KR100459411B1

KR100459411B1 - 로봇 청소기 및 그의 청소 영역 주행방법

Info

Publication number: KR100459411B1
Application number: KR10-2002-0088353A
Authority: KR
Inventors: 장성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20040062041A

Abstract

본 발명은 로봇 청소기 및 그의 청소 영역 주행방법에 관한 것으로, 한쪽면에만 초음파센서를 부착하여, 로봇 청소기를 벽과 일정거리를 유지하면서 한쪽 방향으로만 회전하여 청소를 수행하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 로봇 청소기의 한쪽 측면에 위치하고, 벽에 근접하여 일정 이격거리를 유지하도록 거리를 감지하는 측면 센서와; 로봇 청소기의 전면에 위치하여, 로봇 청소기의 전면에 위치한 장애물을 감지하는 전면 센서 및 범퍼 센서와; 로봇 청소기의 실제 회전한 각도를 감지하는 자이로센서와; 로봇 청소기의 실제 움직인 경로를 인식하는 엔코더센서와; 상기 측면센서와 전면센서 및 범퍼센서로부터 입력되는 정보를 수집하여 로봇 청소기의 주위 정보와 움직임 경로 정보를 분석한후, 그 분석결과에 근거하여 좌측(우측)으로 회전하는 지그재그 방식의 청소를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

로봇 청소기 및 그의 청소 영역 주행방법{ROBOT CLEANER AND HIS CLEANING AREA DRIVING METHOD}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 특히 로봇청소기의 한쪽면에만 초음파센서를 부착하여, 로봇 청소기를 벽과 일정거리를 유지하면서 한쪽 방향으로만 회전하여 청소를 수행하도록 한 로봇 청소기및 그의 청소영역 주행방법에 관한 것이다.

최근 로봇기술의 발달에 따라 여러 종류의 분야에서 로봇이 개발, 시판되고 있다. 그 중에서 청소분야는 로봇 기술의 적용이 가장 빨리 진행될 분야로 주목을 받아온 곳으로 현재에 이미 몇몇 회사들이 시제품을 생산하거나 생산할 계획에 있다.

이러한 로봇 청소기는 운행 패턴 방법으로 크게 두가지가 있는데, 첫 번째는 랜덤 청소 방법으로 로봇은 단지 센서에 인식된 정보로 장애물 유무만을 판단하여 회전 및 직진을 랜덤으로 결정하는 방법이고. 두 번째는 패턴 청소 방법으로서 로봇은 센서에 인식된 정보로 장애물 유무를 판단하고 또한 로봇 자신의 위치를 알아내어 로봇 자신을 특정한 패턴으로 이동시키면서 청소하는 방법으로 보통 가장 간단한 지그재그(zigzag) 패턴을 많이 사용한다.

상기 랜덤 방법은, 도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 진행 방향을 자유롭게 조절하는 관계로 중복 청소하는 영역이 많아지고 특정 영역은 상황에 따라서 청소가 되지 않는 문제가 있어서 그 사용상의 결함이 있다.

따라서, 이를 대체하기 위한 지그재그 패턴 방법을 이용하는데, 도2에 도시된 바와같이 쉽게 전체 영역을 효율적으로 청소할 수 있지만, 왼쪽벽 및 오른쪽벽에 근접하여 수평하게 움직이기 위하여, 각각 왼쪽 측면 센서 및 오른쪽 측면 센서가 필요하고, 또한 자신의 운행에 올바른 정보를 얻고 보정하기 위해서는 별도의 센서가 필요하며, 오른쪽 회전 및 왼쪽 회전할 때 로봇 자신의 회전 정도를 정확히 알기 위해서는 역시 각각에 대해서 운행 정보를 보정해야 하므로, 회전 정보 처리시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇청소기의 한쪽면에만 초음파센서를 부착하여, 로봇 청소기를 벽과 일정거리를 유지하면서 한쪽 방향으로만 회전하여 청소를 수행하도록 한 로봇 청소기 및 그의 청소영역 주행방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 로봇 청소기의 랜턴 방식으로 운행하는 모습을 보인도.

도2는 로봇 청소기의 지그 재그 패턴 방식으로 운행하는 모습을 보인도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 청소영역 주행방법에 대한 동작흐름도.

도5는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소영역 주행방법으로 운행하는 모습을 보인도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

10:측면 초음파 센서 11:전면 초음파 센서

12:범퍼 센서 13:자이로 센서

14:엔코더 센서 15:제어부

16:메모리 17:이동수단

18:청소수단

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기에 있어서, 로봇 청소기의 한쪽 측면에 위치하고, 벽에 근접하여 일정 이격거리를 유지하도록 거리를 감지하는 측면 센서와; 로봇 청소기의 전면에 위치하여, 로봇 청소기의 전면에 위치한 장애물을 감지하는 전면 센서 및 범퍼 센서와; 로봇 청소기의 실제 회전한 각도를 감지하는 자이로센서와; 로봇 청소기의 실제 움직인 경로를 인식하는 엔코더센서와; 상기 측면센서와 전면센서 및 범퍼센서로부터 입력되는 정보를 수집하여 로봇 청소기의 주위 정보와 움직임 경로 정보를 분석한후, 그 분석결과에 근거하여 좌측(우측)으로 회전하는 크로스 지그 재그 방식의 청소를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 청소 모드시, 로봇 청소기가 왼쪽(오른쪽) 벽에 근접하여 직선으로 청소하면서 이동하는 제1 단계와; 전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하는 제2 단계와; 직선으로 청소하면서 로봇 청소기의 본체 길이만큼을 이동하는 제3 단계와; 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하는 제4 단계와; 소정 거리 만큼 직선으로 이동한후, 다시 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하는 제5 단계와; 직선으로 청소하면서 이동하다가, 전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하여 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동하는 제6 단계와; 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 다시 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하여 소정거리 만큼 이동하는 제7 단계와; 로봇 청소기가 소정 거리만큼 이동되면, 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하여 소정 거리 만큼 이동한후, 상기 제3 단계로 궤환하는 제8 단계로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기 및 그의 청소영역 주행방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명 로봇 청소기는, 로봇 청소기의 한쪽 측면에 위치하고, 벽에 근접하여 일정 이격거리를 유지하도록 거리를 감지하는 측면 초음파 센서(10)와; 로봇 청소기의 전면에 위치하여, 로봇 청소기의 전면에 위치한 장애물을 감지하는 전면 초음파센서(11) 및 범퍼 초음파센서(11)와; 로봇 청소기의실제 회전한 각도를 감지하는 자이로센서(13)와; 로봇 청소기의 실제 움직인 경로를 인식하는 엔코더센서(14)와; 로봇 청소기의 주위 정보와 움직임 경로 정보를 분석하여, 좌측 또는 우측으로 회전하는 크로스 지그재그 방식의 청소를 제어하는 제어부 (15)로 구성한다.

도4는 본 발명 실시예에 따른 로봇 청소기의 청소영역 주행동작을 보인 흐름도이다.

도4에 도시한 바와같이, 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 주행방법은, 청소 모드시, 로봇 청소기가 왼쪽 벽에 근접하여 직선으로 청소하면서 이동하는 제1 단계(SP1)와; 전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽으로 90도 회전하는 제2 단계(SP2 ,SP3)와; 직선으로 청소하면서 로봇 청소기의 본체 길이만큼을 이동하는 제3 단계 (SP4)와; 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 오른쪽으로 45도 회전하는 제4 단계(SP5,SP6)와; 소정 거리 만큼 직선으로 이동한후, 다시 오른쪽으로 45도 회전하는 제5 단계(SP7,SP8)와; 직선으로 청소하면서 이동하다가, 전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽으로 90도 회전하여 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동하는 제6 단계(SP9~SP12)와; 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 다시 오른쪽으로 90도 회전하여 소정거리 만큼 이동하는 제7 단계(SP13)와; 로봇 청소기가 소정 거리만큼 이동되면, 오른쪽으로 45도 회전하여 소정 거리 만큼 이동한후, 상기 제3 단계로 궤환하는 제8 단계(SP14~SP16)로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 로봇 청소기가 왼쪽벽으로부터 청소를 시작한다고 가정하면, 로봇 청소기의 측면 초음파센서(10)가 왼쪽벽까지의 거리를 감지한후, 그 왼쪽 벽에 일정거리만큼 근접하여 직선으로 청소하면서 이동한다(SP1).

이때, 제어부(15)는, 로봇 청소기가 벽에 근접하여 청소를 수행하는 경우에, 그 로봇 청소기의 측면 초음파 센서(10)가 항상 벽쪽을 바라보도록 로봇 청소기를 크로스 지그재그 방식으로 이동시킨다.

그 다음, 로봇청소기의 전면 초음파센서(11)에 의해, 전방에 장애물(벽)이 감지되면, 제어부(15)는 로봇 청소기를 오른쪽으로 90도 회전한다(SP2,SP3).

이때, 자이로 센서(13)를 이용하여 자신이 회전한 각도가 맞는지 확인하여 보정한다.

그 다음, 로봇 청소기는 직선으로 청소하면서, 본체 길이만큼 이동한후, 오른쪽으로 45도 회전한다(SP5,SP6).

이때, 로봇 청소기는 엔코더센서(14)를 이용하여, 자신이 이동한 거리를 확인하여 보정한다.

그 다음, 소정 거리 만큼 직선으로 이동한후, 다시 오른쪽으로 45도 회전하는데(SP8), 상기 소정 거리는 최초 직선 운행경로와 로봇 청소기의 본체 길이만큼 차이가 나도록 유지하여 직진한다.

즉, 상기 소정 거리는 로봇 청소기의 본체 길이와 청소영역의 크기에 따라 결정된다.

그 다음, 로봇 청소기는 직선으로 청소하면서 이동하다가, 전면 초음파센서 (11)에 의해 장애물(벽)이 감지되면, 오른쪽으로 90도 회전하여 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동한다(SP11,SP12).

그 다음, 로봇 청소기가 본체 길이만큼 이동되면, 다시 오른쪽으로 90도 회전하여 소정거리 만큼 이동하는데(SP14), 즉 로봇 청소기가, 도5와 같이 크로스 지그재그 패턴을 가지는 지점까지 이동한다.

그 다음, 로봇 청소기가 소정 거리만큼 이동되면, 오른쪽으로 45도 회전하여 소정 거리 만큼 이동한후(SP15,SP16), 청소가 완료될때 까지 상술한 동작을 반복수행한다.

다시 말해서, 본 발명은 로봇 청소기의 한쪽 측면에만, 거리감지를 위한 측면 초음파센서(10)를 부착하여, 그 측면 초음파 센서(10)가 항상 벽쪽을 바라보도록 로봇 청소기를 크로스 지그재그 방식으로 이동시킴으로서,청소영역에 대한 청소를 빈틈없이 수행한다

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇청소기의 한쪽면에만 초음파센서를 부착하여, 로봇 청소기를 벽과 일정거리를 유지하면서 한쪽 방향으로만 회전하여 청소를 수행함으로써, 비용을 절감함과 아울러 로봇청소기의 회전방향 오차를 신속히 보정하는 효과가 있다.

Claims

로봇 청소기에 있어서,

로봇 청소기의 한쪽 측면에 위치하고, 벽에 근접하여 일정 이격거리를 유지하도록 거리를 감지하는 측면 센서와;

로봇 청소기의 전면에 위치하여, 로봇 청소기의 전면에 위치한 장애물을 감지하는 전면 센서 및 범퍼 센서와;

로봇 청소기의 실제 회전한 각도를 감지하는 자이로센서와;

로봇 청소기의 실제 움직인 경로를 인식하는 엔코더센서와;

상기 측면센서와 전면센서 및 범퍼센서로부터 입력되는 정보를 수집하여 로봇 청소기의 주위 정보와 움직임 경로 정보를 분석한후, 그 분석결과에 근거하여 좌측(우측)으로 회전하는 지그재그 방식의 청소를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1 항에 있어서, 제어부는,

로봇 청소기가 벽에 근접하여 청소를 수행하는 경우에, 그 로봇 청소기의 측면 초음파 센서가 항상 벽쪽을 바라보도록 로봇 청소기를 크로스 지그재그 방식으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1 항에 있어서. 센서는,

초음파센서인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
청소 모드시, 로봇 청소기가 왼쪽(오른쪽) 벽에 근접하여 직선으로 청소하면서 이동하는 제1 단계와;

전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하는 제2 단계와;

직선으로 청소하면서 로봇 청소기의 본체 길이만큼을 이동하는 제3 단계와;

로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하는 제4 단계와;

소정 거리 만큼 직선으로 이동한후, 다시 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하는 제5 단계와;

직선으로 청소하면서 이동하다가, 전방에 장애물이 감지되면, 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하여 로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동하는 제6 단계와;

로봇 청소기의 본체 길이만큼 이동되면, 다시 오른쪽(왼쪽)으로 90도 회전하여 소정거리 만큼 이동하는 제7 단계와;

로봇 청소기가 소정 거리만큼 이동되면, 오른쪽(왼쪽)으로 45도 회전하여 소정 거리 만큼 이동한후, 상기 제3 단계로 궤환하는 제8 단계로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소영역 주행방법.
제4 항에 있어서, 소정거리는, 로봇 청소기의 본체 길이와 청소영역의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소영역 주행방법.