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1. WO2020017942 - ROBOT NETTOYEUR ET SON PROCÉDÉ DE COMMANDE

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

7  

과제 해결 수단

8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

발명의 효과

19   20  

도면의 간단한 설명

21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   158   159   160   161   162   163   164   165   166   167   168   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179   180   181   182   183   184   185   186   187   188   189   190   191   192   193   194   195   196   197   198   199   200   201   202   203   204   205   206   207   208   209   210   211   212   213   214   215   216   217   218   219   220   221   222   223   224   225   226   227   228   229   230   231   232   233   234   235   236   237   238   239   240   241   242   243   244   245   246   247   248  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

도면

1   2   3   4   5a   5b   6   7   8   9   10   11   12  

명세서

발명의 명칭 : 로봇 청소기 및 그것의 제어방법

기술분야

[1]
본 발명은 원격 제어 장치와 통신가능한 로봇 청소기에 관한 것이다.

배경기술

[2]
청소기는 먼지와 이물질을 흡입하거나 걸레질을 통하여 청소 기능을 수행하는 장치이다. 일반적으로 청소기는 바닥에 대한 청소 기능을 수행하게 되며, 청소기는 이동을 위한 휠을 포함한다. 일반적으로 휠은 청소기 본체에 가해지는 외력에 의해 굴림되어 청소기 본체를 바닥에 대하여 이동시키도록 이루어진다.
[3]
그러나, 최근에는 사용자의 조작 없이 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기, 사용자의 조작에 의해 이동되는 노즐을 따라 스스로 이동하는 청소기 등과 같은 로봇 청소기에 대한 연구가 활발해졌다.
[4]
한편, 로봇 청소기는, 미리 정의된 패턴을 이용하여 이동하거나, 센서에 의해 감지된 외부의 장애물을 피하며 이동하거나, 또는 사용자에 의해 조작되는 원격 제어 장치로부터 전달되는 적외선 신호에 따라 이동 가능할 수 있다.
[5]
사용자로부터 로봇 청소기가 원거리에 존재 할 경우에는, 자율주행 원격 제어 장치를 이용하여 청소기 주변으로 적외선 신호를 방사하더라도 도달하지 못하는 단점이 있었다. 또, 로봇 청소기와 원격 제어 장치 사이에 장애물이 존재하는 경우에도 장애물에 의해 신호가 차단되거나 충분히 도달하지 못하는 문제가 있었다.
[6]
이러한 경우, 원격 제어 장치를 이용하여 로봇 청소기가 특정 위치로 이동하도록 하기 위해, 기존에는 사용자가 로봇 청소기의 위치까지 이동하여 원격 제어 장치를 통해 신호를 방사하거나 또는 로봇 청소기를 지정된 위치로 이동시킨 다음에 거기서부터 원하는 위치로 가도록 우회하는 방식을 취해야하는 불편이 있었다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[7]
이에, 본 발명의 일 목적은, 원격 제어 장치를 조작하는 사용자와 로봇 청소기가 멀리 떨어져 있거나 중간에 장애물이 존재하는 경우에도, 사용자가 로봇 청소기를 불러오거나 또는 근처로 이동하여 드래그 주행하도록 할 필요 없이, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 영역/지점에 대하여 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그것의 제어방법을 제공하는 데 있다.

과제 해결 수단

[8]
이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 본체를 이동시키는 주행부; 초광대역 신호를 이용하여 원격제어장치와 통신하는 통신부; 상기 원격제어장치로부터 상기 본체로 방사되는 제1 광 신호에 응답하여, 상기 통신부에서 출력되는 초광대역 신호를 이용하여 상기 원격제어장치의 위치를 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 광 신호 후 이어서 상기 원격제어장치로부터 방사되는 제2 광 신호에 응답하여, 상기 결정된 원격제어장치의 위치를 기준으로 산출된 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치를 인식하고, 인식된 목표 지점의 위치로 상기 본체를 이동시키는 주행명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
[9]
또한, 일 실시 예에서, 상기 통신부는, 상기 초광대역 신호를 송신 또는 수신하기 위한 UWB 모듈을 포함하고, 상기 제1 광 신호에 응답하여 상기 UWB 모듈을 통해 원격제어장치로 초광대역 신호를 송신하고, 상기 원격제어장치에 구비된 다른 UWB 모듈을 통해 대응되는 초광대역 신호를 수신하여 상기 원격제어장치의 상대 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
[10]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 초광대역 신호를 기초로 상기 본체를 기준으로 상기 원격제어장치의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보를 획득하고, 상기 획득된 제1좌표정보를 기준으로 상기 목표지점의 위치에 대응되는 제2좌표정보를 산출하도록 상기 원격제어장치로 전송하고, 상기 제2좌표정보와 상기 본체를 기준으로 산출된 제3좌표정보를 상기 원격제어장치로부터 수신하여 상기 제3좌표정보에 대응되는 위치로 상기 본체를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
[11]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 초광대역 신호를 기초로 상기 본체를 기준으로 하는 상기 원격제어장치의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보를 획득하고, 상기 원격제어장치를 기준으로 하여 산출된 상기 목표지점의 상대 위치에 대응되는 제2좌표정보를 상기 원격제어장치로부터 수신하고, 상기 제1좌표정보와 상기 제2좌표정보를 기초로 상기 본체를 기준으로 하는 상기 목표지점의 상대 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.
[12]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 광 신호 후, 이어서 상기 원격제어장치로부터 서로 다른 지점에 연속하여 방사되는 제2 광 신호 및 제3 광 신호에 응답하여, 상기 결정된 원격제어장치의 위치를 기준으로 추가 산출된 제3 광 신호에 대응되는 제2목표지점의 위치를 획득하고, 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치를 기준으로 하는 상기 제2목표지점의 상대 위치를 획득하는 것을 특징으로 한다.
[13]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치로 상기 본체를 이동시키는 제1주행명령과, 상기 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점에서의 작업이 완료되면, 상기 제2목표지점의 상대 위치로 상기 이동시키는 제2주행명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
[14]
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 본체를 이동시키는 주행부; 초광대역 신호를 이용하여 원격제어장치와 통신하는 통신부; 상기 통신부에서 출력되는 초광대역 신호를 이용하여 상기 원격제어장치의 위치를 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 원격제어장치에서 목표지점을 포인팅하는 광 신호가 방사되면 상기 결정된 원격제어장치의 위치를 중심으로 하는 가상 궤도를 생성하고, 제1주행명령에 따라 상기 본체가 상기 가상 궤도로 진입하면, 상기 원격제어장치로부터 광 신호가 수신되는 목표지점에 도달할 때까지 상기 가상 궤도의 경로를 추종하는 제2주행명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
[15]
또한, 일 실시 예에서, 상기 가상 궤도는 상기 결정된 원격제어장치의 위치에서 상기 광 신호에 대응되는 목표지점까지의 거리를 반경으로 하여 생성되고, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 가상 궤도의 경로를 정해진 방향으로 추종하도록, 상기 가상 궤도의 진입방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.
[16]
또한, 일 실시 예에서, 상기 본체에 구비되어, 상기 원격제어장치로부터 수신되는 광 신호를 수신하는 다수의 수신기를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2주행명령에 따라 상기 본체가 가상 궤도 내에서 상기 광 신호가 수신되는 지점의 근처에 도달하면, 상기 다수의 수신기에 수신되는 광 신호의 신호세기를 기초로 상기 목표지점의 위치를 인식하고, 인식된 목표지점의 위치로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
[17]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 가상 궤도의 경로를 주행하는 동안 상기 가상 궤도 내에 장애물이 감지되면, 상기 장애물의 외곽선을 따라 상기 가상 궤도를 추종하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
[18]
또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 가상 궤도의 경로를 주행하는 동안 상기 원격제어장치로부터 변경된 목표지점에 대응되는 제2 광 신호가 발생되면: 상기 원격제어장치를 기준으로 상기 제2 광 신호에 대응되는 변경된 목표지점까지의 거리를 반경으로 하는 제2 가상 궤도를 생성하고, 제2주행명령에 따라 상기 본체가 현재 위치에서 상기 제2 가상 궤도로 진입하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

[19]
이상, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 원격 제어 장치를 조작하는 사용자와 로봇 청소기가 멀리 떨어져 있거나 중간에 장애물이 존재하는 경우에도, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 영역/지점에 대하여 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있다.
[20]
또한, 초기에 원격 제어 장치가 로봇 청소기를 가리키지 않더라도 원격 제어 장치가 원격 제어 장치의 위치를 중심으로 하는 가상 궤도의 경로를 추종하도록 구현함으로써, 원격 제어 장치가 가리키는 영역/지점에 도달할 수 있다. 나아가, 원격 제어 장치를 이용하여 한번에 멀리 떨어진 다수의 영역/지점을 포인팅할 수 있다. 이러한 경우에도 본 발명에서는 처음의 위치나 지정된 위치를 거칠 필요 없이 지정된 다수의 영역/지점에 대하여 순차적으로 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[21]
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 일 예를 보인 사시도이다.
[22]
도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기의 평면도이다.
[23]
도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기의 측면도이다.
[24]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이다.
[25]
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기와 원격제어장치 간의 네트워크 통신을 도시한 개념도이고, 도 5b는 도 5a의 네트워크 통신의 다른 예를 도시한 개념도이다.
[26]
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 포인팅 클리닝 청소를 위해 로봇 청소기와 통신하는 원격제어장치의 예시 구성을 보여주는 블록도이다.
[27]
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 제1 실시 예에 따라 원격제어장치를 이용하여 포인팅된 목표지점으로 주행하기 위한 동작을 설명하기 위한 예시 개념도이다.
[28]
도 8은 도 7의 예시 개념도를 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
[29]
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 제2 실시 예에 따라 가상 궤도를 이용하여 목표지점으로 주행하기 위한 동작을 설명하기 위한 예시 개념도이다.
[30]
도 10은 도 9의 예시 개념도를 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
[31]
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기에서, 제1 실시 예에서 목표지점을 변경하는 방법을 설명하기 위한 예시 개념도이다.
[32]
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기에서, 제2 실시 예에서 복수의 목표지점을 설정하여 주행하는 방법을 설명하기 위한 예시 개념도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[33]
이하, 본 발명에 관련된 로봇 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
[34]
첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
[35]
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 로봇 청소기(100)의 측면도이다.
[36]
본 명세서에서 이동 로봇, 로봇 청소기 및 자율 주행을 수행하는 자율주행 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 복수의 로봇 청소기는 이하 도 1 내지 도 3에 도시된 구성 중 적어도 일부를 포함하여 이루어질 수 있다.
[37]
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는, 바닥의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것이 포함된다.
[38]
로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110), 청소 유닛(120), 센싱 유닛(130) 및 먼지통(140)을 포함할 수 있다.
[39]
청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 또한, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠 유닛(111)이 구비된다. 휠 유닛(111)에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.
[40]
도 3을 참조하면, 휠 유닛(111)은 메인 휠(111a) 및 서브 휠(111b)을 포함한다.
[41]
메인 휠(111a)은 청소기 본체(110)의 양측에 각각 구비되어, 제어부의 제어 신호에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 회전 가능하게 구성된다. 각각의 메인 휠(111a)은 서로 독립적으로 구동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 메인 휠(111a)은 서로 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다. 또는, 하나의 모터에 구비된 복수의 서로 다른 축에 의해서 구동될 수 있다.
[42]
서브 휠(111b)은 메인 휠(111a)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 메인 휠(111a)에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다. 이러한 서브 휠(111b)은 후술하는 청소 유닛(120)에도 구비될 수 있다.
[43]
제어부는 휠 유닛(111)의 구동을 제어함으로써, 로봇 청소기(100)는 바닥을 자율 주행하도록 이루어진다.
[44]
한편, 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 장착된다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 청소기 본체(110)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
[45]
도 1에서, 청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하거나 또는 걸레질을 할 수 있다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(110)가 정방향(F)으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽이 될 수 있다.
[46]
본 도면에서는, 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)의 일측에서 전방 및 좌우 양측방으로 모두 돌출된 형태를 가지는 것을 보이고 있다. 구체적으로, 청소 유닛(120)의 전단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 전방으로 이격된 위치에 배치되고, 청소 유닛(120)의 좌우 양단부는 청소기 본체(110)의 일측으로부터 좌우 양측으로 각각 이격된 위치에 배치된다.
[47]
청소기 본체(110)가 원형으로 형성되고, 청소 유닛(120)의 후단부 양측이 청소기 본체(110)로부터 좌우 양측으로 각각 돌출 형성됨에 따라, 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 사이에는 빈 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 상기 빈 공간은 청소기 본체(110)의 좌우 양단부와 청소 유닛(120)의 좌우 양단부 사이의 공간으로서, 로봇 청소기(100)의 내측으로 리세스된 형태를 가진다.
[48]
상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 움직이지 못하는 문제가 초래될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 커버부재(129)가 상기 빈 공간의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
[49]
커버부재(129)는 청소기 본체(110) 또는 청소 유닛(120)에 구비될 수 있다. 본 실시 예에서는, 청소 유닛(120)의 후단부 양측에 각각 커버부재(129)가 돌출 형성되어, 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치된 것을 보이고 있다.
[50]
커버부재(129)는 상기 빈 공간, 즉 청소기 본체(110)와 청소 유닛(120) 간의 빈 공간의 적어도 일부를 메우도록 배치된다. 따라서, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이는 것이 방지되거나, 상기 빈 공간에 장애물이 끼이더라도 장애물로부터 용이하게 이탈 가능한 구조가 구현될 수 있다.
[51]
청소 유닛(120)에서 돌출 형성된 커버부재(129)는 청소기 본체(110)의 외주면에 지지될 수 있다.
[52]
만일, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)에서 돌출 형성되는 경우라면, 커버부재(129)는 청소 유닛(120)의 후면부에 지지될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪혀 충격을 받았을 때, 그 충격의 일부가 청소기 본체(110)로 전달되어 충격이 분산될 수 있다.
[53]
청소 유닛(120)은 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)로 분리되면, 분리된 청소 유닛(120)을 대체하여 걸레 모듈(미도시)이 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
[54]
따라서, 사용자는 바닥의 먼지를 제거하고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 청소 유닛(120)을 장착하고, 바닥을 닦고자 하는 경우에는 청소기 본체(110)에 걸레 모듈을 장착할 수 있다.
[55]
청소 유닛(120)이 청소기 본체(110)에 장착시, 상술한 커버부재(129)에 의해 상기 장착이 가이드될 수 있다. 즉, 커버부재(129)가 청소기 본체(110)의 외주면을 덮도록 배치됨으로써, 청소기 본체(110)에 대한 청소 유닛(120)의 상대적 위치가 결정될 수 있다.
[56]
청소 유닛(120)에는 캐스터(castor, 123)가 구비될 수 있다. 캐스터(123)는 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하고, 또한 로봇 청소기(100)를 지지하도록 이루어진다.
[57]
청소기 본체(110)에는 센싱 유닛(130)이 배치된다. 도시된 바와 같이, 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)이 위치하는 청소기 본체(110)의 일측, 즉 청소기 본체(110)의 앞쪽에 배치될 수 있다.
[58]
센싱 유닛(130)은 청소기 본체(110)의 상하 방향으로 청소 유닛(120)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 센싱 유닛(130)은 청소 유닛(120)의 상부에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 가장 앞쪽에 위치하는 청소 유닛(120)이 장애물과 부딪히지 않도록 전방의 장애물이나 지형지물 등을 감지하도록 이루어진다.
[59]
센싱 유닛(130)은 이러한 감지 기능 외의 다른 센싱 기능을 추가로 수행하도록 구성될 수 있다.
[60]
예로써, 센싱 유닛(130)은 주변의 영상을 획득하기 위한 카메라(131)를 포함할 수 있다. 카메라(131)는 렌즈와 영상 센서(image sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라(131)는 청소기 본체(110) 주변의 영상을 제어부가 처리할 수 있는 전기적 신호로 변환하며, 예를 들어 상방 영상에 대응되는 전기적 신호를 제어부에 전달할 수 있다. 상방 영상에 대응되는 전기적 신호는 상기 제어부가 청소기 본체(110)의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
[61]
또한, 센싱 유닛(130)은 로봇 청소기(100)의 주행 면상 또는 주행 경로 상의 벽체, 가구, 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 배터리 충전을 수행하는 도킹 기기의 존재를 감지할 수 있다. 또한, 센싱 유닛(130)은 천장 정보를 감지하여서, 로봇 청소기(100)의 주행 구역 또는 청소 구역을 맵핑(Mapping)할 수 있다.
[62]
청소기 본체(110)에는 흡입된 공기 중의 먼지를 분리하여 집진하는 먼지통(140)이 착탈 가능하게 결합된다.
[63]
또한, 먼지통(140)에는 먼지통(140)을 덮는 먼지통 덮개(150)가 구비된다. 일 실시 예로, 먼지통 덮개(150)는 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성될 수 있다. 먼지통 덮개(150)는 먼지통(140) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(140)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 먼지통 덮개(150)가 먼지통(140)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(150)에 의해 먼지통(140)이 청소기 본체(110)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
[64]
먼지통(140)의 일부는 먼지통 수용부(113)에 수용되되, 먼지통(140)의 다른 일부는 청소기 본체(110)의 후방(즉, 정방향(F)에 반대되는 역방향(R))을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.
[65]
먼지통(140)에는 먼지가 포함된 공기가 유입되는 입구와 먼지가 분리된 공기가 배출되는 출구가 형성되며, 청소기 본체(110)에 먼지통(140)의 장착시 상기 입구와 출구는 본체(110)의 내측벽에 형성된 개구(155)를 통해 연통되도록 구성된다. 이에 의하여, 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로와 배기유로가 형성될 수 있다.
[66]
이러한 연결관계에 따라, 청소 유닛(120)을 통하여 유입된 먼지가 포함된 공기는 청소기 본체(110) 내부의 흡기유로를 거쳐, 먼지통(140)으로 유입되고, 먼지통(140)의 필터 내지는 사이클론을 거치면서 공기와 먼지가 상호 분리된다. 먼지는 먼지통(140)에 집진되며, 공기는 먼지통(140)에서 배출된 후 청소기 본체(110) 내부의 배기유로를 거쳐 최종적으로 배기구(112)를 통하여 외부로 배출된다.
[67]
이하의 도 4에서는 로봇 청소기(100)의 구성요소와 관련된 일 실시 예가 설명된다.
[68]
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100) 또는 이동 로봇은, 통신부(1100), 입력부(1200), 주행부(1300), 센싱부(1400), 출력부(1500), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800), 청소부(1900) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
[69]
이때, 도 4에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 로봇 청소기가 구현될 수 있음은 물론이다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 설명되는 복수의 로봇 청소기는 이하에서 설명된 구성요소들 중 일부만 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 로봇 청소기가 각각 서로 다른 구성요소로 이루어질 수 있다.
[70]
이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
[71]
우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 이동 로봇에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 이동 로봇이 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.
[72]
이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(1500)은 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 출력부(1500)에 표시할 수 있다.
[73]
배터리는 로봇 청소기 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.
[74]
제어부(1800)는, 인공 지능 기술에 기반하여 정보들을 처리하는 역할을 수행하는 것으로, 정보의 학습, 정보의 추론, 정보의 지각, 자연 언어의 처리 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
[75]
제어부(1800)는 머신 러닝(machine running) 기술을 이용하여, 청소기 내에 저장된 정보, 이동 단말기 주변의 환경 정보, 통신 가능한 외부 저장소에 저장된 정보 등 방대한 양의 정보(빅데이터, big data)를 학습, 추론, 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그리고, 제어부(1800)는 상기 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 상기 적어도 하나의 예측된 동작들 중 실현성이 가장 높은 동작이 실행되도록 청소기를 제어할 수 있다.
[76]
머신 러닝 기술은 적어도 하나의 알고리즘에 근거하여, 대규모의 정보들을 수집 및 학습하고, 학습된 정보를 바탕으로 정보를 판단 및 예측하는 기술이다. 정보의 학습이란 정보들의 특징, 규칙, 판단 기준 등을 파악하여, 정보와 정보 사이의 관계를 정량화하고, 정량화된 패턴을 이용하여 새로운 데이터들을 예측하는 동작이다.
[77]
머신 러닝 기술이 사용하는 알고리즘은 통계학에 기반한 알고리즘이 될 수 있으며, 예를 들어, 트리 구조 형태를 예측 모델로 사용하는 의사 결정 나무(decision tree), 생물의 신경 네트워크 구조와 기능을 모방하는 인공 신경망(neural network), 생물의 진화 알고리즘에 기반한 유전자 프로그래밍(genetic programming), 관측된 예를 군집이라는 부분집합으로 분배하는 군집화(Clustering), 무작위로 추출된 난수를 통해 함수값을 확률로 계산하는 몬테카를로 방법(Monter carlo method) 등이 될 수 있다.
[78]
머신 러닝 기술의 한 분야로써, 딥러닝 기술은 인공 신경망(Deap Neuron Network, DNN) 알고리즘을 이용하여, 정보들을 학습, 판단, 처리 중 적어도 하나를 수행하는 기술이다. 인공 신경망(DNN)은 레이어와 레이어 사이를 연결하고, 레이어와 레이어 사이의 데이터를 전달하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 딥러닝 기술은 병렬 연산에 최적화된 GPU(graphic processing unit)를 이용하여 인공 신경망(DNN)을 통하여 방대한 양의 정보를 학습할 수 있다.
[79]
제어부(1800)는 외부의 서버 또는 메모리에 저장된 트레이닝 데이터를 이용하며, 소정의 물체를 인식하기 위한 특징을 검출하는 학습 엔진을 탑재할 수 있다. 이때, 물체를 인식하기 위한 특징에는 물체의 크기, 형태 및 음영 등을 포함할 수 있다.
[80]
구체적으로, 제어부(1800)는 청소기에 구비된 카메라를 통해 획득된 영상 중 일부를 학습 엔진에 입력하면, 상기 학습 엔진은 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다.
[81]
이와 같이, 학습 엔진을 청소기의 주행에 적용하는 경우, 제어부(1800)는 청소기의 주행에 방해되는 의자 다리, 선풍기, 특정 형태의 발코니 틈과 같은 장애물이 청소기 주변에 존재하는지 여부를 인식할 수 있으므로, 청소기 주행의 효율 및 신뢰도를 높일 수 있다.
[82]
한편, 위와 같은 학습 엔진은 제어부(1800)에 탑재될 수도 있고, 외부 서버에 탑재될 수도 있다. 학습 엔진이 외부 서버에 탑재된 경우, 제어부(1800)는 분석의 대상인 적어도 하나의 영상을 상기 외부 서버로 전송하도록 통신부(1100)를 제어할 수 있다.
[83]
외부 서버는 청소기로부터 전송받은 영상을 학습 엔진에 입력함으로서, 해당 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다. 아울러, 외부 서버는 인식결과와 관련된 정보를 다시 청소기로 전송할 수 있다. 이때, 인식결과와 관련된 정보는 분석의 대상인 영상에 포함된 객체의 개수, 각 개체의 이름과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
[84]
한편, 주행부(1300)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 좌, 우측 주바퀴는 독립적으로 움직일 수 있다. 주행부(1300)는 이동 로봇의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.
[85]
한편, 입력부(1200)는 사용자로부터 로봇 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(1200)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(1200)는 확인버튼, 설정버튼 등을 포함할 수 있다. 확인버튼은 감지 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 맵 정보를 확인하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이다.
[86]
또한, 입력부(1200)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼, 충전대로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼 등을 포함할 수 있다.
[87]
또한, 입력부(1200)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(1200)는 출력부(1500)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.
[88]
한편, 출력부(1500)는, 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.
[89]
또한, 출력부(1500)는, 센싱부(1400)가 검출한 이동 로봇 내부의 상태 정보, 예를 들어 이동 로봇에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 센싱부(1400)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(1500)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.
[90]
출력부(1500)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(1500)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.
[91]
이때, 음향 출력 수단(미도시)은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(1500)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.
[92]
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 출력부(1500)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 이동 로봇은 출력부(1500)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(1100)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.
[93]
메모리(1700)는 로봇 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.
[94]
상기 메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.
[95]
한편, 센싱부(1400)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[96]
외부 신호 감지 센서는 이동 로봇의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.
[97]
이동 로봇은 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 이동 로봇은 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.
[98]
한편, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 전방, 구체적으로 이동 로봇의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 이동 로봇의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다.
[99]
전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 이동 로봇은 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.
[100]
일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(1800)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.
[101]
또한, 제어부(1800)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.
[102]
일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 이동 로봇의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 이동 로봇의 전면에 설치될 수 있다.
[103]
즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.
[104]
또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.
[105]
한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.
[106]
일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.
[107]
적외선 센서는 초음파 센서와 함께 이동 로봇의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(1800)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(1800)에 전달한다. 따라서, 이동 로봇은 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.
[108]
한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 이동 로봇의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.
[109]
즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 이동 로봇의 배면에 설치되되, 이동 로봇의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 이동 로봇의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.
[110]
일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 이동 로봇의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.
[111]
예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.
[112]
PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다.
[113]
PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.
[114]
제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.
[115]
한편, 제어부(1800)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.
[116]
다른 예로, 제어부(1800)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 이동 로봇의 들림 현상을 판단할 수도 있다.
[117]
한편, 2차원 카메라 센서는, 이동 로봇의 일면에 구비되어, 이동 중 본체 주변과 관련된 이미지 정보를 획득한다.
[118]
옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(1700)에 저장될 수 있다.
[119]
또한, 하나 이상의 광원이 옵티컬 플로우 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 이동 로봇이 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 이동 로봇이 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(1800)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.
[120]
옵티컬 플로우 센서를 이용하여, 제어부(1800)는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(1800)은 옵티컬 플로우 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 이동 로봇의 위치를 산출할 수 있다. 옵티컬 플로우 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(1800)는 다른 수단에 의해 산출한 이동 로봇의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.
[121]
3차원 카메라 센서는 이동 로봇의 본체 일면 또는 일부분에 부착되어, 상기 본체의 주위와 관련된 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
[122]
즉, 3차원 카메라 센서는 이동 로봇과 피촬영 대상체의 원근거리를 산출하는 3차원 뎁스 카메라(3D Depth Camera)일 수 있다.
[123]
구체적으로, 3차원 카메라 센서는 본체의 주위와 관련된 2차원 영상을 촬영할 수 있으며, 촬영된 2차원 영상에 대응되는 복수의 3차원 좌표 정보를 생성할 수 있다.
[124]
일 실시 예에서 3차원 카메라 센서는 기존의 2차원 영상을 획득하는 카메라를 2개 이상 구비하여, 상기 2개 이상의 카메라에서 획득되는 2개 이상의 영상을 조합하여, 3차원 좌표 정보를 생성하는 스테레오 비전 방식으로 형성될 수 있다.
[125]
구체적으로, 상기 실시 예에 따른 3차원 카메라 센서는 본체의 전방을 향해 하측으로 제1 패턴의 광을 조사하는 제1 패턴 조사부와, 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제2 패턴의 광을 조사하는 제2 패턴 조사부 및 본체의 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부를 포함할 수 있다. 이로써, 상기 영상 획득부는 상기 제1 패턴의 광과 상기 제2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득할 수 있다.
[126]
또 다른 실시 예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 적외선 패턴을 조사하는 적외선 패턴 방출부를 구비하고, 적외선 패턴 방출부에서 조사된 적외선 패턴이 피촬영 대상체에 투영된 모양을 캡쳐함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 IR(Infra Red) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
[127]
또 다른 실시 예에서 3차원 카메라 센서는 단일 카메라와 함께 빛을 방출하는 발광부를 구비하고, 발광부에서 방출되는 레이저 중 피촬영 대상체로부터 반사되는 일부를 수신하며, 수신된 레이저를 분석함으로써, 3차원 카메라 센서와 피촬영 대상체 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 3차원 카메라 센서는 TOF(Time of Flight) 방식의 3차원 카메라 센서일 수 있다.
[128]
구체적으로, 위와 같은 3차원 카메라 센서의 레이저는 적어도 일방향으로 연장된 형태의 레이저를 조사하도록 구성된다. 일 예에서, 상기 3차원 카메라 센서는 제1 및 제2 레이저를 구비할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 서로 교차하는 직선 형태의 레이저를 조사하고, 제2 레이저는 단일의 직선 형태의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따르면, 최하단 레이저는 바닥 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용되고, 최상단 레이저는 상부의 장애물을 감지하는 데에 이용되며, 최하단 레이저와 최상단 레이저 사이의 중간 레이저는 중간 부분의 장애물을 감지하는 데에 이용된다.
[129]
한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.
[130]
통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.
[131]
또한, 통신부(1100)는 특정 영역 또는 일정 범위 내에 위치한 다른 로봇 청소기(100)와 통신할 수 있다.
[132]
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 로봇 청소기(100)와 단말기(300)의 네트워크(50) 통신을 도시한 개념도이고, 도 5b는 도 5a의 네트워크 통신의 다른 예를 도시한 개념도이다.
[133]
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신을 통해 단말기(300)와 서로 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 로봇 청소기(100)는 네트워크(50) 통신 또는 다른 통신을 통해 단말기(300)로부터 수신되는 제어명령에 따라 청소 관련 동작을 수행하거나 또는 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
[134]
여기에서, 네트워크(50) 통신은 WLAN(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultrawide-Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등과 같은 무선 통신 기술 중 적어도 하나를 이용한 근거리 통신을 의미할 수 있다.
[135]
도시된 네트워크(50) 통신은 로봇 청소기의 통신방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
[136]
도 5a에서, 로봇 청소기(100)는 각각의 센싱 유닛을 통해 센싱된 정보를 네트워크 통신(50)을 통해 단말기(300)에 제공할 수 있다. 또한, 단말기(300)는 수신된 정보를 기초로 생성된 제어명령을 네트워크 통신(50)을 통해 로봇 청소기(100) 에 전달할 수 있다.
[137]
또한, 도 5a에서, 로봇 청소기(100)의 통신부와 단말기(300)의 통신부가 직접 무선 통신하거나 다른 공유기(미도시) 등을 매개로 간접 무선 통신하여, 주행 상태에 관한 정보 및 서로의 위치 정보 등을 파악할 수 있다.
[138]
이하 도 5b에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행을 수행하는 로봇 청소기(100)를 포함하는 시스템이 설명된다.
[139]
도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 시스템은, 자율 주행을 수행하는 로봇 청소기(100), 네트워크(50), 서버(500), 및 복수의 단말기(300a, 300b)을 포함할 수 있다.
[140]
이 중, 로봇 청소기(100)와, 네트워크(50), 그리고 적어도 하나의 단말기(300a)는 건물(10) 내에 배치되고, 다른 단말기(300b)와 서버(500)는 외부에 위치할 수 있다.
[141]
로봇 청소기(100)는, 스스로 주행하며 청소를 수행하는 청소기로서, 자율 주행 및 자율 청소를 수행할 수 있다. 로봇 청소기(100)는, 주행 기능 및 청소 기능 외에, 내부에 통신부(1100)를 구비할 수 있다.
[142]
또한, 로봇 청소기(100), 서버(500), 및 복수의 단말기(300a, 300b)는 네트워크(50)를 통해 서로 연결되어 서로 데이터를 교환할 수 있다. 이를 위해, 비록 도시되지는 않았지만, AP(access point; AP) 장치 등의 무선 공유기를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 건물(10) 내부의 네트워크(50) 내에 위치한 단말기(300a)는, 상기 AP 장치를 통해 로봇 청소기(100)와 접속함으로써, 청소기에 대한 모니터링, 원격제어 등을 수행할 수 있다. 또한, 외부 네트워크에 위치한 단말기(300b)도, 상기 AP 장치를 통해 로봇 청소기(100)와 접속함으로써, 청소기에 대한 모니터링, 원격제어 등을 수행할 수 있게 된다.
[143]
서버(500)는 이동 단말기(300b)를 통해서 직접 무선 연결될 수 있다. 또는, 서버(500)는 이동 단말기(300b)를 통하지 않고 로봇 청소기(100)와 연결될 수 있다.
[144]
서버(500)는 프로그램 처리가능한 프로세서를 포함할 수 있으며, 각종 알고리즘을 구비할 수 있다. 예로서, 서버(500)는 머신 러닝(machine learning) 및/또는 데이터 마이닝(data mining)의 수행과 관련된 알고리즘을 구비할 수 있다. 또 예로써, 서버(500)는, 음성 인식 알고리즘을 구비할 수 있다. 이러한 경우, 음성 데이터 수신시, 수신되는 음성 데이터를, 텍스트 형식의 데이터로 변환하여, 출력할 수 있다.
[145]
서버(500)는, 로봇 청소기(100)에 대한 펌웨어 정보, 운전 정보(코스 정보 등)를 저장하고, 로봇 청소기(100)에 대한 제품 정보를 등록할 수 있다. 예를 들어, 서버(500)는, 청소기 제조자가 운영하는 서버이거나 또는 공개된 애플리케이션 스토어 운영자가 운영하는 서버일 수 있다.
[146]
다른 예에서, 상기 서버(500)는 건물(10) 내부의 네트워크(50) 내에 구비되어, 홈 기기들에 대한 상태 정보를 저장하거나, 홈 기기에서 공유되는 컨텐츠를 저장하는 홈 서버일 수도 있다. 서버(500)가 홈 서버인 경우, 이물질과 관련된 정보, 예를 들어, 이물질 이미지 등을 저장할 수 있다.
[147]
한편, 로봇 청소기(100)는 지그비(Zigbee), 지-웨이브(Z-wave), 블루투스(Blue-Tooth), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band) 등을 통해 단말기와 직접 무선 연결될 수 있다.
[148]
이하, 본 발명에서 설명되는 원격 제어 장치(200)에 탑재된 기능, 구성, 및 동작은 전술한 단말기(300)의 기능, 구성, 및 동작에 대응될 수 있다. 따라서, 특별한 제한이 없다면, 전술한 단말기(300)에 의해 본 발명에서 설명되는 원격 제어 장치(200)가 대체될 수도 있을 것이다
[149]
또한, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 자율주행 청소기 또는 청소기로 명명될 수 있다. 또한, 본 발명의 원격 제어 장치(200)는 사용자에 의해 조작되어, 로봇 청소기(100)의 주행과 관련된 동작을 제어하기 위한, 컨트롤러, 리모콘, 원격 제어기, 또는 단말기로 명명될 수 있다.
[150]
한편, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 사용자가 원격제어장치를 조작하여 특정 영역/지점을 가리키면, 스스로 해당 영역/지점으로 이동하여 청소를 수행할 수 있다. 이를 가리켜, '포인팅 클리닝 청소'로 명명하기로 한다.
[151]
즉, 본 발명에서 사용되는, '포인팅 클리닝' 청소란, 원격제어장치를 이용하여 포인팅(pointing)된/지정된 영역을 로봇 청소기가 스스로 이동하여 청소하는 것을 의미한다.
[152]
한편, 기존에는 전술한 포인팅 클리닝 청소를 위해, 사용자가 원격제어장치를 통해 레이저 광 신호를 방사하여 특정 영역/지점을 가리키는 경우, 사용자와 로봇 청소기가 멀리 떨어져 있거나(예, 5~10m) 또는 사용자와 로봇 청소기 사이에 장애물이 존재하면, 레이저 광 신호가 로봇 청소기까지 도달하지 못하여서 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 없다는 문제가 있었다.
[153]
즉, 기존에는 포인팅 클리닝 청소를 수행하기 위해서는 원격제어장치와 로봇 청소기의 이격거리가 충분히 가까워야 한다는 단점이 존재했다.
[154]
그러나, 본 발명에서는 원격제어장치를 조작하는 사용자와 로봇 청소기가 멀리 떨어져 있거나 중간에 장애물이 존재하는 경우에도, 사용자가 로봇 청소기를 불러오거나 또는 직접 근처로 이동하여 드래그 주행을 명령할 필요 없이, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 영역/지점에 대하여 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있다.
[155]
먼저, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 포인팅 클리닝 청소를 위해, 로봇 청소기(100)와 통신하는 원격제어장치(200)의 구성을 구체적으로 설명하기로 한다.
[156]
로봇 청소기(100)는 내부에 구비된 UWB 모듈(610)을 통해 초광대역 신호를 송신함으로써, 다른 UWB 모듈(210)을 구비한 원격 제어 장치(200)와 통신을 수행한다.
[157]
또, 로봇 청소기(100)는 원격 제어 장치(200)의 UWB 모듈(210)로부터 수신되는 초광대역 신호를 수신함으로써, 원격 제어 장치(200)와 통신을 수행한다. 예를 들어, 원격 제어 장치(200)로부터 처음 초광대역 신호가 수신되는 것을 트리거(trigger) 신호로 하여, 전술한 포인팅 클리닝 청소 동작이 개시될 수 있다.
[158]
원격제어장치(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, UWB 모듈(210) 외에, 자이로 센서(220), 거리측정 센서(230)을 더 포함할 수 있다.
[159]
자이로 센서(220)는 원격 제어 장치(200)의 움직임에 따른 3축값의 변화를 감지할 수 있다. 구체적으로, 원격 제어 장치(200)가 x, y, z 축 값들 중 적어도 하나가 변화하는 움직임에 따른 각속도를 감지할 수 있다.
[160]
또한, 자이로 센서(220)는 특정 시점에 감지된 x, y, z 축값을 기준점으로 하고, 소정 입력/소정 시간 경과 후에 기준점을 기준으로 변화한 x', y', z' 축값 감지할 수 있다. 이를 위해, 상기 자이로 센서(220) 외에 자기 센서(미도시) 및 가속도 센서(미도시)가 원격제어장치(200)에 추가로 구비될 수 있다.
[161]
거리측정 센서(230)는 레이저 광 신호, IR 신호, 초음파 신호, 반송파 주파수, 임펄스 신호 중 적어도 하나를 방사하고, 반사되는 신호를 근거로 원격 제어 장치(200)로부터 해당 신호까지의 거리를 산출할 수 있다.
[162]
이를 위해, 상기 거리측정 센서(230)는, 예를 들어 ToF(Time of Flight) 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, ToF 센서의 경우, 특정 주파수로 변종된 광 신호를 방출하는 발신기와 반사된 신호를 수신 및 측정하는 수신가로 이루어지며, 원격 제어 장치(200)에 설치되는 경우 신호의 영향을 받지 않도록 발신기와 수신기가 서로 이격되게 배치된다.
[163]
이하에서는, 전술한 레이저 광 신호, IR 신호, 초음파 신호, 반송파 주파수, 임펄스 신호를 통칭하여, '광 신호'로 명명할 수 있다. 따라서, 거리측정 센서(230)는 원격 제어 장치(200)로부터 광 신호가 방사된 지점까지의 거리를 산출하는 역할을 수행한다고 말할 수 있다. 또한, 거리측정 센서(230)는 광 신호를 방사하는 발신기와 반사된 신호를 수신하는 수신기를 하나 또는 복수 개 포함하여 이루어질 수 있다.
[164]
또, 비록 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 원격 제어 장치(200)는 상기 광 신호가 통과하는 적어도 하나의 관통홀을 구비할 수 있고, 광 신호를 송출하기 위한 입력 버튼과, 광 신호를 변형하여 방사하기 위한 수단을 추가로 구비될 수 있다.
[165]
본 발명에서, 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200)는 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band, UWB)을 사용하여 서로의 상대 위치를 파악할 수 있다. 이를 위해, 도시된 UWB 모듈(610, 210) 중 어느 하나는 UWB 앵커가 되고 다른 하나는 UWB 태그가 될 수 있다.
[166]
이하에서는, 원격 제어 장치(200)의 UWB 모듈(210)을 초광대역 신호를 방출하는 'UWB 태그(tag)'로 동작하고, 로봇 청소기(100)의 UWB 모듈(610)은 방출된 초광대역 신호를 수신하는 'UWB 앵커(anchor)'로 동작하는 것을 전제로 설명하였다.
[167]
그러나, 이에 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀둔다. 예를 들어, 원격 제어 장치(200)의 UWB 모듈(210)이 UWB 앵커로 동작하고 로봇 청소기(100)의 UWB 모듈(610)이 UWB 태그로 동작할 수 있다. 또한, UWB 모듈(210, 610)은 하나의 UWB 앵커와 복수의 UWB 태그로 이루어질 수도 있다.
[168]
UWB 기술을 통해 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200)가 서로의 상대 위치를 파악하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 예를 들어 ToF(Time of Flight) 기술과 같은 거리측정 기술을 사용하여 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200)의 이격거리를 산출한다.
[169]
구체적으로, 원격 제어 장치(200)에서 방사되는 초광대역 신호인, 제1 임펄스 신호가 로봇 청소기(100)로 송출된다. 이를 위해, 원격 제어 장치(200)의 UWB 모듈은 발신용인 'UWB 태그'로 로봇 청소기(100)의 UWB 모듈은 수신용인 'UWB 앵커'로 동작할 수 있다.
[170]
여기서, 초광대역 신호(또는, 임펄스 신호)는, 특정 공간 내에서는 장애물이 존재하더라도 원활하게 송수신이 가능하고, 여기에서 상기 특정 공간은 반경이 수십 미터(m)일 수 있다.
[171]
제1 임펄스 신호는 로봇 청소기(100)의 UWB 앵커를 통해 수신될 수 있다. 제1 임펄스 신호를 수신한 로봇 청소기(100)는 원격 제어 장치(200)로 응답신호를 송출한다. 그러면, 원격 제어 장치(200)는 응답신호에 대한 초광대역 신호인, 제2 임펄스 신호를 로봇 청소기(100)로 송출할 수 있다.
[172]
여기에서, 상기 제2 임펄스 신호에는 상기 응답신호를 수신한 시각과 그에 따라 제2 임펄스 신호를 발신한 시각을 기초로 산출된 지연시간 정보가 포함될 수 있다.
[173]
다음, 로봇 청소기(100)의 제어부는 응답신호를 송출한 시간과 상기 제2 임펄스 신호가 로봇 청소기(100)의 UWB 앵커에 도착한 시간과, 상기 제2 임펄스 신호에 포함된 지연시간 정보를 기초로, 다음과 같이 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200) 사이의 거리(Distance)를 산출할 수 있다.
[174]
[175]
여기에서, t2는 제2 임펄스 신호의 도착시간이고, t1은 응답신호의 송출시간이며, treply는 지연시간이며, c는 빛의 속도를 나타내는 상수값이다.
[176]
이와 같이 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200)에 구비된, UWB 태그와 UWB 앵커 사이에서 송수신되는 신호의 시간차를 측정하여, 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200) 사이의 거리를 파악할 수 있다.
[177]
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 원격 제어 장치(200)를 이용하여 포인팅된 목표지점을 로봇 청소기가 주행하기 위한 동작을 구체적으로 설명하겠다.
[178]
먼저, 사용자가 원격 제어 장치(200)를 이용하여 로봇 청소기(100)를 가리킨 다음(①), 제1 광 신호를 방출하는 입력을 수행한다. 이때, 원격 제어 장치(200)와 로봇 청소기(100) 사이의 거리는 멀리 떨어져 있어도 상관없다. 예를 들어, 원격 제어 장치(200)와 로봇 청소기(100)가 특정 공간 내에서 수 미터(m) 또는 십 수 미터(m) 떨어져 있더라도 본 발명에 따른 포인팅 클리팅 동작이 수행된다.
[179]
여기에서, 제1 광 신호는 초광대역 신호인 임펄스 신호를 의미할 수 있다. 또한, 상기 제1 광 신호는 포인팅 클리닝 동작을 개시하는 트리거(trigger) 신호의 역할을 한다.
[180]
상기 제1 광 신호를 통해 포인팅된 로봇 청소기(100)는 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 산출하는 영점이 된다.
[181]
또, 이하에 보다 구체적으로 설명되겠으나, 원격 제어 장치(200)가 로봇 청소기(100)를 가리키는 시점에서의 원격 제어 장치(200)의 자세값, 즉 x, y, z 축값은 추후 원격 제어 장치(200)가 가리키는 목표지점의 위치를 산출하기 위하여 필요한 각도 산출의 기준점이 된다.
[182]
일 예에서, 로봇 청소기(100)에 대한 원격 제어 장치(200)의 포인팅은 고정된 충전대에 대한 포인팅으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)가 고정된 충전대에 인접하여 위치한 경우 또는 로봇 청소기(100)가 사용자로부터 멀리 떨어져 있거나 장애물 등으로 인해 시야를 벗어난 경우에는 고정된 충전대가 트리거 신호를 수신하는 영점이 될 수 있다.
[183]
로봇 청소기(100)는, 상기 제1 광 신호에 응답하여, 전술한 UWB 태그와 UWB 앵커를 수단으로 한 TOF 기술을 사용하여 원격 제어 장치(200)와의 이격거리를 획득할 수 있다. 나아가 상기 제1 광 신호가 수신된 방향을 기초로 원격 제어 장치(200)의 방향을 획득함으로써, 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 산출할 수 있다.
[184]
이에 의하면, 원격 제어 장치(200)와 로봇 청소기(100) 사이에 장애물이 존재하더라도 기존의 레이저 광에서와 같이 수신이 차단되는 문제점도 해소된다.
[185]
다음, 사용자는 원격 제어 장치(200)를 이용하여, 포인팅 클리닝 청소를 수행할 목표지점을 가리킨 다음(②), 포인팅한다. 그에 따라, 원격 제어 장치(200)로부터 특정 목표지점으로 제2 광 신호가 송출된다.
[186]
로봇 청소기(100)는 제2 광 신호에 응답하여, 원격 제어 장치(200)의 위치를 기준으로 산출된 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치(P2)를 인식할 수 있다.
[187]
제1 예로써, 로봇 청소기(100)의 제어부는 본체를 기준으로(0, 0, 0) 파악된 상기 원격 제어 장치(200)의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보(x1, y1, z1)를 기준으로, 상기 목표지점의 위치(P2)에 대응되는 제2좌표정보(x2, y2, z2)를 산출할 수 있도록, 상기 제1좌표정보를 원격 제어 장치(200)로 전송해준다.
[188]
그러면, 원격 제어 장치(200)에서는 제2좌표정보(x2, y2, z2)와 로봇 청소기(100)의 위치를 기준으로 산출된 제3좌표정보(x2', y2', z2')를 로봇 청소기(100)로 전송해준다. 로봇 청소기(100)는 제3좌표정보(x2', y2', z2')를 확인하여 목표지점의 위치(P2)로 인식한다.
[189]
제2 예로는, 로봇 청소기(100)의 제어부가 본체를 기준으로(0, 0, 0) 파악된 상기 원격 제어 장치(200)의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보(x1, y1, z1)를 획득한다. 그리고, 원격 제어 장치(200)를 기준으로 산출된 목표지점의 상대 위치에 대응되는 제2좌표정보(x2, y2, z2)를 상기 원격 제어 장치(200)로부터 수신한다.
[190]
그리하여, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 제1좌표정보와 상기 제2좌표정보를 기초로 로봇 청소기(100) 본체를 기준으로 하는 목표지점의 위치(P2)를 추정한다.
[191]
로봇 청소기(100)를 기준으로 목표지점의 위치(P2)의 좌표정보를 획득하는 구체적인 방법을 설명하면 다음과 같다.
[192]
먼저, 원격 제어 장치(200)로부터 방사되는 제2 광 신호를 기초로 목표지점까지의 거리정보(D)는 쉽게 획득할 수 있다. 그리고, 도 7에 도시된 각도(θ1, θ2, θ3)와 로봇 청소기(100)를 영점으로 하여 획득된 원격 제어 장치(200)의 좌표정보(x1, y1, z1)로 구성되는 좌표변환행렬에, 원격 제어 장치(200)에서 목표지점까지의 거리정보(D)를 곱하여, 로봇 청소기(100)를 기준으로 한 목표지점의 좌표정보를 산출할 수 있다.
[193]
제1각도(θ1), 제2각도(θ3), 제3각도(θ3)는 상기 제1 광 신호가 방사되는 시점에서 원격 제어 장치(200)의 자세값을 영점으로 하여, 다음과 같이 산출할 수 있다.
[194]
먼저, 제3각도(θ3)는 다음과 같이 산출할 수 있다.
[195]
제3각도(θ3)는 원격 제어 장치(200)가 지면을 향하는 선과 로봇 청소기(100)를 향하는 선 사이의 각도이다. 원격 제어 장치(200)가 로봇 청소기(100)에 상기 제1광 신호를 방사하면, 원격 제어 장치(200)에 구비된 자이로 센서(210) 등을 이용하여, 지자계축의 기준선과 원격 제어 장치(200)가 로봇 청소기(100)를 가리키는 연장선 사이의 각도를 알 수 있다. 그리고, 이를 90에서 차감하면, 도 7에 도시된, 상기 연장선과 지면에 수직한 선 사이의 각도(θ3)를 획득할 수 있다.
[196]
다음, 제1각도(θ1)는 다음과 같이 산출할 수 있다.
[197]
제1각도(θ1)는 원격 제어 장치(200)가 지면을 향하는 선과 목표지점을 향하는 선 사이의 각도이다. 원격 제어 장치(200)가 목표지점에 상기 제2 광 신호를 방사하면, 원격 제어 장치(200)에 구비된 자이로 센서(210) 등을 이용하여, 지자계축의 기준선과 원격 제어 장치(200)가 목표지점을 가리키는 연장선 사이의 각도를 알 수 있다. 그리고, 이를 90에서 차감하면, 도 7에 도시된, 상기 연장선과 지면에 수직한 선 사이의 각도(θ1)를 획득할 수 있다.
[198]
마지막으로, 제2각도(θ2)는 원격 제어 장치(200)의 회전각을 나타낸다.
[199]
즉, 원격 제어 장치(200)가 로봇 청소기(100)를 가리키는 연장선과 원격 제어 장치(200)가 목표지점을 가리키는 연장선 사이의 각도이다. 이는, 원격 제어 장치(200)가 로봇 청소기(100)를 가리키는 시점의 자세값을 영점으로, 원격 제어 장치(200)에서 감지되는 요(yaw)의 변화량과 피치(pitch)의 변화량을 기초로 산출된다.
[200]
제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치(P2)가 인식되면, 이제 로봇 청소기(100)의 제어부는 인식된 목표지점의 위치로 본체를 이동시키는 주행명령을 생성할 수 있다. 생성된 주행명령에 따라, 로봇 청소기(100)가 현재 위치(P1)에서 목표지점의 위치(P2)로 이동한다(③).
[201]
이때에, 로봇 청소기(100)는 목표지점의 위치(P2)를 향한 자기 주행 위치(P1)를 인식할 수 있으므로, 주행을 개시하기 전에 제자리 회전 등을 수행하여 최단거리로 목표지점의 위치(P2)에 도달하도록 주행할 수 있다.
[202]
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 거리에서 포인팅 클리닝 청소를 위한 수행 동작을 구체적으로 살펴보겠다.
[203]
도 8을 참조하면, 원격 제어 장치(200)로부터 로봇 청소기(100) 본체로 제1 광 신호가 수신된 것에 응답하여, 본 발명에 따른 포인팅 클리닝 청소 기능이 트리거(trigger)된다. 그리고, 로봇 청소기(100)는 상기 제1 광 신호에 응답하여 초광대역 신호를 이용하여 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 산출한다(S810).
[204]
여기에서, 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200)는 초광대역 신호를 이용하여 통신을 수행하므로, 로봇 청소기(100)로부터 사용자가 조작하는 원격 제어 장치(200)가 멀리 떨어져 있더라도(예, 5~10m) 서로의 상대 위치를 인식할 수 있다.
[205]
이를 위해, 로봇 청소기(100)는 초광대역 신호를 송신 또는 수신하기 위한 UWB 모듈, 즉 UWB 태그 및/또는 UWB 앵커를 수신할 수 있다.
[206]
구체적으로, 로봇 청소기(100)는, 원격 제어 장치(200)로부터 제1 광 신호(즉, UWB 태그를 통해 송출된 제1 임펄스 신호)를 상기 UWB 모듈, 즉 UWB 앵커를 통해 수신하고, 그에 대한 응답신호를 초광대역 신호 형태로 원격 제어 장치(200)에 송출한다. 그러면, 상기 원격 제어 장치(200)에서는 수신된 응답신호에 대하여, UWB 앵커를 통해 제2 임펄스 신호를 로봇 청소기(200)로 송출하고, 이러한 신호 교환에 전술한 TOF 기술을 적용하여서, 원격 제어 장치(20)의 상대 위치를 결정할 수 있다.
[207]
다음, 상기 제1 광 신호에 이어서, 상기 원격 제어 장치(200)로부터 제2 광 신호가 특정 지점에 방사되면, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 상기 결정된 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 기준으로 하여 산출된 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치를 인식할 수 있다(S820).
[208]
그리고, 원격 제어 장치(200)의 제어부는, 인식된 목표지점의 위치로 본체를 이동시키는 주행명령을 생성한다(S830).
[209]
이때에, 원격 제어 장치(200)의 제어부는, 목표지점을 향한 자기 주행 위치를 인식할 수 있고, 나아가 목표지점을 향해 출발하기 전에 현재 주행 방향을 기초로 제자리 회전을 수행할 수 있다.
[210]
이하에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 원격제어장치를 이용하여 포인팅된 목표지점을 로봇 청소기가 주행하기 위한 동작을 구체적으로 설명하겠다.
[211]
먼저, 사용자는 원격 제어 장치(200)를 이용하여 로봇 청소기(100)가 아닌 목표지점을 바로 가리킨 다음(①), 제1 광 신호를 방출하는 입력을 수행한다.
[212]
이와 같이 목표지점을 포인팅하는 광 신호가 방사되면, 로봇 청소기(100)는 UWB 통신을 통해 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 인식할 수 있다. 이때, 로봇 청소기(100)가 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 인식하는 시점은 원격 제어 장치(200)가 목표지점을 포인팅하는 시점에 가장 가까운 시점에 이루어진 UWB 신호 교환이면 되고, 원격 제어 장치(200)가 목표지점을 포인팅하기 이전인지 또는 이후인지는 상관없다.
[213]
한편, 이때에는 제1 실시 예에서와 같은 트리거 신호와 영점 설정이 없으므로, 원격 제어 장치(200)의 자세 변화값을 알 수 없다. 따라서, 로봇 청소기(100)의 현재 위치에서 목표지점의 위치(P3)까지 곧바로 이동할 수는 없다.
[214]
다만, 목표지점을 포인팅하는 광 신호를 기초로 원격 제어 장치(200)로부터 상기 포인팅된 목표지점까지의 거리(D)는 획득할 수 있다. 또, 이러한 거리(D)의 정보는 로봇 청소기(100)로 전송될 수 있다.
[215]
이제, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 원격 제어 장치(200)의 상대 위치와 원격 제어 장치(200)와 목표지점 사이의 거리를 인식하고 있으므로, 도 9에 도시된 바와 같이, 원격 제어 장치(200)의 위치를 중심으로 하고 거리(D)를 반경으로 하는 가상 궤도(C)를 생성할 수 있다. 원격 제어 장치(200)에 의해 포인팅된 목표지점은 가상 궤도(C) 경로상의 어딘가에 위치한다.
[216]
로봇 청소기(100)는 제1주행명령에 따라 가상 궤도(C)에 진입하는 주행 동작을 수행한다(②). 구체적으로, 로봇 청소기(100)의 제어부는 가상 궤도(C) 경로를 형성하는 다수의 포인트들 중 현재 위치에서 가장 가까운 포인트를 향해 주행하도록 주행부를 제어한다.
[217]
로봇 청소기(100)가 가상 궤도(C)에 진입하면, 로봇 청소기(100)의 제어부는 원격 제어 장치(200)로부터 광 신호가 수신된 목표지점의 위치(P3)에 도달할 때까지, 제2주행명령에 따라 가상 궤도(C)의 경로를 추종하는 주행을 수행한다(③).
[218]
한편, 일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)가 가상 궤도(C)에 진입하는 방향은 가상 궤도(C) 경로를 추종하는 방향을 기초로 결정된다. 즉, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 로봇 청소기(100) 본체가 상기 가상 궤도(C)의 경로를 정해진 방향(예, 시계방향)으로 추종하도록, 가상 궤도의 진입방향을 결정할 수 있다.
[219]
도 9의 예시와 달리, 가상 궤도(C) 경로의 추종방향이 반시계 방향이라면, 로봇 청소기(100)의 전방이 우측을 향하도록 회전하면서 반시계 방향으로 가상 궤도(C)에 진입할 것이다.
[220]
또한, 일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)가 가상 궤도(C) 경로를 따라 추종하는 동안 장애물이 감지되면, 로봇 청소기(100)는 장애물의 외곽을 추종하면서 주행하다가 더 이상 장애물이 감지되지 않는 시점에 다시 가상 궤도(C)의 경로를 추종할 수 있다. 로봇 청소기(100)가 장애물의 외곽을 추종하는 동안에는 로봇 청소기(100)가 일시적으로 가상 궤도(C)를 벗어날 수 있다.
[221]
이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따라, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 거리에서 포인팅 클리닝 청소를 위한 수행 동작을 구체적으로 살펴보겠다.
[222]
먼저, 로봇 청소기(100)가 초광대역 신호를 이용하여 원격 제어 장치(200)의 위치를 산출한다(S1010).
[223]
여기에서는, 제1 실시 예에서와 같은 트리거 신호나 기준점 없이, 원격 제어 장치(200)의 UWB 태그로부터 일정 시간 간격으로 방출되는 임펄스 신호를 기초로 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 인식할 수 있다.
[224]
구체적으로, 원격 제어 장치(200)의 UWB 태그로부터 방출된 제1 임펄스 신호를 로봇 청소기(100)의 UWB 앵커가 수신한다. 다음, 로봇 청소기(100)는 원격 제어 장치(200)로 응답신호를 방출하고, 다시 원격 제어 장치(200)에서는 응답신호에 대한 제2 임펄스 신호를 로봇 청소기(100)로 방출한다.
[225]
이 후, 로봇 청소기(100)는 자신이 방출한 응답신호와 제2 임펄스 신호에 따른 왕복 시간을 계산하여, 로봇 청소기(100)와 원격 제어 장치(200) 간의 거리를 측정할 수 있게 된다. 한편, 원격 제어 장치(200)와 로봇 청소기(100) 간의 상대 위치를 측정함에 있어서, 전술한 신호도달시간(ToA) 외에, 신호의 세기(RSS), 신호도달시간차(TDoA), 및 신호도착각도(AoA) 중 다른 하나의 기법을 사용하여 상대 위치를 측정할 수도 있을 것이다.
[226]
다음, 원격 제어 장치(200)에서 목표지점을 포인팅하는 광 신호가 방사되면, 로봇 청소기(100)의 제어부는 상기 결정된 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 중심으로 하고 원격 제어 장치(200)에서 산출된 목표지점까지의 거리를 반경으로 하는 가상 궤도를 생성한다(S1020).
[227]
다음, 로봇 청소기(100)의 제어부는 제1주행명령을 출력하여, 로봇 청소기(100) 본체가 가상 궤도에 진입하도록 주행을 수행한다(S1030).
[228]
로봇 청소기(100)가 가상 궤도에 진입한 후에는, 원격 제어 장치(200)로부터 방출된 광 신호가 수신될 때까지 상기 가상 궤도의 경로를 추종하는 제2주행명령에 따라 주행 동작을 수행한다(S1040).
[229]
로봇 청소기(100)가 가상 궤도의 경로를 추종하는 동안에는, 원격 제어 장치(200)의 상대 위치가 변경됨에 따라 가변된 임펄스 신호가 수신되더라도 로봇 청소기(100)에서 이를 무시할 수 있다.
[230]
또, 일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)의 제어부는 가상 궤도의 경로 상에 존재하는 목표지점의 위치를 정확히 산출하기 위해, 로봇 청소기(100)가 상기 광 신호가 수신되는 지점의 근처에 도달하면, 로봇 청소기(100)에 구비된 다수의 수신기들을 이용한 신호 세기를 기초로, 원격 제어 장치(200)로부터 방출된 광 신호에 대응되는 목표지점을 정확하게 산출할 수 있다.
[231]
또는, 일 예에서, 로봇 청소기(100)의 제어부는, 로봇 청소기(100)가 상기 광 신호가 수신되는 지점의 근처에 도달하면, 원격 제어 장치(200)에 변형된 광 신호를 송출해줄 것을 요청하는 신호를 전송할 수도 있다. 여기에서, 변형된 광 신호는 초기에 원격 제어 장치(200)로부터 방출된 광 신호 보다 신호세기가 세거나 또는 포인팅범위가 더욱 한정된 광 신호일 수 있다.
[232]
또, 일 실시 예에서, 로봇 청소기(100)가 목표지점에 도달하면, 지정된 청소 모드(예, 꼼꼼 청소 모드)로 전환하여 청소를 수행하도록 동작될 수 있다.
[233]
이하에서는, 도 11를 참조하여, 제2 실시 예와 관련하여 포인팅 클리닝 청소의 목표지점을 변경하는 방법의 예시를 구체적으로 살펴보겠다.
[234]
도 11을 참조하면, 로봇 청소기(100)가 가상 궤도(C1)의 경로를 추종하는 동안 또는 도시되지는 않았지만 가상 궤도(C1)에 진입하는 주행을 수행하는 동안, 원격 제어 장치(200)로부터 변경된 목표지점(T2)에 대응되는 제2 광 신호가 발생될 수 있다.
[235]
이와 같이 초기 목표지점(T1)이 변경되면, 로봇 청소기(100)는 다시 원격 제어 장치(200)의 상대 위치를 인식하고 이를 중심으로 변경된 변경된 목표지점(T2)까지의 거리를 반경으로 하는 제2 가상 궤도(C2)를 추가로 생성할 수 있다. 이때, 로봇 청소기(100)는 주행 동작을 중단할 수 있다.
[236]
제2 가상 궤도(C2)가 생성되면, 로봇 청소기(100)의 제어부는 이제는 제2주행명령에 따라, 로봇 청소기(100)가 현재 위치(P2)에서 제2 가상 궤도(C2)로 진입하도록 주행부를 제어한다.
[237]
한편, 도 11에서는 원격 제어 장치(200)의 상대 위치는 변경되지 않고 목표지점만 변경된 것을 예시로 하였으나, 원격 제어 장치(200)의 상대 위치나 새로운 가상 궤도의 진입 방향이 이전과 달라질 수 있음은 물론이다.
[238]
또한, 제2 가상 궤도(C2)의 진입방향은 현재 원격 제어 장치(200)의 주행 방향과 제2 가상 궤도(C2)의 정해진 추종방향에 따라 달라질 수 있다.
[239]
한편, 일 실시 예에서, 제1 가상 궤도(C1) 또는 제2 가상 궤도(C2) 경로의 추종방향이 정해지지 않은 경우, 가상 궤도의 추종 방향은 로봇 청소기(100)에서 감지되는 제1 광 신호의 신호세기 및 신호방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
[240]
다음으로, 도 12를 참조하여, 제1 실시 예와 관련하여 포인팅 클리닝 청소를 위한 목표지점을 복수 개 설정하는 방법의 예시를 구체적으로 살펴보겠다.
[241]
전술한 제1 실시 예와 관련하여, 사용자는 원격 제어 장치(200)를 이용하여 로봇 청소기(100)를 가리킨 후(①), 제1목표지점을 포인팅 하고(②) 연속하여 또는 소정시간 내에 제2목표지점을 포인팅함으로써(③), 원격거리에서 한번에 복수의 목표지점을 설정할 수 있다.
[242]
한편, 로봇 청소기(100)의 위치(P1)를 기준으로 제1목표지점의 위치(P1) 산출하는 방법은 제1 실시 예에서 자세히 설명하였다.
[243]
로봇 청소기(100)의 위치(P1)를 기준으로 제2목표지점의 위치(P2)를 산출하는 방법도 이와 유사하다. 구체적으로, 로봇 청소기(100)에 트리거 신호를 방사한 시점에서의 원격 제어 장치(200)의 자세값을 기준으로 하고, 제2목표지점을 포인팅하는 제3 광 신호까지의 거리(D2)는 전술한 제1목표지점을 포인팅하는 제2 광 신호까지의 거리(D1) 산출과 유사한 방식으로 획득할 수 있다.
[244]
또한, 도 12에 도시된 각도(θ4, θ5, θ6)와 로봇 청소기(100)를 영점으로 하여 획득된 제2목표지점에 대한 원격 제어 장치(200)의 좌표정보(x3, y3, z3)로 구성되는 좌표변환행렬에, 원격 제어 장치(200)에서 제2목표지점까지의 거리정보(D2)를 곱하여, 로봇 청소기(100)를 기준으로 하는 제2목표지점의 좌표정보를 산출할 수 있을 것이다.
[245]
한편, 여기에서 획득된 제2목표지점의 좌표정보는 로봇 청소기(100)의 현재 위치(P1)를 기준으로 산출된 것이다. 따라서, 로봇 청소기(100)가 제1목표지점을 청소한 후에 다시 이전 위치(P1)로 돌아가지 않고 곧바로 제2목표지점으로 이동하기 위하여, 제1목표지점의 위치(P2)를 기준으로 하는 제2목표지점의 위치(P3)에 대응되는 좌표정보가 필요할 것이다.
[246]
이를 위해, 피타고라스의 정의(pythagorean theorem)를 이용하여 두 거리 정보(D1, D2)를 이용하여 제1목표지점의 위치(P2)에서 제2목표지점까지의 거리정보(D3)를 획득할 수 있고, 로봇 청소기(100)가 제1목표지점에서 제2목표지점의 위치(P3)로 향하기 위해 회전해야 하는 각도정보는 이전에 산출된 각도(θ1, θ2, θ3)와 각도(θ4, θ5, θ6)를 기초로 획득될 수 있을 것이다. 이에 의하여, 로봇 청소기(100)는 현재 위치(P1)에서 제1목표지점의 위치(P2)로 가서 포인팅 클리닝 청소를 수행한 후, 이전 위치로 돌아가지 않고 곧바로 제2목표지점의 위치(P3)로 향하여 추가 작업을 수행할 수 있다.
[247]
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 및 그것의 제어방법에 의하면, 원격 제어 장치를 조작하는 사용자와 로봇 청소기가 멀리 떨어져 있거나 중간에 장애물이 존재하는 경우에도, 로봇 청소기로부터 멀리 떨어진 영역/지점에 대하여 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있다. 또한, 초기에 원격 제어 장치가 로봇 청소기를 가리키지 않더라도 원격 제어 장치가 원격 제어 장치의 위치를 중심으로 하는 가상 궤도의 경로를 추종하도록 구현함으로써, 원격 제어 장치가 가리키는 영역/지점에 도달할 수 있다. 나아가, 원격 제어 장치를 이용하여 한번에 멀리 떨어진 다수의 영역/지점을 포인팅할 수 있다. 이러한 경우에도 본 발명에서는 처음의 위치나 지정된 위치를 거칠 필요 없이 지정된 다수의 영역/지점에 대하여 순차적으로 포인팅 클리닝 청소를 수행할 수 있다.
[248]
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부(1800)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

청구범위

[청구항 1]
본체를 이동시키는 주행부; 초광대역 신호를 이용하여 원격제어장치와 통신하는 통신부; 상기 원격제어장치로부터 상기 본체로 방사되는 제1 광 신호에 응답하여, 상기 통신부에 출력되는 초광대역 신호를 이용하여 상기 원격제어장치의 위치를 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 광 신호 후 이어서 상기 원격제어장치로부터 방사되는 제2 광 신호에 응답하여, 상기 원격제어장치의 위치를 기준으로 산출된 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치를 인식하고, 인식된 목표 지점의 위치로 상기 본체를 이동시키는 주행명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 통신부는, 상기 초광대역 신호를 송신 또는 수신하기 위한 UWB 모듈을 포함하고, 상기 제1 광 신호에 응답하여 상기 UWB 모듈을 통해 원격제어장치로 초광대역 신호를 송신하고, 상기 원격제어장치에 구비된 다른 UWB 모듈을 통해 대응되는 초광대역 신호를 수신하여 상기 원격제어장치의 상대 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 3]
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 초광대역 신호를 기초로 상기 본체를 기준으로 상기 원격제어장치의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보를 획득하고, 상기 획득된 제1좌표정보를 기준으로 상기 목표지점의 위치에 대응되는 제2좌표정보를 산출하도록 상기 원격제어장치로 전송하고, 상기 제2좌표정보와 상기 본체를 기준으로 산출된 제3좌표정보를 상기 원격제어장치로부터 수신하여 상기 제3좌표정보에 대응되는 위치로 상기 본체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 4]
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 초광대역 신호를 기초로 상기 본체를 기준으로 하는 상기 원격제어장치의 상대 위치에 대응되는 제1좌표정보를 획득하고, 상기 원격제어장치를 기준으로 하여 산출된 상기 목표지점의 상대 위치에 대응되는 제2좌표정보를 상기 원격제어장치로부터 수신하고, 상기 제1좌표정보와 상기 제2좌표정보를 기초로 상기 본체를 기준으로 하는 상기 목표지점의 상대 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 5]
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 광 신호 후, 이어서 상기 원격제어장치로부터 서로 다른 지점에 연속하여 방사되는 제2 광 신호 및 제3 광 신호에 응답하여, 상기 결정된 원격제어장치의 위치를 기준으로 추가 산출된 제3 광 신호에 대응되는 제2목표지점의 위치를 획득하고, 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치를 기준으로 하는 상기 제2목표지점의 상대 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 6]
제5항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점의 위치로 상기 본체를 이동시키는 제1주행명령과, 상기 상기 제2 광 신호에 대응되는 목표지점에서의 작업이 완료되면, 상기 제2목표지점의 상대 위치로 상기 이동시키는 제2주행명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 7]
본체를 이동시키는 주행부; 초광대역 신호를 이용하여 원격제어장치와 통신하는 통신부; 상기 통신부에서 출력되는 초광대역 신호를 이용하여 상기 원격제어장치의 위치를 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 원격제어장치에서 목표지점을 포인팅하는 광 신호가 방사되면 상기 원격제어장치의 위치를 중심으로 하는 가상 궤도를 생성하고, 제1주행명령에 따라 상기 본체가 상기 가상 궤도로 진입하면, 상기 원격제어장치로부터 광 신호가 수신되는 목표지점에 도달할 때까지 상기 가상 궤도의 경로를 추종하는 제2주행명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 8]
제7항에 있어서, 상기 가상 궤도는 상기 결정된 원격제어장치의 위치에서 상기 광 신호에 대응되는 목표지점까지의 거리를 반경으로 하여 생성되고, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 가상 궤도의 경로를 정해진 방향으로 추종하도록, 상기 가상 궤도의 진입방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 9]
제7항에 있어서, 상기 본체에 구비되어, 상기 원격제어장치로부터 수신되는 광 신호를 수신하는 다수의 수신기를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2주행명령에 따라 상기 본체가 가상 궤도 내에서 상기 광 신호가 수신되는 지점의 근처에 도달하면, 상기 다수의 수신기에 수신되는 광 신호의 신호세기를 기초로 상기 목표지점의 위치를 인식하고, 인식된 목표지점의 위치로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 10]
제7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가상 궤도의 경로를 주행하는 동안 상기 가상 궤도 내에 장애물이 감지되면, 상기 장애물의 외곽선을 따라 상기 가상 궤도를 추종하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
[청구항 11]
제7항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 가상 궤도의 경로를 주행하는 동안 상기 원격제어장치로부터 변경된 목표지점에 대응되는 제2 광 신호가 발생되면: 상기 원격제어장치를 기준으로 상기 제2 광 신호에 대응되는 변경된 목표지점까지의 거리를 반경으로 하는 제2 가상 궤도를 생성하고, 제2주행명령에 따라 상기 본체가 현재 위치에서 상기 제2 가상 궤도로 진입하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5a]

[도5b]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10]

[도11]

[도12]