KR101227859B1 - 로봇 청소기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 지그재그 패턴방식으로 로봇 청소기를 주행하는 중에 이전 벽면과 수직한 벽면 등의 장애물이 감지되면, 이전 벽면에서 주행한 최소 수직주행거리만큼 장애물을 따라 주행하도록 함으로써 중복되는 청소영역을 최소화하여 청소속도를 높이고 청소효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

로봇 청소기의 제어방법{CONTROL METHOD FOR ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RWM 패턴으로 청소를 수행하는 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇 청소기는 청소하고자 하는 영역을 주행하면서 바닥의 먼지 등의 이물질을 흡입함으로서 청소영역을 청소하는 장치이다.

이러한 로봇 청소기는 청소영역을 주행하면서 흡입모터의 흡입력에 의해 바닥면에 있는 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소영역을 청소한다.

이러한 로봇 청소기는 로봇 주행을 위한 주행 장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 장애물을 감지하는 다수의 감지 센서와, 전원을 공급하는 배터리 및 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등을 구비한다.

이러한 구성에 따라 로봇 청소기는 다수의 감지 센서를 통해 청소구역 내에 설치된 각종 장애물, 예를 들면 가구, 벽 등과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면서 청소구역을 청소한다.

이러한 로봇 청소기는 청소영역을 누락시키지 않고 청소하기 위해서 스스로 청소영역을 인식하고 청소가 된 부분과 청소가 되지 않은 부분을 구별하여 청소가 되지 않은 영역을 빈틈없이 청소하도록 설계가 되어 있다.

여기서 로봇 청소기의 주행방법은 랜덤 방식과 패턴 방식으로 구분된다.

먼저 랜덤 방식은 센서에 인식된 정보를 근거로 하여 장애물의 유무만을 판단하여 회전 및 직진을 랜덤으로 결정하는 방식이다. 상기한 랜덤 방식은 로봇 청소기의 진행 방향이 자유로이 전환되는 관계로 중복 청소하는 영역이 많아지므로, 특정 영역은 상황에 따라서 청소가 거의 되지 않는 문제가 있어서 그 사용상의 결합이 있다.

지그재그(zigzag) 패턴 방식은 센서에 인식된 정보로 장애물의 유무를 판단하고 또한 로봇 자신의 위치를 알아내어 로봇 자신을 지그재그 패턴으로 이동시키면서 청소하는 방식이다.

이러한 지그재그 패턴 방식은 대한민국 공개특허공보 제2004-39095호 개시된 로봇 청소기에 기재되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기를 수평벽면에 대하여 수직한 방향으로 Lmax 만큼 주행한 후 90도 회전하여 소정의 폭 만큼(W) 주행하고, 다시 90도 회전하여 최초의 주행방향과 반대방향으로 Lmax 만큼 주행하는 지그재그 패턴(RWM)을 반복하여 청소를 수행한다. 만일 지그재그 패턴으로 주행하는 중에 수평벽면과 수직한 벽면 등의 장애물이 감지되면, 다시 수직평면에 대하여 동일한 지그재그 패턴을 반복하여 청소한다.

하지만, 청소로봇을 지그재그 패턴방식은 주행시키면, 이전 벽면과 수직한 벽면 등의 장애물이 감지될 때 수직벽면에 대하여 동일한 방식으로 지그재그 패턴방식을 수행하기 때문에 중복되는 청소영역이 많아져 청소 속도 및 청소 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 기존의 지그재그 패턴방식을 변경하여 중복되는 청소영역을 최소화할 수 있는 로봇 청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 청소기의 제어방법은 제1 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계; 청소 주행 중에 제1 벽면과 수직한 제2 벽면이 감지되었는지를 판단하는 단계; 상기 제2 벽면이 감지되었으면, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동하는 단계; 및 상기 강제 이동 후 상기 제2 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 강제 이동은, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리에서 흡입브러쉬의 폭을 뺀 거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 로봇 청소기의 제어방법은 제1 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계; 청소 주행 중에 상기 제1 벽면과 다른 벽면인 제2 벽면이 감지되었는지를 판단하는 단계; 상기 제2 벽면이 감지된 경우, 상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수직한 벽면인지 수평한 벽면인지를 판단하는 단계; 상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수직한 벽면이면, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동시키고, 상기 강제 이동 후 상기 제2 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계; 및 상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수평한 벽면이면, 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리가 짧게 조정된 지그재그패턴으로 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면 사이를 청소 주행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 지그재그 패턴방식으로 로봇 청소기를 주행하는 중에 이전 벽면과 수직한 벽면 등의 장애물이 감지되면, 이전 벽면에서 주행한 최소 수직주행거리만큼 장애물을 따라 주행하도록 함으로써 중복되는 청소영역을 최소화하여 청소속도를 높이고 청소효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 측단면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기는 크게 로봇 청소기(1) 및 이 로봇 청소기(1)에 슬라이드식으로 삽입 결합되는 핸디 청소기(3)로 구성되는데, 로봇 청소기(1)의 외관을 형성하는 본체(2)에는 그 전면부 하단에 청소부위의 이물질을 공기의 흡입력을 이용해 흡입하도록 흡입브러쉬(4)가 설치되어 있고, 이 흡입브러쉬(4)와 핸디 청소기(3)의 도시 생략된 흡입구를 상호 연통시키도록 흡입관(9)이 설치되어 있다.

그리고, 로봇 청소기 본체(2)의 하부에는 주행을 위한 우륜(5) 및 좌륜(6)이 각각 회동가능하게 고정 설치되어 있다. 이 우륜(5)은 도시되지 않은 우륜구동모터 에 의해 구동되고, 좌륜(6)은 도시되지 않는 좌륜구동모터에 의해 구동된다. 또한, 로봇 청소기 본체(2)의 후미 하부에는 주행시의 직진안정성을 높이기 위한 보조바퀴(7)가 회동가능하게 고정 설치되어 있다.

또한, 핸디 청소기(3)에는 이 핸디 청소기(3)를 로봇 청소기(1)에 결합시 이 로봇 청소기(3)의 흡입관(9)과 연통되는 흡입구와, 임펠러와 연동하여 흡입력을 발생하는 흡입모터 및 이 흡입모터에 의해 발생된 흡입력에 의해 흡입된 먼지 등의 이물질이 집진되는 집진실 등이 구비되어 있다.

한편, 로봇 청소기(1)의 본체(2)에 설치된 흡입브러쉬(4)의 전면부에는 여러 개의 적외발광소자 및 수광소자로 이루어진 장애물검출센서(8)가 부착 설치되어 있고, 본체 상부와, 좌륜 및 우륜에 각각 실내공기의 먼지오염도를 검출하도록 광선출력소자와 광선수신소자를 갖는 먼지센서(10)가 설치되어 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 보인 제어흐름을 보인 것이다. 도 4를 살펴보면, 먼저, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 로봇 청소기(1)는 단계 S100은 최초 벽면에 대하여 미리 설정된 지그재그 패턴으로 청소 주행를 수행한다. 로봇 청소기(1)는 로봇 청소기를 수평벽면에 대하여 수직한 방향으로 미리 설정된 최대 수직거리(Lmax) 만큼 주행한 후 90도 회전하여 흡입브러쉬(4)의 폭 만큼(W) 주행하고, 다시 90도 회전하여 최초의 주행방향과 반대방향으로 Lmax 만큼 주행하는 지그재그 패턴(RWM)을 반복하여 청소를 수행한다.

지그재그 패턴방식으로 청소 주행하는 중에 로봇 청소기(1)는 단계 S101에서 장애물검출센서(8)를 통해 다른 벽면이 감지되었는지를 판단한다.

단계 S101에서의 판단결과 다른 벽면이 감지되었으면, 단계 S102에서 감지된 벽면이 수직벽면인지 수평벽면인지를 판단한다.

만약, 단계 S102에서의 판단결과 감지벽면이 수직벽면이면, 로봇 청소기(1)는 단계 S103에서 수직벽면을 따라 최초 벽면에서의 수직 이동거리만큼 강제 이동한다. 그런 후 단계 S100으로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다.

한편, 단계 S102에서의 판단결과 감지벽면이 수평벽면이면, 로봇 청소기(1)는 단계 S104에서 감지된 수평벽면에서의 수직 이동거리를 저장하고, 단계 S105에서 감지된 수평벽면에 대하여 지그재그 패턴을 조정하여 청소 수행을 수행한다.

그리고, 단계 S106에서 감지된 수평벽면에서의 수평이동거리를 저장한다.

그런 후 단계 S107에서 수직벽면이 감지되었는지를 판단한다. 만약, 수직벽면이 감지되지 않았으면, 단계 S105로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다. 한편, 수직벽면이 감지되었으면, 단계 S108에서 수직벽면을 따라 단계 S104에서 저장한 수평벽면에서의 수직이동거리만큼 강제 이동한다. 이때, 수직이동거리(Lmin)에서 흡입브러쉬(4)의 폭(W)을 뺀 거리(Lmin-W)만큼 강제 이동한 후 1회의 지그재그 패턴으로 청소 수행하는 것도 가능하다.

수직이동거리만큼 강제 이동 후 단계 S109에서 수평벽면을 따라 단계 S106에서 저장한 수평이동거리(B)만큼 강제 이동한다. 그런 후 단계 S100으로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 청소기의 지그재그 주행방식을 보인 것이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 청소기의 지그재그 주행방식 을 보인 것이다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(1)는 청소가 시작되는 최초 평면에 대하여 수직한 벽면이 감지되기 전까지는, 수평 벽면 방향으로 지그재그 패턴을 반복하여 주행하면서 청소를 수행한다.

한편, 지그재그 패턴을 반복하여 청소 주행하는 동안 최초 벽면에 대하여 수직한 벽면이 감지되면, 이전 평면에서의 수직 이동거리(Lmax)만큼 수직벽면을 따라 강제 이동한 후 지그재그 패턴을 반복하여 청소 수행을 재개한다. 이때, 수직이동거리(Lmax)에서 흡입브러쉬(4)의 폭(W)을 뺀 거리(Lmax-W)만큼 강제 이동한 후 1회의 지그재그 패턴으로 청소 수행 후 정상적인 지그재그 패턴으로 청소 주행을 수행할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(1)는 청소가 시작된 최초 벽면에 대하여 수평 벽면이 감지되기 전까지는 최초 벽면 방향으로 지그재그 패턴을 반복하여 청소 주행한다.

그러다가 수평벽면이 감지되면, 감지된 수평벽면에 맞게 짧아진 수직이동거리를 저장하고, 수직이동거리가 조정된 지그재그 패턴으로 수평벽면에 대하여 청소 주행을 수행한다. 감지된 장애물이 수평벽면에 수직한지를 판단한다. 도 6에 도시된 장애물은 수평벽면에 수직하지 않으면, 이전보다 짧아진 수직이동거리(Lmin)로 조정된 지그재그 패턴을 반복하여 청소 주행한다. 이때, 감지된 수평벽면 진입부터 다음 벽면이 감지될 때까지의 수평 이동거리를 저장한다. 이러한 상태에서 수직벽면이 감지되면, 감지된 수직벽면을 따라 수평벽면에서의 수직이동거리(Lmin)만큼 강제 이동한다. 이때, 수직이동거리(Lmin)에서 흡입브러쉬(4)의 폭(W)을 뺀 거리(Lmin-W)만큼 강제 이동한 후 1회의 지그재그 패턴으로 청소 수행하는 것도 가능하다. 수직벽면을 따라 수직이동거리(Lmin)만큼 강제 이동 후 직전의 수평벽면을 따라 수평이동거리(B)만큼 강제 이동한다. 그런 후 다음 벽면을 감지한 후 그에 맞는 지그재그 패턴을 반복하여 청소 주행한다.

도 1은 종래 로봇 청소기의 지그재그 주행방식을 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 도시한 정면도이다.

도 3은 도 1의 측단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 보인 제어흐름도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇 청소기의 지그재그 주행방식을 보인 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇 청소기의 지그재그 주행방식을 보인 도면이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

1 : 로봇 청소기 2 : 본체

3 : 핸디 청소기 4 : 흡입브러쉬

5 : 우륜 6 : 좌륜

7 : 보조바퀴 8 : 장애물검출센서

Claims (5)

1. 제1 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계;

   청소 주행 중에 제1 벽면과 수직한 제2 벽면이 감지되었는지를 판단하는 단계;

   상기 제2 벽면이 감지되었으면, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동하는 단계; 및

   상기 강제 이동 후 상기 제2 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 강제 이동은, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리에서 흡입브러쉬의 폭을 뺀 거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동하는 것을 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
3. 삭제
4. 제1 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계;

   청소 주행 중에 상기 제1 벽면과 다른 벽면인 제2 벽면이 감지되었는지를 판단하는 단계;

   상기 제2 벽면이 감지된 경우, 상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수직한 벽면인지 수평한 벽면인지를 판단하는 단계;

   상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수직한 벽면이면, 상기 지그재그 패턴에서 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리만큼 상기 제2 벽면을 따라 강제 이동시키고, 상기 강제 이동 후 상기 제2 벽면을 지그재그 패턴으로 청소 주행하는 단계; 및

   상기 제2 벽면이 상기 제1 벽면과 수평한 벽면이면, 상기 제1 벽면에 대한 수직이동거리가 짧게 조정된 지그재그패턴으로 상기 제1 벽면과 상기 제2 벽면 사이를 청소 주행하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
5. 삭제

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