴(153)가 모두 전방을 향하여 회전하되 우측의 주행 바퀴(153)가 좌측의 주행 바퀴(151)보다 빠르게 회전하면 청소 로봇(100)은 좌측으로 방향 전환할 수 있으며, 좌측의 주행 바퀴(151)가 우측의 주행 바퀴(153)보다 빠르게 회전하면 청소 로봇(100)은 우측으로 방향 전환할 수 있다. 또한, 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153)가 서로 다른 방향으로 회전하면 청소 로봇(100)은 제자리에서 좌측 또는 우측으로 회전할 수 있다.
 롤러(155)는 본체(101)의 저면 전방에 설치되어 청소 로봇(100)의 이동 방향에 따라 회전한다. 이와 같은 롤러(155)는 청소 로봇(100)이 안정된 자세를 유지할 수 있도록 한다.
 청소부(160)는 청소 공간의 먼지를 비산시키는 메인 브러시(161), 청소 공간의 먼지를 메인 브러시(161)를 향하여 안내하는 한 쌍의 사이드 브러시(163a, 163b), 메인 브러시(161)가 비산시키는 먼지를 흡입하여 저장하는 먼지통(165)를 포함한다.
 메인 브러시(161)는 본체(101)의 저면에 형성된 먼지 흡입구(103)에 마련되어 본체(101)가 주행하는 방향과 수직한 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 청소 공간의 먼지를 먼지 흡입구(103)를 내부로 비산시킨다.
 사이드 브러시(163a, 163b)는 본체(101) 저면의 전방 좌우 가장자리에 설치된다. 즉 사이드 브러시(163a, 163b)는 한 쌍의 주행 바퀴(151, 153)의 전방에 설치된다. 이와 같은 사이드 브러시(163a, 163b)는 본체(101)의 저면과 수직한 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 메인 브러시(161)가 청소하지 못하는 청소 영영의 먼지를 쓸어 먼지를 메인 브러시(161)를 향하여 안내한다. 또한, 사이드 브러시(163a, 163b)는 제자리에서 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 청소 로봇(100) 외부로 돌출 가능하게 설치됨으로써 청소 로봇(100)이 청소하는 영역을 확장시킬 수도 있다.
 로봇  저장부(170)은  청소  로봇(100)의  동작을  제어하기  위한  제어  프로그램  및  제어  데이터를  영구적으로  저장하는  자기  디스크(magnetic  disc),  반도체  디스크(solid  state  disk)  등의  비휘발성  메모리(미도시)  뿐만  아니라  청소  로봇(100)의  동작을  제어하는  과정에서  생성되는  임시  데이터를  임시적으로  저장하는    D-램,  S-램  등의  휘발성  메모리(미도시)를  포함할  수  있다.
 로봇 통신부(180)은 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 무선 통신방식을 이용하여 사용자 단말기(200)와 통신하는 로봇 초광대역 통신모듈(181)과 이외의 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 엔에프씨(near field communication: NFC), 적외선 통신 등의 무선 통신방식을 이용하여 사용자 단말기(200) 또는 충전 스테이션(미도시)과 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신모듈(183)를 포함할 수 있다.
 로봇 초광대역 통신모듈(181)은 본체(101) 상면의 전방에 마련된 제1 로봇 초광대역 통신모듈(181a), 본체(101) 상면의 좌측에 마련된 제2 로봇 초광대역 통신모듈(181b), 본체(101) 상면의 우측에 마련된 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181c)을 포함한다. 청소 로봇(100)은 로봇 로봇 초광대역 통신모듈(181)을 통하여 사용자 단말기(200)과 통신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 사용자 단말기(200)의 위치를 검출할 수도 있다.
 로봇 제어부(190)는 사용자 단말기(200), 로봇 조작부(110) 또는 음성 입력부(130)를 통하여 입력되는 사용자의 조작 명령에 따라 본체(101)가 청소 공간을 주행하는 동안 청소 공간을 청소하도록 주행부(150) 및 청소부(160)를 제어한다. 특히, 로봇 제어부(190)는 로봇 초광대역 통신모듈(181)이 사용자 단말기(200)와 통신하도록 통신부(180)를 제어하고, 로봇 초광대역 통신모듈(181)을 통한 송신 신호와 수신 신호의 시간 차이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 산출한다.
 다만, 로봇 제어부(190)가 송신 신호와 수신 신호 사이의 시간 차이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 산출하는 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 후술할 사용자 단말기(200)가 송신 신호와 수신 신호 사이의 시간 차이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 산출할 수도 있다.
 이하에서는 사용자 단말기(200)의 구성에 대하여 설명한다.
 도 5a는 일 실시예에 의한 사용자 단말기의 제어 흐름을 도시한 블록도이고, 도 5b는 일 실시예에 의한 사용자 단말기에 포함된 단말기 통신부를 도시한 블록도이다. 또한, 도 6은 일 실시예에 의한 사용자 단말기의 외관을 도시한 사시도이다.
 도 5a 내지 도 6을 참조하면, 사용자 단말기(200)는 사용자 단말기(200)의 외관을 형성하는 본체(201)를 포함하며, 본체(201)에는 사용자로부터 조작 명령을 입력받는 단말기 조작부(210), 사용자 단말기(200)를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 단말기 저장부(270), 청소 로봇(100) 등과 통신하는 단말기 통신부(280), 사용자 단말기(200)의 동작을 제어하는 단말기 제어부(290)가 마련된다.
 단말기 조작부(210)는 본체(201)의 상면에 마련되어, 사용자로부터 청소 로봇(100)에 대한 조작 명령을 입력받는 복수의 조작 버튼(211)을 포함한다. 복수의 조작 버튼(211)은 청소 로봇(200)의 온/오프를 조작하기 위한 전원 버튼, 청소 로봇(200)의 자동 청소, 수동 청소 등의 청소 모드를 선택하기 위한 청소 모드 선택 버튼, 청소 로봇(200)의 동작 및 정지를 명령하기 위한 동작/정지 명령 버튼, 충전 스테이션(미도시)으로의 복귀를 명령하기 위한 충전 복귀 명령 버튼, 청소 로봇(100)의 주행을 수동으로 조작하기 위한 수동 주행 조작 버튼 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 복수의 조작 버튼(211)은 사용자에 의한 가압을 검출하는 마이크로 스위치 또는 멤브레인(membrane) 스위치, 사용자에 의한 터치를 검출하는 터치 패드(touch pad) 등을 채용할 수 있다.
 단말기  저장부(270)은  사용자  단말기(200)의  동작을  제어하기  위한  제어  프로그램  및  제어  데이터를  영구적으로  저장하는  자기  디스크(magnetic  disc),  반도체  디스크(solid  state  disk)  등의  비휘발성  메모리(미도시)  뿐만  아니라  사용자  단말기(200)의  동작을  제어하는  과정에서  생성되는  임시  데이터를  임시적으로  저장하는    D-램,  S-램  등의  휘발성  메모리(미도시)를  포함할  수  있다.
 단말기 통신부(280)는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 무선 통신방식을 이용하여 청소 로봇(100)과 통신하는 단말기 초광대역 통신모듈(281)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 단말기 통신부(280)는 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 엔에프씨(near field communication: NFC) 등의 무선 통신방식을 이용하여 무선 통신을 수행하는 데이터 통신모듈(미도시)를 포함할 수도 있다.
 단말기 제어부(290)는 단말기 조작부(210)를 통하여 입력되는 사용자의 조작 명령을 단말기 통신부(280)를 통하여 청소 로봇(100)에 전달한다. 특히, 사용자로부터 단말기 조작부(210)를 통하여 청소 로봇 호출 명령이 입력되면 단말기 제어부(290)는 단말기 통신부(280)를 제어하여 청소 로봇(100)에 호출 명령을 전송한다. 또한, 단말기 제어부(290)는 송신 신호와 수신 신호 사이의 시간 차이를 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 산출할 수도 있다.
 일 실시예에 의한 사용자 단말기(200)는 청소 로봇(100)을 조작하기 위하여 제작된 전용의 리모트 컨트롤러를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 단말기(200)는 무선 통신을 통하여 음성 통신 및 다양한 가전기기와의 데이터 통신을 수행할 수 있는 스마트 폰 등의 범용의 휴대용 단말기를 채용할 수 있다. 특히 범용의 휴대용 단말기를 채용하는 경우에는 청소 로봇(100)을 조작하고 청소 로봇(100)과 통신하기 위한 별도의 프로그램을 범용의 휴대용 단말기에 설치함으로써 휴대용 단말기가 사용자 단말기(200)의 기능을 수행하도록 할 수 있다.
 이상에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100) 및 사용자 단말기(200)의 구성에 대하여 설명하였다.
 이하에서는 일 실시예에 의한 청소 로봇(100) 및 사용자 단말기(200)의 동작에 대하여 설명한다.
 사용자(U)가 청소 로봇(100)를 호출하면, 청소 로봇(100)는 사용자(U)가 소지한 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고 사용자(U)를 향하여 이동할 수 있고, 사용자(U)가 청소 로봇(100)에 사용자 추종을 명령하면 청소 로봇(100)는 사용자(U)가 소지한 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고 사용자(U)를 추종할 수 있다. 또한, 사용자(U)가 수동 청소를 명령하면 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 궤적을 따라 이동하며 청소 공간의 청소를 수행할 수 있고, 사용자(U)가 사용자 단말기(200)를 통하여 청소 위치를 지정하면 청소 로봇(100)은 지정된 청소 위치로 이동할 수 있다.
 우선 청소 로봇(100)이 사용자(U)의 위치를 검출하는 것에 대하여 설명한다.
 도 7은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치를 검출하는 방법을 도시한 순서도이다. 또한, 도 8은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 초광대역 통신모듈과 사용자 단말기 사이의 거리를 검출하는 일 예를 도시한 도면이고, 도 9는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치를 산출하는 일 예를 도시한 도면이다.
 도 7 내지 도 9를 참조하면, 청소 로봇(100)은 사용자의 호출 명령이 입력되는지 여부를 판단한다(510). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로부터 사용자의 호출 명령이 수신되는지 여부를 판단한다. 사용자는 청소 로봇(100)의 위치를 알지 못하는 경우 사용자 단말기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 호출 명령을 입력할 수 있다. 이와 같은 호출 명령은 초광대역 통신모듈(181, 281)을 통하여 사용자 단말기(200)로부터 청소 로봇(100)으로 전송된다.
 호출 명령이 수신되면, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)에 위치 검색 신호를 전송한다(515). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1 , 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)을 통하여 사용자 단말기(200)에 위치 검색 신호를 전송한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로부터 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단한다(520). 사용자 단말기(200)는 단말기 초광대역 통신모듈(281)을 통하여 위치 검색 신호가 수신되면 즉시 단말기 초광대역 통신모듈(281)을 통하여 응답 신호를 청소 로봇(100)에 전송한다. 청소 로봇(100)은 이와 같은 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단한다.
 응답 신호가 수신되면(520의 예), 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로 위치 검색 신호를 전송한 시각과 사용자 단말기(200)로부터 응답 신호를 수신한 시각 사이의 차이를 이용하여 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)과 사용자 단말기(200)의 단말기 초광대역 통신모듈(281) 사이의 거리를 산출한다(525). 구체적으로, 위치 검색 신호와 응답 신호 사이의 시간 차이에서 사용자 단말기(200)가 위치 검색 신호를 수신하고 응답 신호를 발신하는 시간을 뺀 후 전파의 속도를 곱하고 2로 나누어 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)과 단말기 초광대역 통신모듈(281) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)과 단말기 초광대역 통신모듈(281) 사이의 거리를 산출하는 것은 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)가 동시에 위치 검출 신호를 전송하여 동시에 거리를 산출할 수도 있고, 제1 로봇 초광대역 통신모듈(181a), 제2 로봇 초광대역 통신모듈(181b), 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181c)의 순서로 위치 검출 신호를 전송하여 차례로 거리를 산출할 수도 있다.
 이와 같은 방식으로 청소 로봇(100)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1 로봇 초광대역 통신모듈(181a)과 단말기 초광대역 통신모듈(281)의 제1 거리(A), 제2 로봇 초광대역 통신모듈(181b)과 단말기 초광대역 통신모듈(281)의 제2 거리(B), 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181c)과 단말기 초광대역 통신모듈(281)의 제3 거리(C)를 산출할 수 있다.
 제1 거리(A), 제2 거리(B) 및 제3 거리(C)가 산출되면, 청소 로봇(100)은 삼각측량법을 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 검출한다(530). 즉, 청소 로봇(100)은 삼각측량법을 이용하여 청소 로봇(100)을 원점으로 하는 좌표계에서의 사용자 단말기(200)의 좌표를 산출한다. 구체적으로, 청소 로봇(100)은 제1 거리(A), 제2 거리(B) 및 제3 거리(C)를 수학식 1, 2 및 3에 대입하여 사용자 단말기(200)의 좌표를 산출한다.
 [수학식 1]
 
 (단, X1은 사용자 단말기의 X축 좌표, A는 제1 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제1 거리, B는 제2 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제2 거리, C는 제3 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제3 거리, a는 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈 사이의 거리)
 [수학식 2]
 
 (단, Y1은 사용자 단말기의 Y축 좌표, A는 제1 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제1 거리, B는 제2 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제2 거리, C는 제3 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제3 거리, a는 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈 사이의 거리)
 [수학식 3]
 
 (단, Z1은 사용자 단말기의 Z축 좌표, A는 제1 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제1 거리, B는 제2 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제2 거리, C는 제3 로봇 초광대역 통신모듈과 단말기 초광대역 통신모듈의 제3 거리, a는 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈 사이의 거리)
 이와 같이 청소 로봇(100)은 위치 검색 신호와 응답 신호 사이의 시간 차이 및 삼각측량법을 이용하여 사용자 단말기(200)의 위치를 산출할 수 있으며, 사용자 단말기(200)의 위치를 통하여 사용자의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 사용자의 위치가 검출되면 청소 로봇(100)은 사용자의 위치로 이동한다.
 일 실시예에 의한 청소 로봇(100) 및 사용자 단말기(200)는 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하기 위하여 청소 로봇(100)이 위치 검색 신호를 전송하고 사용자 단말기(200)가 응답 신호를 전송하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 단말기(200)가 위치 검색 신호를 전송하고 청소 로봇(100)이 응답 신호를 전송할 수도 있다.
 다음으로 청소 로봇(100)이 사용자(U)를 추종하는 것에 대하여 설명한다.
 도 10은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기를 추종하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 11은 도 11은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 위치로 이동하는 일 예를 도시한 도면이다.
 도 10 및 도 11을 참조하면, 청소 로봇(100)은 사용자의 추종 명령이 입력되는지 여부를 판단한다(610). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로부터 사용자의 호출 명령이 수신되는지 여부를 판단한다. 사용자는 청소 공간의 특정 위치를 우선 청소하고자 하는 경우 사용자 단말기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 추종 명령을 입력할 수 있다. 이와 같은 추종 명령은 초광대역 통신모듈(181, 281)또는 테이터 통신 모듈(183)을 통하여 사용자 단말기(200)로부터 청소 로봇(100)으로 전송된다.
 추종 명령이 수신되면, 청소 로봇(100)은 사용자(U)의 위치를 검출한다(615). 구체적으로, 사용자(U)는 사용자 단말기(200)를 소지하고 있으므로 청소 로봇(100)은 도 7 내지 도 9에 도시된 방법을 통하여 사용자 단말기(200)의 위치를 검출함으로써 사용자(U)의 위치를 검출할 수 있다.
 사용자 단말기(200)의 위치가 검출되면, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 위치를 향하여 이동한다(620). 청소 로봇(100)은 도 11에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(200)의 위치로의 최단 경로를 산출하고, 산출된 최단 경로를 따라 이동한다. 산출된 최단 경로를 따라 이동하는 중에 장애물이 감지되면 청소 로봇(100)은 도 11에 도시된 바와 같이 장애물에 따라 이동한다. 또한, 장애물을 따라 이동하는 중에 사용자 단말기(200)를 향하는 방향에 장애물이 위치하지 않으면 청소 로봇(100)은 다시 사용자 단말기(200)의 위치로의 최단 경로를 산출하고, 산출된 경로를 따라 이동한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 기준 거리 이하인지 여부를 판단한다(625). 사용자 단말기(200)와 청소 로봇(100) 사이의 거리는 청소 로봇(100)에 마련된 2개 이상의 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c) 가운데 어느 하나의 로봇 초광대역 통신모듈(181)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 될 수 있다. 뿐만 아니라 사용자 단말기(200)의 좌표로부터 사용자 단말기(200)의 거리를 산출할 수도 있다. 이와 같이 산출된 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리를 기준 거리와 비교한다.
 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 기준 거리보다 크면(625의 아니오), 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고, 사용자 단말기(200)의 위치를 향하여 이동한다.
 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 기준 거리 이하이면(625의 예), 청소 로봇(100)은 주행을 정지한다(630).
 주행을 정지한 이후 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 기준 거리보다 큰지 여부를 판단한다(635). 만일, 청소 로봇(100)이 사용자(U)에게 접근한 이후 사용자(U)가 다시 이동하였다면 청소 로봇(100)은 다시 사용자(U)에게 접근하여야 하므로 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리가 기준 거리보다 큰지 즉 사용자(U)가 이동하였는지 여부를 판단한다.
 청소  로봇(100)과  사용자  단말기(200)  사이의  거리가  기준  거리보다  크면(635의  예),  청소  로봇(100)은    사용자  단말기(200)의  위치를  검출하고,  사용자  단말기(200)의  위치를  향하여  이동한다.
 청소 로봇(100)은 이와 같이 사용자(U)를 추종하는 것을 사용자(U)가 추종 종료 명령을 입력할 때까지 계속한다.
 일 실시예에 의한 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 거리에 따라 사용자(U)에게 접근하였는지 여부를 판단하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 단말기(200)의 좌표가 특정 범위 이내에 위치하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(200)의 좌표가 (X2ㅁα, Y2ㅁα, Z2)에 위치하도록 청소 로봇(100)이 이동할 수 있다.
 다음으로, 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)의 궤적을 따라 이동하며 청소 공간을 청소하는 수동 청소에 대하여 설명한다.
 도 12는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 이동 궤적을 따라 청소하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 13은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기의 이동 궤적을 따라 청소하는 일 예를 도시한 도면이다.
 도 12 및 도 13을 참조하면, 청소 로봇(100)은 사용자의 수동 청소 명령이 입력되는지 여부를 판단한다(710). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로부터 사용자의 수동 청소 명령이 수신되는지 여부를 판단한다. 사용자는 청소 공간의 특정 위치를 수동으로 청소하고자 하는 경우 사용자 단말기(200)를 통하여 청소 로봇(100)에 수동 청소 명령을 입력할 수 있다. 이와 같은 수동 청소 명령은 초광대역 통신모듈(181, 281)또는 테이터 통신 모듈(183)을 통하여 사용자 단말기(200)로부터 청소 로봇(100)으로 전송된다.
 수동 청소 명령이 수신되면, 청소 로봇(100)은 사용자(U)의 위치를 검출한다(715). 구체적으로, 사용자(U)는 사용자 단말기(200)를 소지하고 있으므로 청소 로봇(100)은 도 7 내지 도 9에 도시된 방법을 통하여 사용자 단말기(200)의 위치를 검출함으로써 사용자(U)의 위치를 검출할 수 있다.
 사용자 단말기(200)의 위치가 검출되면, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)에 대하여 미리 정해진 위치로 이동한다(720). 예를 들어, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 바로 아래에 위치하도록 이동하거나, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(200)의 위치가 특정 좌표가 되도록 이동할 수 있다.
 이후, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)가 이동하는지 여부를 판단한다(725). 사용자는 진공 청소기를 이용하여 청소 공간을 청소하듯이 사용자 단말기(200)를 앞뒤로 이동시킬 수 있다. 청소 로봇(100)은 주기적으로 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고, 사용자 단말기(200)의 위치 변화를 기초로 사용자 단말기(200)의 이동을 감지할 수 있다.
 사용자 단말기(200)의 이동이 감지되면(725의 예), 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 이동 방향 및 이동 속도를 검출한다(730). 구체적으로 청소 로봇(100)은 주기적으로 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고, 이전에 검출된 사용자 단말기(200)의 위치와 현재 검출된 사용자 단말기(200)의 위치를 비교함으로써 사용자 단말기(200)의 이동 방향 및 이동 속도를 검출할 수 있다.
 이후, 청소 로봇(100)은 검출된 사용자 단말기(200)의 이동 방향 및 이동 속도로 이동한다(735). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(200)의 이동 방향을 향하여 회전하고, 사용자 단말기(200)의 이동 속도로 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(200)가 이동한 이동 변위 만큼 이동한다. 이때 청소 로봇(100)은 청소부(160, 도 3a 참조)의 메인 브러시(161, 도 4b)와 사이드 브러시(163a, 163b, 도 4b)를 가동함으로써 청소 공간을 청소한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 이동 정지되는지 여부를 판단한다(740).
 사용자 단말기(200)의 이동이 중지되면(740의 예), 청소 로봇(100)은 이동을 중지한다(745). 즉, 수동 청소 중에 특정 위치에 대한 청소가 완료되어 사용자가 사용자 단말기(200)의 이동을 중지하면 청소 로봇(100) 역시 사용자 단말기(200)의 궤적을 따라 이동하는 것을 중지한다.
 사용자 단말기(200)의 이동이 중지되지 않으면(740의 아니오), 청소 로봇(100)의 사용자 단말기(200)의 이동 방향과 이동 변위를 검출하고 사용자 단말기(200)의 이동 궤적을 따라 이동하는 것을 반복한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 다시 사용자 단말기(200)가 이동하는지 여부를 판단한다(725).
 또한, 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)를 추종하는 중에 장애물을 발견하면 청소 로봇(100)은 장애물과 관련된 정보를 사용자 단말기(200)에 전송한다. 특히, 청소 로봇(100)이 장애물에 의하여 이동을 방해받는 경우 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)에 추종 불가 신호를 전송하고, 추종 불가 신호를 수신한 사용자 단말기(200)는 진동 또는 소리 등을 이용하여 사용자에게 장애물에 의하여 청소 로봇(100)의 이동이 방해받고 있음을 경고할 수 있다.
 또한, 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)를 추종하는 중에 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 이동 속도와 관련된 정보를 사용자 단말기(200)에 전송한다. 특히, 사용자 단말기(200)의 이동 속도가 기준 속도 이상이면 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)에 추종 불가 신호를 전송하고, 추종 불가 신호를 수신한 사용자 단말기(200)는 진동 또는 소리 등을 이용하여 사용자에게 사용자의 이동 속도가 기준 속도를 초과하였음을 경고할 수 있다.
 이와 같이 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)을 추종하는 중에 청소 로봇(100)의 이동과 관련된 정보를 사용자 단말기(200)에 전송함으로써 사용자가 청소 로봇(100)의 이동과 관련된 정보를 인지할 수 있도록 한다.
 도 14는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자 단말기가 지시하는 위치로 이동하는 일 예를 도시한 도면이다. 구체적으로 도 14는 청소 로봇(100)이 사용자가 지정하는 지정 위치를 인지하는 일 예를 도시한 도면이다.
 구체적으로, 사용자는 사용자 단말기(200)가 청소 로봇(100)을 향하도록 한 상태에서 제1 지정 위치 청소 명령을 입력하고, 사용자 단말기(200)가 지정 위치를 향하도록 한 상태에서 제2 지정 위치 청소 명령을 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 단말기(200)가 청소 로봇(100)을 향하도록 한 상태에서 지정 위치 청소 명령 버튼을 누르고, 사용자 단말기(200)가 지정 위치(P3)를 향하도록 한 상태에서 지정 위치 청소 버튼을 누르는 것을 중지할 수 있다.
 사용자로부터 제1 지정 위치 청소 명령이 입력되면 사용자 단말기(200)는 청소 로봇(100)에 제1 지정 위치 청소 명령을 전송하고, 제1 지정 위치 청소 명령을 수신한 청소 로봇(100)은 제1 지정 위치 청소 명령이 입력되는 당시의 사용자 단말기(200)의 위치를 나타내는 제1 위치(P1)의 좌표(X1, Y1, Z1)를 산출한다. 구체적으로, 청소 로봇(100)은 초광대역 통신 모듈(181)을 이용하여 사용자 단말기(200)의 제1 위치(P1)의 좌표(X1, Y1, Z1)를 산출할 수 있다.
 사용자 단말기(200)의 위치(P1)가 산출되면 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)를 향하도록 제자리에서 회전할 수 있다.
 사용자로부터 제2 지정 위치 청소 명령이 입력되면 사용자 단말기(200)는 제2 지정 위치 청소 명령과 함께 사용자 단말기(200)의 자세 정보를 청소 로봇(100)에 전달한다. 사용자 단말기(200)의 자세 정보는 도 14에 도시된 바와 같이 수직한 방향에 대항 사용자 단말기(200)가 지시하는 방향을 나타내는 지시 각도(Θ1), 제1 지정 위치 청소 명령과 제2 지정 위치 청소 명령이 입력되는 사이에 사용자 단말기(200)가 회전한 각도를 나타내는 회전 각도(Θ1)를 포함할 수 있다.
 제2 지정 위치 청소 명령을 수신한 청소 로봇(100)은 제2 지정 위치 청소 명령이 입력되는 당시의 사용자 단말기(200)의 위치를 나타내는 제2 위치(P2)의 좌표(X2, Y2, Z2)를 산출한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 사용자 단말기(200)의 제2 위치(P2)의 좌표(X2, Y2, Z2)와 사용자 단말기(200)의 자세 정보(Θ1, Θ2)를 이용하여 지정 위치(P3)의 좌표(X3, Y3, Z3)를 산출할 수 있다.
 구체적으로, 청소 로봇(100)은 수학식 4 내지 수학식 6를 이용하여 지정 위치(P3)의 좌표(X3, Y3, Z3)를 산출할 수 있다.
 [수학식 4]
 
 (단, D는 제2 위치와 지정 위치 사이의 거리이고, E는 제2 위치가 지면으로 투영된 투영 위치와 지정 위치 사이의 거리이고, Z2는 제2 위치의 z축 좌표이고, Θ1은 수직한 방향에 대항 사용자 단말기가 지시하는 방향을 나타내는 지시 각도이다.)
 [수학식 5]
 
 (ΔX와 ΔY는 각각 제2 위치의 x축 좌표와 지정 위치의 x축 좌표 사이의 차이와 제2 위치의 y축 좌표와 지정 위치의 y축 좌표 사이의 차이이고, E는 제2 위치가 지면으로 투영된 투영 위치와 지정 위치 사이의 거리이고, Θ1은 수직한 방향에 대항 사용자 단말기가 지시하는 방향을 나타내는 지시 각도이고, Θ2는 사용자 단말기가 회전한 각도를 나타내는 회전 각도이다.)
 [수학식 6]
 
 (X3와 Y3는 각각 지정 위치의 x축 좌표 및 y축 좌표이고, X2와 Y2는 각각 제2 위치의 x축 좌표 및 y축 좌표이고, ΔX와 ΔY는 각각 제2 위치의 x축 좌표와 지정 위치의 x축 좌표 사이의 차이와 제2 위치의 y축 좌표와 지정 위치의 y축 좌표 사이의 차이이다.)
 이와 같은 방법으로 청소 로봇(100)은 지정 위치(P3)의 좌표(X3, Y3, Z3)를 산출하고, 지정 위치(P3)로 이동하여 집중 청소를 수행할 수 있다.
 이상에서는 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)의 위치를 검출하고, 사용자 단말기(200)의 위치에 기초하여 동작하는 것에 대하여 설명하였다.
 이하에서는 청소 로봇(100)이 사용자(U)의 신체 일부의 위치를 검출하고, 사용자(U)의 신체 일부의 위치에 기초하여 동작하는 것에 대하여 설명한다.
 도 15는 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자(U)의 신체 일부의 위치를 검출하고 이를 추종하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 16은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 사용자(U)의 신체 일부의 위치를 검출하고 이를 추종하는 일 예를 도시한 도면이다.
 도 15 및 도 16을 참조하면, 청소 로봇(100)은 본체(101, 도 3a) 상측에 위치하는 물체를 탐색한다(910). 즉, 청소 로봇(100)은 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)를 통하여 임펄스 신호를 출력하고, 반사되는 임펄스 신호를 검출한다. 도 2b에서 설명한 바와 같이 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)은 물체에 반사되는 임펄스 신호로부터 물체와의 거리를 측정할 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)이 각각 측정한 물체와의 거리와 삼각측량법을 이용하여 물체의 위치 및 물체의 움직임을 검출할 수 있다.
 이후, 청소 로봇(100)은 본체(101, 도 3a) 상측에 미리 정해진 속도로 움직이는 물체가 있는지 여부를 판단한다(915). 청소 로봇(100)를 청소 공간의 특정 위치로 이동시키고자 하는 사용자(U)는 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 청소 로봇(100)의 상측에 사용자(U)의 팔을 위치시키고 좌우로 흔들어 청소 로봇(100)에게 추종 명령을 입력할 수 있다.
 미리 정해진 속도로 움직이는 물체가 발견되면 청소 로봇(100)은 발견된 물체를 추종한다(920). 상술한 바와 같이 사용자(U)가 자신의 팔을 청소 로봇(100)의 상측에 위치시키고 좌우로 흔들면 청소 로봇(100)은 추종 명령을 인식하고, 추종 대상을 사용자(U)의 손 또는 팔로 선정한다. 이후, 사용자(U)가 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 자신의 팔을 청소 로봇(100)의 상측에 위치시킨 상태에서 이동하면 청소 로봇(100)은 사용자(U) 팔의 위치를 검출하고, 사용자(U) 팔의 위치의 변화에 따라 사용자(U) 팔의 위치로 이동한다.
 또한, 청소 로봇(100)이 사용자(U)를 추종하는 중에 장애물을 발견하면 청소 로봇(100)은 장애물과 관련된 정보를 사용자(U)가 소지한 별도의 휴대용 통신기기(미도시)에 전송할 수 있다. 특히, 청소 로봇(100)이 장애물에 의하여 이동을 방해받는 경우 청소 로봇(100)은 사용자(U)의 휴대용 통신기기(미도시)에 추종 불가 신호를 전송하고, 추종 불가 신호를 수신한 사용자(U)의 휴대용 통신기기(미도시)는 진동 또는 소리 등을 이용하여 사용자에게 장애물에 의하여 청소 로봇(100)의 이동이 방해받고 있음을 경고할 수 있다.
 또한, 청소 로봇(100)이 사용자(U)를 추종하는 중에 청소 로봇(100)은 청소 로봇(100)의 이동 속도와 관련된 정보를 사용자가 소지한 별도의 휴대용 통신기기(미도시)에 전송할 수 있다. 특히, 사용자(U)의 이동 속도가 기준 속도 이상이면 청소 로봇(100)은 사용자(U)의 휴대용 통신기기(미도시)에 추종 불가 신호를 전송하고, 추종 불가 신호를 수신한 사용자(U)의 휴대용 통신기기(미도시)는 진동 또는 소리 등을 이용하여 사용자(U)에게 사용자(U)의 이동 속도가 기준 속도를 초과하였음을 경고할 수 있다.
 이와 같이 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200)을 추종하는 중에 청소 로봇(100)의 이동과 관련된 정보를 사용자 단말기(200)에 전송함으로써 사용자가 청소 로봇(100)의 이동과 관련된 정보를 인지할 수 있도록 한다.
 이와 같은 방식으로 사용자(U)는 사용자 단말기(200, 도 1 참조) 없이도 청소 로봇(100)을 청소 공간의 특정 위치로 이동시킬 수 있다.
 이상에서는 청소 로봇(100)이 사용자 단말기(200) 또는 사용자(U)의 팔의 위치를 검출하는 것에 대하여 설명하였다.
 이하에서는 청소 로봇(100)이 자신의 위치를 산출하는 것에 대하여 설명한다.
 도 17은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 비콘을 기준으로 하여 자신의 좌표를 산출하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 18은 일 실시예에 의한 청소 로봇이 비콘을 기준으로 하여 자신의 좌표를 산출하는 일 예를 도시한 도면이다.
 도 17 및 도 18을 참조하면, 청소 로봇(100)은 비콘(300)에 위치 검색 선호를 전송한다(810). 구체적으로, 청소 로봇(100)은 도 18에 도시된 바와 같이 제1 , 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)을 통하여 비콘(300)에 위치 검색 신호를 전송한다.
 비콘(300)에 대하여 설명하면, 비콘(300)은 청소 로봇(100)이 청소 공간 내에서의 위치를 산출하기 위하여 설치되는 것으로 청소 로봇(100)의 충전 스테이션이나 특정 위치의 진압을 방지하기 위한 진입 방지 장치일 수 있다. 이와 같은 비콘(300)은 청소 로봇(100)과 통신을 하기 위하여 초광대역 통신모듈(미도시) 또는 기타 데이터 통신 모듈(미도시)을 포함한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 비콘(300)으로부터 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단한다(815). 비콘(300)는 위치 검색 신호가 수신되면 즉시 응답 신호를 청소 로봇(100)에 전송한다. 청소 로봇(100)은 이와 같은 응답 신호가 수신되는지 여부를 판단한다.
 응답 신호가 수신되면(815의 예), 청소 로봇(100)은 위치 검색 신호를 전송한 시각과 응답 신호를 수신한 시각 사이의 차이를 이용하여 제1, 제2 및 제3 로봇 초광대역 통신모듈(181a, 181b, 181c)과 비콘(300) 사이의 거리를 산출한다(820).
 이후, 청소 로봇(100)은 삼각측량법을 이용하여 비콘(300)의 위치를 검출한다(825). 즉, 청소 로봇(100)은 삼각측량법을 이용하여 청소 로봇(100)을 원점으로 하는 좌표계에서의 비콘(300)의 좌표를 산출한다.
 이후, 청소 로봇(100)은 좌표계를 비콘(300)의 위치를 원점으로 한 좌표계로 전환한다(830).
 이후, 청소 로봇(100)은 비콘(300)의 위치를 원점으로 한 좌표계에서의 청소 로봇(100)의 좌표를 산출한다(835).
 이와 같은 방식은 청소 로봇(100)의 청소 공간에서의 자신의 위치를 검출할 수 있다.
 청소 로봇(100)은 비콘(300)을 중심으로 한 청소 로봇(100)의 좌표와 진입 방지 영역의 좌표를 비교함으로써 진입 방지 영역으로 진입하는 것을 방지할 수 있으며, 청소 로봇(100)의 좌표와 충전 스테이션(미도시)의 좌표를 비교함으로써 충전 스테이션으로 손쉽게 복귀할 수 있다.
 이상에서는 개시된 발명의 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 이해되어져서는 아니될 것이다.
부호의 설명
 100:  청소  로봇                                                                111:  조작  버튼
116:  표시  패널                                                                121:  상방  카메라
131:  마이크                                                                                141:  적외선  센서
151,  153:  주행  바퀴                                                155:  롤러
161:  메인  브러시                                                                163a,  163b:  사이드  브러시
181a:  제1  로봇  초광대역  통신모듈                181b:  제2  로봇  초광대역  통신모듈
181c:  제3  로봇  초광대역  통신모듈                200:  사용자  단말기
211:  조작  버튼                                                                281:  단말기  초광대역  통신모듈