KR102431988B1 - A robot cleaner - Google Patents
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Abstract
본체, 상기 본체에 구비되어 상기 본체를 주행시키는 주행부, 상기 본체에 구비되어 상기 본체와 장애물의 충돌을 감지하는 센서부 및 상기 센서부와 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 센서부는 상기 본체의 정면에 구비되며 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함하고, 상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성되는 로봇 청소기를 제공한다.
상기 로봇 청소기는, 주행 속도에 따라 센서부의 민감도를 변경하여 장애물을 보다 효과적으로 감지할 수 있다.a main body, a traveling unit provided in the main body to drive the main body, a sensor unit provided in the main body to detect a collision between the main body and an obstacle, and a control unit configured to control the sensor unit and the traveling unit, wherein the sensor unit includes the A first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit are provided on the front side of the main body and arranged side by side in a lateral direction of the main body, wherein each of the sub-sensor units includes a plurality of sensors at the height of the main body. To provide a robot cleaner that is formed by stacking in the direction.
The robot cleaner may more effectively detect an obstacle by changing the sensitivity of the sensor unit according to the traveling speed.
Description
본 발명은 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 주행에 따라 센싱 감도가 변화하는 복수 개의 센서를 구비한 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법이다.The present invention relates to a robot cleaner and a control method of the robot cleaner, and more particularly, to a robot cleaner having a plurality of sensors whose sensing sensitivities change according to driving, and a control method of the robot cleaner.
일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 주행 로봇도 만들어 지고 있다. In general, robots have been developed for industrial use and have been a part of factory automation. Recently, the field of application of robots has been further expanded, and medical robots, aerospace robots, etc. are being developed, and household driving robots that can be used in general households are also being made.
상기 가정용 주행 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하면서 청소하는 기능을 수행한다.A representative example of the home traveling robot is a robot cleaner, which performs a function of cleaning while driving in a predetermined area by itself while sucking in surrounding dust or foreign substances.
이러한 로봇 청소기는 청소 영역 내 주행 중 벽면이나 바닥에 놓인 물건 등 다양한 장애물에 부딪힐 수 있다. 따라서 로봇 청소기가 주행 중 마주치는 장애물을 인지하고 이를 적절히 회피하거나 추종할 수 있도록, 장애물 감지 센서의 역할이 중요하다.Such a robot vacuum cleaner may collide with various obstacles such as objects placed on walls or floors while driving in the cleaning area. Therefore, the role of the obstacle detection sensor is important so that the robot cleaner can recognize obstacles encountered while driving and appropriately avoid or follow them.
그러나, 종래의 로봇 청소기는 일반적으로 일체형 단일 센서를 구비하여 장애물의 유무만을 판단할 수 있을 뿐, 장애물의 높이 및 위치를 구체적으로 파악하기 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional robot cleaner has a problem in that it can only determine the presence or absence of an obstacle by having a single integrated sensor, and it is difficult to determine the height and position of the obstacle in detail.
또한, 종래의 로봇 청소기는 장애물 감지 센서의 센싱 민감도 변경이 어려워, 주행 상황에 따라 극복 가능한 장애물에 대한 구분이 불가능한 문제점이 있었다. In addition, the conventional robot cleaner has a problem in that it is difficult to change the sensing sensitivity of the obstacle detection sensor, and thus it is impossible to distinguish the obstacles that can be overcome depending on the driving situation.
위와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 상술한 문제점을 해결하고, 주행 상황에 따라 장애물 감지 민감도를 변경할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a robot cleaner capable of solving the above problems and changing the obstacle detection sensitivity according to driving conditions and a control method thereof.
이에 따른 본 발명의 목적은, 복수 개의 센서를 교차 배치하여 안정적으로 장애물을 감지할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a robot cleaner capable of stably detecting an obstacle by intersecting a plurality of sensors, and a method for controlling the same.
또한, 본 발명의 목적은, 장애물의 감지 여부에 따라 주행 방향을 수정하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a robot cleaner that corrects a driving direction according to whether an obstacle is detected, and a control method thereof.
또한, 본 발명의 목적은, 관성 측정 장치를 활용하여 장애물 감지 성능을 향상시키는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a robot cleaner that improves obstacle detection performance by using an inertial measurement device, and a control method therefor.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본체, 상기 본체에 구비되어 상기 본체를 주행시키는 주행부, 상기 본체에 구비되며 상기 본체와 장애물의 충돌을 감지하는 센서부 및 상기 센서부와 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기가 제공된다.In order to solve the above technical problems, a main body, a traveling unit provided in the main body to drive the main body, a sensor unit provided in the main body to detect a collision between the main body and an obstacle, and controlling the sensor unit and the traveling unit A robot cleaner including a control unit is provided.
상기 센서부는 기설정된 쓰레숄드(Threshold) 값 이상의 외력 감지를 통해, 상기 본체가 주행 중 마주치는 장애물을 감지할 수 있다.The sensor unit may detect an obstacle that the main body encounters while driving by detecting an external force greater than or equal to a preset threshold value.
상기 제어부는, 상기 주행부의 주행속도 변화에 대응하여, 상기 쓰레숄드 값이 변화하도록 상기 센서부를 제어하고, 상기 센서부에서 상기 장애물이 감지되면, 상기 본체의 주행방향을 변경하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.The control unit controls the sensor unit to change the threshold value in response to a change in the traveling speed of the traveling unit, and controls the traveling unit to change the traveling direction of the main body when the obstacle is detected by the sensor unit. can
상기 제어부는, 상기 주행부의 주행속도가 증가함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 증가하도록 상기 센서부를 제어하며, 상기 주행부의 주행속도가 감소함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 감소하도록 상기 센서부를 제어할 수 있다.The controller may control the sensor unit to increase the threshold value as the traveling speed of the traveling unit increases, and control the sensor unit to decrease the threshold value as the traveling speed of the traveling unit decreases. have.
상기 제어부는, 상기 주행부가 주행을 정지하는 경우, 상기 쓰레숄드 값이 기설정된 초기값을 갖도록 상기 센서부를 제어할 수 있다.The controller may control the sensor unit so that the threshold value has a preset initial value when the driving unit stops driving.
상기 기설정된 초기값은 여러 개일 수 있다The preset initial value may be plural.
상기 센서부는 상기 본체의 정면에 구비되며, 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit provided on the front surface of the main body and arranged side by side in a lateral direction.
상기 복수 개의 서브센서부는 상기 본체의 측면 하우징의 전면부를 모두 덮어 형성될 수 있다.The plurality of sub-sensor units may be formed to cover all the front portions of the side housings of the main body.
상기 제2 서브센서부는, 상기 제2 서브센서부의 양 측면에 구비되는 제1 및 제3 서브센서부보다 높은 쓰레숄드 값을 가질 수 있다.The second sub-sensor unit may have a higher threshold value than the first and third sub-sensor units provided on both sides of the second sub-sensor unit.
상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성될 수 있다.Each of the sub-sensor units may be formed by stacking a plurality of sensors in a height direction of the body.
상기 제1 서브센서부의 적어도 일부 센서는 상기 제2 서브센서부의 적어도 일부 센서와 상하로 맞닿아 구비될 수 있다.At least some of the sensors of the first sub-sensor may be provided in vertical contact with at least some of the sensors of the second sub-sensor.
로봇 청소기의 제어부는, 상기 제1 서브센서부에서만 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제1 서브센서부와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.The controller of the robot cleaner may control the traveling unit to change a traveling direction in a direction opposite to that of the first sub sensor unit when an obstacle collision is detected only by the first sub sensor unit.
상기 제어부는, 상기 제1 서브센서부 및 상기 제2 서브센서부에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제1 서브센서부와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.The controller may control the driving unit to change a driving direction in a direction opposite to that of the first sub-sensor unit when an obstacle collision is simultaneously detected by the first sub-sensor unit and the second sub-sensor unit.
상기 제어부는 모든 서브센서부에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우, 주행방향을 역방향으로 전환하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다. The controller may control the driving unit to change the driving direction to a reverse direction when an obstacle collision is simultaneously detected by all of the sub-sensor units.
상기 제어부는 상기 주행방향을 역방향으로 전환한 후, 새로운 주행패턴을 설정하거나, 새로운 주행 방향을 설정할 수 있다.The control unit may set a new driving pattern or set a new driving direction after switching the driving direction to the reverse direction.
상기 제어부는 상기 센서부에 포함된 복수 개의 센서 중 가장 아래층에 배열된 센서만 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.When an obstacle collision is detected only by a sensor arranged on the lowest layer among the plurality of sensors included in the sensor unit, the control unit may control the driving unit to run along the periphery of the obstacle.
위와 같은 로봇 청소기에 따르면, 주행 속도가 변화함에 따라 센서부의 센싱 민감도를 가변적으로 제어하여, 주행 상황에 따라 장애물의 감지 성능을 향상시킬 수 있다.According to the robot cleaner as described above, it is possible to variably control the sensing sensitivity of the sensor unit as the driving speed changes, thereby improving the obstacle detection performance according to the driving situation.
또한 상기 로봇 청소기에 따르면, 복수 개의 센서를 교차 배열하여 장애물의 위치와 장애물의 특성을 용이하게 파악할 수 있다.In addition, according to the robot cleaner, it is possible to easily grasp the position of the obstacle and the characteristics of the obstacle by arranging a plurality of sensors crosswise.
또한 상기 로봇 청소기에 따르면, 주행 시 장애물 회피 패턴을 간소화할 수 있다.In addition, according to the robot cleaner, it is possible to simplify the obstacle avoidance pattern during driving.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of example only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.
도 1은 로봇 청소기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 로봇 청소기의 배면도이다.
도 3은 로봇 청소기의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 4은 로봇 청소기의 사시도이다.
도 5는 로봇 청소기의 센서부의 배치를 설명하기 위한 정면도이다.
도 6은 센서부가 장애물을 감지하는 방법을 나타내는 구성도이다.
도 7은 로봇 청소기의 주행 속도에 대응하여 센서부의 센싱 민감도를 변경하는 제어방법을 나타내는 구성도이다.
도 8은 관성측정장치를 이용하여 센서부가 가지는 초기 설정값을 보정하는 제어방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 관성측정장치를 이용하여 센서부가 장애물을 보다 정확히 감지할 수 있는 제어방법에 관한 구성도이다.1 is a perspective view showing an example of a robot cleaner.
2 is a rear view of the robot cleaner.
3 is a conceptual diagram illustrating the configuration of a robot cleaner.
4 is a perspective view of a robot cleaner.
5 is a front view for explaining the arrangement of the sensor unit of the robot cleaner.
6 is a configuration diagram illustrating a method of a sensor unit detecting an obstacle.
7 is a block diagram illustrating a control method for changing the sensing sensitivity of the sensor unit in response to the traveling speed of the robot cleaner.
8 is a configuration diagram for explaining a control method for correcting an initial set value of a sensor unit using an inertial measurement device.
9 is a block diagram of a control method in which a sensor unit can more accurately detect an obstacle using an inertial measurement device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 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 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 로봇 청소기(1)의 일 예를 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing an example of a
참고로, 본 명세서에서는 로봇 청소기(1), 주행 로봇, 이동 로봇, 청소기가 동일한 의미로 사용될 수 있다.For reference, in this specification, the robot cleaner 1, the traveling robot, the mobile robot, and the cleaner may be used as the same meaning.
도 1을 참조하면, 로봇 청소기(1)는 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 청소하는 기능을 수행한다. 여기서 말하는 바닥의 청소에는, 바닥의 먼지(이물질을 포함한다)를 흡입하거나 바닥을 걸레질하는 것이 포함된다.Referring to FIG. 1 , the
상기 로봇 청소기(1)의 본체(10)는 상기 로봇 청소기(1)의 외관을 형성한다.The
상기 본체(10)는 상부면을 감싸는 상부 하우징(20), 상부 하우징(20)의 아래에 구비되어 본체(10)의 하부면을 감싸는 하부 하우징(40), 상기 상부 하우징(20)과 상기 하부 하우징(40) 사이를 연결하여 형성되는 측면 하우징(30)으로 이루어진다.The
예를 들어, 상기 본체(10)는 전체적으로 높이에 비해 폭이 큰 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 본체(10)를 위에서 봤을 때, 상기 본체(10)는 원형으로 형성되거나, 또는 모서리가 라운딩처리된 사각형 형태로 형성될 수 있다.For example, the
상기 본체(10)는 기 설정된 곡률반경으로 라운딩처리 된 4개의 모서리를 구비할 수 있다. 그리고, 전후 모서리 및 양 측면 모서리의 곡률반경은 4개의 모서리의 곡률반경보다 크게 형성될 수 있다.The
상기 상부 하우징(20), 측면 하우징(30), 하부 하우징(40) 중 적어도 어느 일부 면에는 상기 본체(10)의 외부 환경을 감지하는 센서부가 구비될 수 있다.At least one surface of the
한편, 로봇 청소기(1)의 본체(10)에는 로봇 청소기(1)에 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 장착될 수 있다. 배터리는 충전 가능하게 구성되며, 청소기 본체(10)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.Meanwhile, a battery (not shown) for supplying power to the
한편, 로봇 청소기(1)의 본체(10)에는 로봇 청소기(1)를 주행시키는 주행부(410)가 장착될 수 있다. 상기 주행부(410)는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 두 개 이상일 수 있다. 상기 주행부(410)는 상기 본체(10)의 저면부에 착탈 가능하게 구성될 수 있다.Meanwhile, the
일 실시예에서, 상기 주행부(410)는 휠, 상기 휠을 상기 본체(10)에 대해 회전 가능하도록 고정시키는 휠 커버를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the driving
도 1에 도시된 구성요소들은 로봇 청소기(1)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 로봇 청소기(1)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.The components shown in FIG. 1 are not essential in implementing the
먼저 흡입부(도 3, 460)는 본체(10)의 일측으로부터 돌출된 형태로 배치되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입하도록 이루어질 수 있다. 상기 일측은 상기 청소기 본체(10)가 정방향으로 주행하는 측, 즉 청소기 본체(10)의 앞쪽이 될 수 있다.First, the suction unit ( FIGS. 3 and 460 ) may be disposed to protrude from one side of the
상기 흡입부(도 3, 460)는 흡입구를 포함할 수 있으며, 먼지 흡입을 위한 공기 압력차를 생성하기 위한 모터, 회전날개를 포함할 수 있다. 또한 필터 등을 포함하여 흡입된 먼지 등이 청소기 외부로 다시 배출되지 않도록 할 수 있다.The suction unit ( FIGS. 3 and 460 ) may include a suction port, and may include a motor for generating an air pressure difference for suctioning dust, and a rotary blade. In addition, it is possible to prevent the suctioned dust from being discharged back to the outside of the vacuum cleaner including the filter.
한편, 센서부(300)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 2차원 카메라 센서 및 3차원 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the
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.The external signal detection sensor may detect an external signal of the mobile robot. The external signal detection sensor may be, for example, an infrared sensor, an ultra-sonic sensor, a radio frequency sensor, or the like.
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.The front detection sensor may be, for example, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an RF sensor, a geomagnetic sensor, etc., and the mobile robot may use one type of sensor as the front detection sensor or use two or more types of sensors together as needed. have.
제어부(도 3, 100)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.The control unit ( FIGS. 3 and 100 ) serves to process information based on artificial intelligence technology, and is one or more modules that perform at least one of information learning, information inference, information perception, and natural language processing. may include.
제어부(도 3, 100)는 배터리(미도시)의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 사용자 인터페이스부(미도시)는 상기 제어부(도 3, 100)에 의해 상기 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.The control unit ( FIGS. 3 and 100 ) detects the remaining power of the battery (not shown), and when the remaining power is insufficient, controls to move to a charging station connected to an external commercial power source, and receives a charging current from the charging station to charge the battery. . The user interface unit (not shown) may display the remaining battery level on the screen by the control unit ( FIGS. 3 and 100 ).
도 2는 상기 로봇 청소기(1)의 배면도이다.2 is a rear view of the
도2를 참조하여 살펴보면, 상기 로봇 청소기(1)는 상기 본체(10)의 하부에 상기 본체를 주행하도록 형성된 주행부와 흡입부(460)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
상기 주행부(410)는 하나 이상의 바퀴(411, 412, 413, 414)를 포함할 수 있다.The driving
상기 주행부(410)의 상기 하나 이상의 바퀴(411, 412, 413, 414)는 구동륜(411, 412)과 보조륜(413, 414)을 포함할 수 있다.The one or
상기 구동륜(411, 412)은 본체(10)의 폭방향으로 이격되어 구비되는 우륜(411) 및 좌륜(412)을 포함할 수 있다.The driving
또한, 상기 보조륜(413, 414)은 본체(10)의 전후방향으로 이격되어 구비되는 전륜(413) 및 후륜(414)을 포함할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 하나 이상의 바퀴(411, 412, 413, 414)는 하부하우징의 하측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.For example, the one or
구체적으로, 상기 두 개의 구동륜(411, 412)은 각각 모터에 연결될 수 있다. 즉, 우륜(411) 및 좌륜(412)은 제어부에 의해 제어되는 두 개의 모터에 각각 연결될 수 있다.Specifically, the two driving
이때, 상기 우륜(411) 및 좌륜(412) 중 어느 하나만을 구동시키면, 상기 로봇 청소기(1)가 회전될 수 있다.At this time, if only one of the
예를 들어, 상기 우륜(411)에 연결된 모터만을 구동시키면 상기 로봇 청소기(1)는 좌측으로 회전될 수 있다. 이와 달리, 상기 좌륜(412)에 연결된 모터만을 구동시키면 상기 로봇 청소기(1)는 우측으로 회전될 수 있다.For example, if only the motor connected to the
상술한 동작 원리를 이용하여, 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 센서부에서 장애물을 감지하면, 그에 적절히 반응하여 상기 본체(10)를 좌측, 우측 또는 역방향으로 회전할 수 있다.Using the above-described operating principle, when the
도3 은 상기 로봇 청소기의 구성을 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the robot cleaner.
일 실시예에 따르면, 로봇 청소기는 본체(10), 상기 본체(10)에 구비되어 상기 본체(10)를 주행시키는 주행부(410), 상기 본체(10)에 구비되며 상기 본체(10)와 장애물의 충돌을 감지하는 센서부 및 상기 센서부와 상기 주행부(410)를 제어하는 제어부(100)를 포함한다.According to one embodiment, the robot cleaner is provided in the
또한, 상기 로봇 청소기는 먼지를 흡입하는 흡입부(460)와 상기 로봇 청소기의 구동에 필요한 다양한 데이터를 저장할 수 있는 저장부(700)를 더 포함할 수 있다.In addition, the robot cleaner may further include a
한편, 상기 로봇 청소기는 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU, 600)를 더 포함할 수 있다. 상기 IMU(600)는 로봇 청소기 본체의 속도와 방향, 중력, 가속도 등을 측정할 수 있다. 상기 측정된 물리 값들은 상기 제어부(100)에서 종합적인 연산과정을 거쳐, 로봇 청소기의 제어에 활용 가능한 유의미한 데이터로 가공될 수 있다. Meanwhile, the robot cleaner may further include an inertial measurement unit (IMU, 600). The
따라서 상기 로봇 청소기는 상기 IMU(600)를 이용하여, 상기 본체의 기울어짐을 감지하고, 이에 따라 센서부(300)에서 감지되는 센싱 데이터를 보정할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.Accordingly, the robot cleaner may detect the inclination of the main body by using the
이하에서는, 상기 로봇 청소기에 구비되는 센서부(300)에 관해 자세히 살펴본다.Hereinafter, the
상기 센서부(300)는 상기 본체가 주행 중 마주치는 장애물을 감지할 수 있다.The
예를 들어, 상기 센서부(300)는 감압 정전식 센서일 수 있다. 따라서, 센서부(300)를 누르는 힘을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환할 수 있다.For example, the
상기 센서부는 기설정된 쓰레숄드(Threshold) 값 이상의 외력이 감지되는 경우 상기 본체와 장애물의 충돌을 감지할 수 있다.The sensor unit may detect a collision between the main body and an obstacle when an external force greater than or equal to a preset threshold value is detected.
구체적으로, 상기 센서부(300)는 기설정된 쓰레숄드(Threshold)값을 가지고 있으며, 상기 센서부(300)를 누르는 힘(외력)의 크기가 상기 기설정된 쓰레숄드 값 이상일 경우, 상기 센서부(300)를 누르는 외력이 존재함을 인지할 수 있다.Specifically, the
따라서, 상기 쓰레숄드 값은 센서부(300)가 장애물을 인지할 수 있는 임계값일 수 있다. Accordingly, the threshold value may be a threshold value through which the
이하에서는, 상기 센서부(300)의 센싱 과정을 상세히 설명한다.Hereinafter, the sensing process of the
상기 본체가 청소 영역을 주행 중 바닥에 놓인 장애물에 부딪히게 되면, 상기 장애물은 상기 센서부(300)를 누르게 된다. 이에 따라 상기 센서부(300)에는 누르는 힘, 즉 외력이 가해진다.When the main body collides with an obstacle placed on the floor while driving in the cleaning area, the obstacle presses the
상기 외력의 크기는 상기 장애물의 크기, 질량, 재료의 탄성, 형상이나 상기 본체의 주행 속도에 따라 다양할 수 있다. The magnitude of the external force may vary depending on the size, mass, elasticity, shape of the material, or the traveling speed of the main body of the obstacle.
예를 들어, 상기 본체의 주행 속도가 더 빠른 경우, 동일한 장애물에 부딪히더라도 상기 센서부(300)에 가해지는 외력의 크기가 더 클 수 있다. 또한, 상기 장애물의 질량이 큰 경우, 상기 센서부(300)에 부딪혀 더 큰 외력이 발생할 수 있다.For example, when the traveling speed of the main body is higher, the magnitude of the external force applied to the
만약 상기 본체가 장애물 A에 부딪혀 발생한 외력이 기설정된 쓰레숄드 값보다 작을 경우, 상기 센서부(300)는 상기 장애물A가 있음을 인지하지 못한다. 이에 따라, 로봇 청소기는 주행 방향 상에 장애물이 없음을 인지하고, 상기 장애물A에 부딪히더라도 특별한 대응을 하지 않는다.If the external force generated when the main body collides with the obstacle A is smaller than a preset threshold value, the
반면, 상기 본체가 장애물 B에 부딪혀 발생한 외력이 기설정된 쓰레숄드 값보다 클 경우, 상기 센서부(300)는 상기 장애물B가 있음을 인지하고, 이에 따라 장애물 감지 신호에 대응하는 전기적 신호를 제어부(100)로 전송한다. 이에 따라 상기 로봇 청소기는 주행 방향 상에 장애물이 있음을 인지하고, 이에 따라 주행 방향을 바꾸는 등 장애물을 극복하기 위한 적절한 대응을 한다.On the other hand, when the external force generated when the main body collides with the obstacle B is greater than the preset threshold value, the
상기 제어부(100)는 상기 주행부(410)의 주행속도 변화에 대응하여 상기 쓰레숄드 값이 변화하도록 상기 센서부를 제어하고, 상기 센서부(300)에서 상기 장애물이 감지되면 상기 본체의 주행방향을 변경하도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.The
즉, 상기 제어부(100)는 상기 센서부(300)가 상기 쓰레숄드 값을 가변적으로 갖도록 함으로써, 상기 센서부(300)의 센싱 민감도를 조절할 수 있다.That is, the
예를 들어, 상기 쓰레숄드 값이 높을 경우, 상기 센서부(300)가 장애물을 감지하기 위해서는 상대적으로 더 큰 외력이 가해질 것이 요구된다. 따라서, 이 경우 상기 센서부(300)의 민감도는 낮다고 할 수 있다.For example, when the threshold value is high, a relatively larger external force is required for the
반대로 상기 쓰레숄드 값이 낮을 경우, 상기 센서부(300)는 상대적으로 작은 외력이 가해지더라도 이를 인지하고 장애물을 감지할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 센서부(300)의 민감도는 높다고 할 수 있다.Conversely, when the threshold value is low, the
상기 제어부(100)는 상기 센서부(300)의 민감도를 상기 주행부(410)의 주행 속도에 따라 조절할 수 있다.The
구체적으로, 상기 제어부(100)는 상기 주행부(410)의 주행속도가 증가함에 따라 상기 쓰레숄드 값이 증가하도록 상기 센서부(300)를 제어하며, 상기 주행부(410)의 주행속도가 감소함에 따라 상기 쓰레숄드 값이 감소하도록 상기 센서부(300)를 제어할 수 있다.Specifically, the
즉, 상기 주행부(410)의 주행 속도가 빨라서 상기 본체(10)가 빠르게 움직이는 경우, 상기 제어부(100)는 상기 센서부의 상기 쓰레숄드 값을 높게 설정하여, 상기 센서부(300)의 민감도를 낮게 설정하고, 소정의 장애물에 부딪히더라도 상기 본체(10)가 기존 주행 경로를 유지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 청소기(1)는 주행 경로 상의 장애물을 밀고 나갈 수 있다. That is, when the
따라서, 상대적으로 작고 가벼운 장애물만이 있는 넓은 청소 영역을 빠르게 주행하는 경우, 상기 로봇 청소기는 센서부(300)의 민감도를 낮추고 장애물의 탐지 빈도와 탐지에 소요되는 시간을 줄여, 넓은 청소 영역에 대해 신속한 청소가 가능하도록 한다.Therefore, when driving quickly in a wide cleaning area with only relatively small and light obstacles, the robot cleaner lowers the sensitivity of the
반대로, 상기 주행부(410)의 주행 속도가 감소하여 상기 본체(10)가 느리게 움직이는 경우, 상기 제어부(100)는 상기 센서부(300)의 상기 쓰레숄드 값을 낮게 설정하여, 상기 센서부(300)의 민감도를 높게 설정하고, 보다 많은 장애물을 감지할 수 있도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 청소기는 청소 영역을 천천히 주행하며, 장애물에 민감하게 반응할 수 있다.Conversely, when the traveling speed of the traveling
따라서, 좁은 영역을 꼼꼼히 청소하기 위해 주행 속도를 낮추는 경우, 상기 로봇 청소기는 상기 센서부(300)의 민감도를 높이고, 주행 방향에서 마주치는 작고 가벼운 장애물까지 모두 감지하여 이에 적절하게 대응할 수 있도록 하여, 꼼꼼한 청소가 가능케 한다.Therefore, when the driving speed is lowered to thoroughly clean a narrow area, the robot cleaner increases the sensitivity of the
상기 제어부(100)는 상기 주행부(410)가 주행을 정지하는 경우, 상기 쓰레숄드 값이 기설정된 초기값을 갖도록 상기 센서부(300)를 제어할 수 있다.When the
상기 초기값은 사용자에 의해 기설정될 수 있다. 따라서, 상기 사용자는 자신이 원하는 센서의 민감도 기준을 설정하고, 이를 센서부(300)에 적용하여, 사용자 맞춤형 청소가 가능하다.The initial value may be preset by a user. Accordingly, the user sets the sensitivity criteria of the desired sensor, and applies it to the
상기 기설정된 초기값은 여러 개일 수 있다. 상기 복수 개의 초기값은 각각 고유의 청소모드에 대응되어 상기 저장부(700)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 신속청소모드에서 상기 쓰레숄드 초기 값을 높게 설정하고, 꼼꼼청소모드에서 상기 쓰레숄드 초기 값을 낮게 설정할 수 있다. 따라서 사용자는 개별 청소모드에 따라 상기 센서부(300)의 민감도 기준을 달리 설정하여, 상기 로봇 청소기의 청소 효율을 증가시킬 수 있다.The preset initial value may be plural. Each of the plurality of initial values may be stored in the
도4 는 상기 로봇 청소기(1)의 사시도이다.4 is a perspective view of the
상기 센서부(300)는 상기 본체(10)의 정면에 구비되며, 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부(310), 제2 서브센서부(320), 제3 서브센서부(330)를 포함할 수 있다.The
여기서 상기 본체의 측방향이란 상기 본체의 좌우 측면을 향하는(lateral) 방향을 의미할 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 서브센서부는 상기 본체의 정면에서 수평방향으로 나란히 순차적으로 배열될 수 있다.상기 복수 개의 서브센서부(310, 320, 330)는 상기 본체(10)의 측면 하우징(30)의 일부면에 구비될 수 있다.Here, the lateral direction of the main body may refer to a lateral direction of the main body. That is, the plurality of sub-sensor units may be sequentially arranged side by side in a horizontal direction on the front surface of the main body. The plurality of
예를 들어, 상기 본체(10)의 정면을 바라보는 관점에서, 상기 측면 하우징(30)의 전면부의 좌측에서부터 전면부의 우측까지 차례대로 상기 제1 서브센서부(310), 상기 제2 서브센서부(320), 상기 제3 서브센서부(330)가 구비될 수 있다.For example, from a viewpoint facing the front of the
일 실시예에서, 상기 복수 개의 서브센서부(310, 320, 330)는 상기 측면 하우징(30)의 전면부를 모두 덮어 형성될 수 있다.In one embodiment, the plurality of
따라서, 상기 제1 서브센서부(310)는 상기 본체(10) 주행 방향의 우측 편의 장애물을 감지할 수 있고, 상기 제2 서브센서부(320)는 상기 본체(10) 주행방향 정면의 장애물을 감지할 수 있고, 상기 제3 서브센서부(330)는 상기 본체(10) 주행방향 좌측 편의 장애물을 감지할 수 있다.Accordingly, the first
각각의 서브센서부(310, 320, 330)는 독립적인 쓰레숄드 값을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 서브센서부(310)와 상기 제2 서브센서부(320)는 각각 다른 쓰레숄드 값을 가질 수 있다.Each
상기 제2 서브센서부(320)는 상기 제2 서브센서부(320)의 양 측면에 구비되는 제1 및 제3 서브센서부(310, 330)보다 높은 쓰레숄드 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 청소기(1)는 상기 본체(10)의 주행 방향 상의 양 측면에서 마주치는 장애물에는 민감하게 반응하고, 주행 방향 정면에서 마주치는 장애물은 밀고 나갈 수 있다. 따라서, 상시 로봇 청소기(1)는 주된 경로를 계속 유지하면서 상기 장애물을 신속하고 정확하게 회피할 수 있다.The second
상기 각각의 서브센서부들(310, 320, 330)은 복수 개의 센서가 상기 본체(10)의 높이 방향으로 적층되어 형성될 수 있다.Each of the
상기 복수 개의 센서는 상기 본체(10)의 측방향으로 나란히 배열되며, 상하로 적어도 2층 이상으로 적층될 수 있다. 즉, 상기 제1 서브센서부(310), 제2 서브센서부(320) 또는 제3 서브센서부(330)는 상기 본체의 측방향으로 적어도 2열로 나란히 배열된 복수 개의 센서를 포함할 수 있다.The plurality of sensors are arranged side by side in the lateral direction of the
이에 따라, 상기 복수 개의 서브센서부들은 각각 장애물의 높이를 감지할 수 있다.Accordingly, the plurality of sub-sensor units may detect the height of the obstacle, respectively.
상기 각각의 서브센서부(310, 320, 330)에 포함된 상기 복수 개의 센서가 가지는 장애물 감지에 관한 쓰레숄드 값은 상기 주행부(410)의 주행속도 변화에 대응하여 변화할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 주행부(410)의 주행속도 변화에 대응하여, 상기 쓰레숄드 값이 변화하도록 상기 복수개의 센서를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 복수 개의 센서에서 상기 장애물이 감지되면, 상기 본체의 주행방향을 변경하도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.Threshold values related to obstacle detection of the plurality of sensors included in each of the
상기 복수 개의 센서들의 배열에 관해서는 이하의 도 5에서 자세히 설명한다.The arrangement of the plurality of sensors will be described in detail with reference to FIG. 5 below.
도5는 상기 로봇 청소기의 센서부의 배치를 설명하기 위한 정면도이다.5 is a front view for explaining the arrangement of the sensor unit of the robot cleaner.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 센서부는 상기 본체(10)의 측면 하우징(30)의 전면부 중 적어도 일부 면을 따라 구비될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the sensor unit may be provided along at least some of the front surfaces of the
상기 센서부는 다시, 제1 서브센서부(310), 제2 서브센서부(320) 및 제3 서브센서부(330)를 포함할 수 있다.The sensor unit may further include a first
또한, 상기 각각의 서브센서부들(310, 320, 330)은 복수 개의 센서(A, B, C, D, E, F)가 상기 본체(10)의 높이 방향으로 적층되어 형성될 수 있다.In addition, each of the
제1 서브센서부(310)에 포함된 A센서(311, 이하 A센서), 제1 서브센서부(310)에 포함된 D센서(312, 이하 D센서), 제2 서브센서부(320)에 포함된 B센서(321, 이하 B센서), 제2 서브센서부(320)에 포함된 E센서(322, 이하 E센서), 제3 서브센서부(330)에 포함된 C센서(331, 이하 C센서), 제3 서브센서부(330)에 포함된 F센서(332, 이하 F센서)는 각각 독립하여 센서 기능을 수행할 수 있다.A-sensor 311 (hereinafter, A-sensor) included in the first
상기 A 내지 F 센서는 각각 독립적으로 쓰레숄드 값이 변경될 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 청소기(1)는 다양한 민감도를 가진 센서를 이용하여 주행 속도에 따라 효과적으로 장애물을 감지할 수 있다.Threshold values of the A to F sensors may be independently changed. Accordingly, the
상기 제1 서브센서부(310)의 적어도 일부 센서는 상기 제2 서브센서부(320)의 적어도 일부 센서와 상하로 맞닿아 구비될 수 있다.At least some sensors of the first
예를 들어, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 서브센서부(310)의 A센서(311)는 그 일부면이 상기 제2 서브센서부(320)의 E센서(322)의 일부면과 상하로 맞닿아 구비될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2 서브센서부(320)의 B센서(321)는 그 일부면이 상기 제3 서브센서부(330)의 F센서(332)의 일부면과 상하로 맞닿아 구비될 수 있다.For example, as shown in FIG. 5 , the
이에 따라, 상기 복수 개의 서브센서부(310, 320, 330)는 서로 교차되어, 센서가 장애물을 감지할 수 없는 사각지대를 최소화할 수 있다. 즉, 상기 실시예에 따르면, 상기 로봇 청소기(1)에 구비되는 센서는 이른바 데드존(Dead Zone) 없이 주행 중 마주치는 다양한 크기의 장애물을 감지할 수 있다.Accordingly, the plurality of
상기 D센서(312)의 일부면은 상기 A센서(311)의 측면과 맞닿아 구비될 수 있다. 또한 상기 C 센서의 일부면은 상기 F센서(332)의 측면과 맞닿아 구비될 수 있다. 즉, 상기 D센서(312)와 상기 C센서(331)는 일부가 위 또는 아래 방향으로 꺾여 형성된다. 이에 따라, 상기 센서부는 제1 열 센서(D,E,F)와 제2 열 센서(A,B,C)간 데드존 없이 주행 중 마주치는 다양한 크기의 장애물을 감지할 수 있다.A partial surface of the
또한, 상기 로봇 청소기(1)는 본체(10) 전면부에 배치된 복수 개의 센서 중 일부 센서에서 장애물이 감지되는 경우, 그에 따라 적절히 주행 방향을 변경할 수 있다.In addition, when an obstacle is detected by some of the plurality of sensors disposed on the front part of the
상기 로봇 청소기(1)의 제어부는 상기 제1 서브센서부(310)에서만 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제1 서브센서부(310)와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.When an obstacle collision is detected only in the first
예를 들어, 상기 제1 서브센서부(310)에 포함된 상기 A센서(311)와 상기 D센서(312)에서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 상기 제어부는 상기 본체(10) 주행 방향 중 상기 제1 서브센서부(310)가 위치한 쪽에 장애물이 있음을 인지하고, 상기 제1 서브센서부(310)가 위치한 쪽과 반대되는 방향으로 상기 주행부(410)가 주행하도록 제어할 수 있다.For example, when an obstacle is simultaneously detected by the
반대로, 상기 제어부는 상기 제3 서브센서부(330)에서만 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제3 서브센서부(330)와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.Conversely, when an obstacle collision is detected only in the third
상기 장애물의 크기가 상대적으로 큰 경우, 하나 이상의 서브센서부에서 장애물이 감지될 수도 있다. 상기 제어부는 상기 하나 이상의 서브센서부에서 장애물이 감지되는 경우에도, 그에 따라 적절히 주행 방향을 변경할 수 있다.When the size of the obstacle is relatively large, the obstacle may be detected by one or more sub-sensor units. Even when an obstacle is detected by the one or more sub-sensor units, the control unit may appropriately change the driving direction accordingly.
상기 제어부는 상기 제1 서브센서부(310) 및 상기 제2 서브센서부(320)에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제1 서브센서부(310)와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.When an obstacle collision is simultaneously detected by the first
예를 들어, 상기 제1 서브센서부(310)에 포함된 상기 A센서(311)와 상기 D센서(312) 및 상기 제2 서브센서부(320)에 포함된 상기 B센서(321)와 상기 E센서(322)에서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 상기 제어부는 상기 본체(10) 주행 방향 중 상기 제1 서브센서부(310)가 위치한 쪽에 장애물이 있음을 인지하고, 상기 제1 서브센서부(310)가 위치한 쪽과 반대되는 방향으로 상기 주행부(410)가 주행하도록 제어할 수 있다.For example, the A-sensor 311 and the D-
반대로, 상기 제어부는 상기 제2 서브센서부(320) 및 상기 제3 서브센서부(330)에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 제3 서브센서부(330)와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.Conversely, when an obstacle collision is simultaneously detected by the second
한편, 장애물의 크기가 상기 본체(10)의 전면부의 너비를 넘어 매우 큰 경우, 상기 로봇 청소기(1)는 왼쪽 또는 오른쪽으로 방향을 틀기보다, 역방향으로 주행방향을 변경하여 새로운 주행 경로를 설정하는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, when the size of the obstacle is very large beyond the width of the front part of the
상기 제어부는 모든 서브센서부(310, 320, 330)에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우, 주행방향을 역방향으로 전환하도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다. The controller may control the driving
또한, 상기 제어부는 상기 주행방향을 역방향으로 전환한 후, 새로운 주행패턴을 설정하거나, 새로운 주행 방향을 설정할 수 있다.In addition, the control unit may set a new driving pattern or set a new driving direction after switching the driving direction to the reverse direction.
이에 따라, 상기 로봇 청소기(1)는, 다양한 장애물의 크기에 따라, 적절한 주행 경로를 선택하여, 효과적으로 청소를 수행할 수 있다.Accordingly, the
또한, 센서부는 상하로 적층 배열된 복수 개의 센서를 가지므로, 일부 층에 배열된 상기 복수 개의 센서에서만 장애물을 감지할 수 있다. 따라서, 상기 센서부는 상기 장애물의 높이를 판단할 수 있다.In addition, since the sensor unit has a plurality of sensors stacked up and down, only the plurality of sensors arranged on some layers may detect an obstacle. Accordingly, the sensor unit may determine the height of the obstacle.
만약 상기 장애물의 높이가 상기 본체의 높이보다 낮은 경우, 상기 복수 개의 센서 중 아래에 구비된 제1 열에 배열된 센서들에만 상기 장애물이 충돌할 수 있다. 따라서, 상기 센서부(300)는 상기 장애물이 높이가 낮은 장애물임을 인식할 수 있다.If the height of the obstacle is lower than the height of the main body, the obstacle may collide only with sensors arranged in the first row provided below among the plurality of sensors. Accordingly, the
상기 제어부는 상기 센서부에 포함된 복수 개의 센서 중 가장 아래층에 배열된 센서(예를 들면, 도 5의 D센서, E센서, F센서)만 장애물 충돌이 감지된 경우, 상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하도록 상기 주행부(410)를 제어할 수 있다.The control unit follows the outer edge of the obstacle when only the sensors arranged on the lowest layer (eg, the D sensor, the E sensor, and the F sensor of FIG. 5 ) among the plurality of sensors included in the sensor unit detect an obstacle collision. to control the driving
예를 들어, 상기 로봇 청소기(1)는 문턱이나 바닥면에 놓인 작은 물체 등 높이가 상대적으로 낮은 장애물을 인지하고, 상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하여 상기 장애물의 길이 등을 파악한 후, 적절한 주행 패턴을 결정하여 청소를 수행할 수 있다.For example, the
아래 도표는 상술한 주행 방향 변경 구성의 여러 실시예들을 나타낸 표이다.The table below is a table showing various embodiments of the above-described driving direction change configuration.
상기 도표에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 I 내지 IV의 경우, 복수 개의 서브센서부(310, 320, 330) 중 일부 서브센서부에서 장애물이 감지되고, 이에 따라 상기 제어부는 왼쪽이나 오른쪽으로 주행 방향을 변경하도록 제어할 수 있다.As shown in the chart, in the case of the embodiments I to IV, an obstacle is detected in some of the plurality of
또한, 상기 실시예 V, VI의 경우, 아래 열에 배열된 센서들만 장애물이 감지되거나 혹은 전체 센서에서 동시에 장애물이 감지된 경우, 그에 따라 상기 장애물의 높이를 인지하고, 적절히 주행 방향을 설정할 수 있다.In addition, in the case of the above embodiments V and VI, when an obstacle is detected only by the sensors arranged in the lower row or when an obstacle is simultaneously detected by all sensors, the height of the obstacle can be recognized and the driving direction can be set appropriately.
도6 내지 9는 상기 로봇 청소기의 제어방법을 나타내는 구성도이다.6 to 9 are block diagrams showing a control method of the robot cleaner.
도6은, 상기 센서부가 장애물을 감지하는 방법을 나타내는 구성도이다.6 is a configuration diagram illustrating a method for the sensor unit to detect an obstacle.
상기 로봇 청소기의 본체에 구비된 제어부는 주행부를 제어하여, 기설정된 주행 방향을 따라 상기 본체가 주행하도록 제어할 수 있다. (S601)The control unit provided in the main body of the robot cleaner may control the traveling unit to control the main body to travel in a preset traveling direction. (S601)
상기 본체가 주행 중, 상기 기설정된 주행 방향에 따른 주행 경로 상에 위치한 장애물과 충돌할 수 있다. (S602) 상기 장애물과의 충돌에 의해 상기 본체에는 외력이 작용한다.While the main body is driving, it may collide with an obstacle located on a driving path according to the preset driving direction. (S602) An external force acts on the main body by the collision with the obstacle.
상기 외력이 상기 본체에 가해짐에 따라, 센서부는 상기 장애물을 감지할 수 있다. 이하에서는, 상기 센서부의 센싱 과정을 보다 상세히 살펴본다.As the external force is applied to the body, the sensor unit may detect the obstacle. Hereinafter, the sensing process of the sensor unit will be described in more detail.
상기 본체의 외면 중 일부면에는 상기 센서부가 구비되어 있다. 상기 센서부는 외부 물체와 접촉시 접촉 압력을 감지할 수 있는 감압 센서일 수 있다. 따라서, 상기 센서부는 상기 장애물과의 충돌에 의해 상기 본체에 작용하는 외력을 감지할 수 있으며(S603), 보다 구체적으로, 상기 센서부는 상기 외력의 크기를 센싱할 수 있다.The sensor unit is provided on some of the outer surfaces of the main body. The sensor unit may be a pressure-sensitive sensor capable of sensing a contact pressure when in contact with an external object. Accordingly, the sensor unit may sense an external force acting on the main body due to the collision with the obstacle (S603), and more specifically, the sensor unit may sense the magnitude of the external force.
상기 센서부는 본체의 정면에 구비되며 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함하며, 상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성될 수 있다.The sensor unit includes a first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit provided on a front surface of the main body and arranged side by side in a lateral direction of the main body, wherein each of the sub-sensor units includes a plurality of sensors. It may be formed by stacking in the height direction of the body.
또한, 상기 센서부는 기설정된 쓰레숄드 값을 가질 수 있다. 상기 쓰레숄드 값은 일종의 임계값으로, 상기 본체에 작용하는 외력이 상기 쓰레숄드 값 이상일 경우, 상기 센서부는 상기 장애물을 감지할 수 있다.Also, the sensor unit may have a preset threshold value. The threshold value is a kind of threshold value, and when an external force acting on the body is equal to or greater than the threshold value, the sensor unit may detect the obstacle.
상기 센서부는 장애물과의 충돌에 의해 상기 본체에 작용하는 외력과 상기 쓰레숄드 값을 비교한다. (S604)The sensor unit compares the threshold value with an external force acting on the main body due to a collision with an obstacle. (S604)
상기 장애물이 상기 본체에 구비된 센서부에 가하는 외력이 상기 센서부가 가진 상기 쓰레숄드 값보다 클 경우, 상기 센서부는 상기 본체가 장애물에 충돌하였음을 감지하고, 이에 대응하는 전기적 신호를 상기 제어부로 전송한다.When the external force applied by the obstacle to the sensor unit provided in the main body is greater than the threshold value of the sensor unit, the sensor unit detects that the main body collides with the obstacle, and transmits a corresponding electrical signal to the control unit do.
이에 따라, 상기 제어부는 상기 장애물을 회피할 수 있도록 상기 본체(10)의 주행 방향을 변경하여 주행하도록, 주행부를 제어할 수 있다. (S605)Accordingly, the controller may control the traveling unit to change the traveling direction of the
반면, 상기 외력이 상기 쓰레숄드 값을 초과하지 않는다면, 상기 센서부는 상기 장애물을 감지하였다는 신호를 전송하지 않는다. 따라서, 상기 제어부는 기존의 주행 방향을 그대로 유지하도록, 상기 주행부를 제어하며, 상기 본체는 기설정된 주행 방향을 따라서 계속 주행한다.On the other hand, if the external force does not exceed the threshold value, the sensor unit does not transmit a signal indicating that the obstacle is detected. Accordingly, the control unit controls the traveling unit to maintain the existing traveling direction as it is, and the main body continues to travel along the preset traveling direction.
도 7은 상기 로봇 청소기의 주행 속도에 대응하여 상기 센서부의 센싱 민감도를 변경하는 제어방법을 나타내는 구성도이다.7 is a block diagram illustrating a control method for changing the sensing sensitivity of the sensor unit in response to the traveling speed of the robot cleaner.
상기 로봇 청소기의 본체가 정지된 상태에서, 상기 제어부는 상기 센서부의 쓰레숄드 값을 기설정된 초기값으로 설정할 수 있다. (S701)In a state in which the main body of the robot cleaner is stopped, the control unit may set the threshold value of the sensor unit to a preset initial value. (S701)
따라서, 상기 초기값은 어느 특정 상황에서 상기 센서부가 어떠한 쓰레숄드 값을 가지고 있더라도, 상기 본체가 주행을 정지함에 따라 다시 되돌아 오는 기준점이 될 수 있다. 즉, 상기 초기값은 상기 쓰레숄드 값의 기준점이 되며, 복수 개의 센서부 각각의 센싱 민감도를 나타낼 수 있는 지표로서 사용될 수 있다.Accordingly, the initial value may be a reference point to which the main body returns as the vehicle stops running, no matter what threshold value the sensor unit has in any specific situation. That is, the initial value serves as a reference point for the threshold value, and may be used as an index capable of indicating the sensing sensitivity of each of the plurality of sensor units.
상기 초기값은 상기 본체에 마련된 사용자 입력부를 통해 상기 사용자가 임의로 설정 가능하다.The initial value can be arbitrarily set by the user through a user input unit provided in the main body.
상기 본체가 주행을 시작하면, 상기 제어부는 상기 주행부의 주행 속도를 측정할 수 있다. (S702)When the main body starts traveling, the control unit may measure the traveling speed of the traveling unit. (S702)
상기 제어부는 상기 주행부의 상기 주행 속도를 실시간으로 판단하고, 그 변화량을 연산하여, 상기 주행 속도가 변화함을 인지할 수 있다. (S703)The control unit may determine the driving speed of the driving unit in real time, calculate the change amount, and recognize that the driving speed is changed. (S703)
상기 주행 속도가 변화하지 않는다면, 상기 제어부는 기설정된 쓰레숄드 값을 유지하도록 상기 센서부를 제어할 수 있다. (S704) 따라서 이 경우, 상기 센서부의 센싱 민감도는 변경되지 않는다.If the traveling speed does not change, the controller may control the sensor to maintain a preset threshold value. (S704) Accordingly, in this case, the sensing sensitivity of the sensor unit is not changed.
상기 제어부는 상기 주행 속도가 변화함에 따라, 상기 센서부의 쓰레숄드 값을 변경할 수 있다. (S705)The control unit may change the threshold value of the sensor unit as the traveling speed changes. (S705)
예를 들어, 상기 제어부는 상기 주행부의 주행속도가 증가함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 기존의 값보다 증가하도록 상기 센서부를 제어하며, 상기 주행부의 주행속도가 감소함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 기존의 값보다 감소하도록 상기 센서부를 제어할 수 있다.For example, the control unit controls the sensor unit so that the threshold value increases than the existing value as the traveling speed of the traveling unit increases, and as the traveling speed of the traveling unit decreases, the threshold value is changed to the existing value. The sensor unit may be controlled to decrease than the value of .
상기 센서부는 상기 제어부에 의해 설정된 쓰레숄드 값과 주행 중 장애물에 의해 발생한 외력을 비교할 수 있다. (S706)The sensor unit may compare a threshold value set by the controller with an external force generated by an obstacle while driving. (S706)
상기 외력이 상기 쓰레숄드 값보다 큰 경우, 상기 센서부는 상기 장애물이 상기 본체에 충돌하였음을 감지할 수 있다. (S707)When the external force is greater than the threshold value, the sensor unit may detect that the obstacle collides with the main body. (S707)
반대로, 상기 외력이 상기 쓰레숄드 값보다 작은 경우, 상기 센서부는 상기 장애물을 감지하지 않는다.Conversely, when the external force is less than the threshold value, the sensor unit does not detect the obstacle.
이에 따라, 상기 본체의 주행 속도가 변화함에 따라, 상기 제어부는 상기 센서부의 쓰레숄드 값을 증가시키거나 감소시켜, 상기 센서부의 민감도를 가변적으로 제어할 수 있다.Accordingly, as the traveling speed of the main body changes, the control unit may increase or decrease the threshold value of the sensor unit to variably control the sensitivity of the sensor unit.
이상의 내용을 다시 정리하면, 복수 개의 센서부를 구비한 로봇 청소기의 제어 방법은 본체가 기설정된 주행 방향을 따라 주행하는 단계, 상기 본체가 주행 중 장애물과 충돌 시 상기 센서부가 장애물을 감지하는 단계, 상기 센서부가 장애물을 감지하면, 상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.To summarize the above, the control method of a robot cleaner having a plurality of sensor units includes the steps of: a main body traveling along a preset driving direction; detecting an obstacle when the main body collides with an obstacle while driving; When the sensor unit detects an obstacle, the method may include changing the traveling direction of the main body.
상기 센서부는 본체의 정면에 구비되며 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함하며, 상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성될 수 있다.The sensor unit includes a first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit provided on a front surface of the main body and arranged side by side in a lateral direction of the main body, wherein each of the sub-sensor units includes a plurality of sensors. It may be formed by stacking in the height direction of the body.
또한, 상기 센서부가 장애물을 감지하는 단계는 상기 본체의 주행 속도에 따라 쓰레숄드(Threshold) 값을 설정하는 단계, 상기 본체가 장애물과 충돌시 상기 본체에 가해지는 외력을 감지하는 단계, 상기 감지된 외력과 상기 설정된 쓰레숄드 값을 비교하는 단계, 및 상기 감지된 외력이 기설정된 쓰레숄드 값을 초과하면 상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of detecting the obstacle by the sensor unit is a step of setting a threshold value according to the traveling speed of the main body, detecting an external force applied to the main body when the main body collides with an obstacle, the detected Comparing the external force with the set threshold value, and changing the traveling direction of the main body when the sensed external force exceeds a preset threshold value.
상기 본체의 주행 속도에 따라 쓰레숄드 값을 설정하는 단계는 기설정된 쓰레숄드 값을 인식하는 단계, 상기 본체의 주행 속도의 변화를 측정하는 단계, 상기 본체의 주행 속도가 증가하는 경우 상기 쓰레숄드 값을 증가시키는 단계, 상기 본체의 주행 속도가 감소하는 경우 상기 쓰레숄드 값을 감소시키는 단계 및 상기 본체의 주행이 정지된 경우 상기 쓰레숄드 값을 기설정된 초기값으로 되돌리는 단계를 포함할 수 있다.The step of setting a threshold value according to the traveling speed of the main body may include recognizing a preset threshold value, measuring a change in the traveling speed of the main body, and when the traveling speed of the main body increases, the threshold value It may include increasing the , decreasing the threshold value when the traveling speed of the main body decreases, and returning the threshold value to a preset initial value when the traveling of the main body is stopped.
한편, 상기 제어부는 상기 센서부에서 상기 장애물을 감지함에 따라, 그에 대응하여 상기 주행 방향을 적절히 변경할 수 있다.Meanwhile, as the sensor unit detects the obstacle, the controller may appropriately change the driving direction in response thereto.
즉, 상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계는 상기 본체의 주행 방향의 왼쪽에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우 상기 본체의 주행 방향을 오른쪽으로 수정하는 단계, 상기 본체의 주행 방향의 오른쪽에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우 상기 본체의 주행 방향을 왼쪽으로 수정하는 단계 및 상기 본체의 주행 방향의 정면에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우 상기 본체의 주행 방향을 역방향으로 수정하는 단계를 포함할 수 있다.That is, the step of changing the traveling direction of the main body is a step of correcting the traveling direction of the main body to the right when an external force exceeding the threshold value is detected by the sensor unit located on the left side of the traveling direction of the main body, the main body correcting the traveling direction of the main body to the left when an external force exceeding the threshold value is detected by the sensor unit located on the right side of the traveling direction of It may include correcting the traveling direction of the main body in the reverse direction when an external force exceeding the is detected.
또한, 상기 제어부는 상기 센서부에 구비된 복수 개의 센서 중 일부 센서들에만 상기 장애물이 감지된 경우, 그에 따라 상기 장애물의 높이를 인지하고, 그에 대응하여 상기 주행 방향을 적절히 변경할 수 있다.In addition, when the obstacle is detected only by some of the plurality of sensors provided in the sensor unit, the controller may recognize the height of the obstacle according to the detection and appropriately change the driving direction in response thereto.
상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계는 상기 복수 개의 센서부 중 아래에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우 상기 본체가 상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하도록 주행 방향을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.The changing of the driving direction of the main body may include changing the driving direction so that the main body follows the perimeter of the obstacle when an external force exceeding the threshold value is detected by a sensor unit located below among the plurality of sensor units. It may further include the step of
한편, 상기 로봇 청소기는 수평한 지면뿐만 아니라 경사가 있는 지면 위에서 주행을 할 수도 있다. 또는 단차가 있는 문턱이나, 바닥면에 넓게 형성된 장애물의 외곽 경계선에 상기 로봇 청소기의 본체의 일부가 걸쳐진 상태로 주행할 수도 있다.On the other hand, the robot cleaner may run not only on a horizontal ground but also on an inclined ground. Alternatively, the robot cleaner may travel in a state in which a part of the main body of the robot cleaner is spread over a threshold having a step or an outer boundary line of an obstacle formed widely on the floor surface.
이러한 상황에서는 동일한 장애물에 충돌하더라도 상기 본체의 기울어짐 때문에 상기 센서부에 가해지는 외력이 지면에 수직한 축과 수평한 축으로 분산되어, 평평한 지면 위에서 충돌하였을 경우와는 다른 외력 값이 가해질 수 있다.In such a situation, even if it collides with the same obstacle, the external force applied to the sensor unit due to the inclination of the body is distributed in an axis perpendicular to the ground and an axis horizontally, so that an external force value different from that in the case of a collision on a flat ground may be applied. .
따라서, 상기 본체의 상태를 점검할 수 있는 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, 이하 IMU라고도 함)를 이용하여, 상기 본체의 기울어짐 정도를 감지하고, 이에 따라 상기 센서부의 초기 설정값을 보정해야 할 필요가 있다.Therefore, by using an inertial measurement unit (hereinafter also referred to as IMU) capable of checking the state of the main body, the degree of inclination of the main body is sensed, and the initial setting value of the sensor unit needs to be corrected accordingly. There is a need.
도 8은 상기 관성측정장치를 이용하여 상기 센서부가 가지는 초기 설정값을 보정하는 제어방법을 설명하기 위한 구성도이다.8 is a configuration diagram for explaining a control method for correcting an initial set value of the sensor unit using the inertial measurement device.
먼저 상기 로봇 청소기의 본체의 전원을 온(On) 한다. (S801) 상기 본체는 센서부, 주행부, 제어부를 모두 포함하는 세트라고 볼 수 있다. 따라서 상기 본체는 세트와 동일한 개념일 수 있다.First, the power of the main body of the robot cleaner is turned on. (S801) The main body may be viewed as a set including all of the sensor unit, the driving unit, and the control unit. Accordingly, the body may be the same concept as a set.
상기 본체의 전원이 켜지면, 상기 센서부에도 전력이 공급되고, 이에 따라 상기 센서부는 기설정된 초기값을 로딩할 수 있다. 또한, 이와 동시에 혹은 순차적으로, 상기 제어부와 상기 센서부는 상호간에 연동되어 상기 센서부의 상기 초기값을 적절한 값으로 보정하는 절차를 수행할 수 있다. (S802)When the power of the main body is turned on, power is also supplied to the sensor unit, and accordingly, the sensor unit may load a preset initial value. Also, simultaneously or sequentially, the control unit and the sensor unit may interwork with each other to perform a procedure of correcting the initial value of the sensor unit to an appropriate value. (S802)
상기 제어부는 상기 관성측정장치로부터 상기 본체의 속도와 방향, 중력, 가속도 및 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw)에 관련된 수치를 획득할 수 있다. 이에 따라 상기 제어부는 상기 본체가 안정적인 자세에서 주행할 준비가 되었는지 판단할 수 있다. (S804)The control unit may obtain the speed and direction of the body, gravity, acceleration, and numerical values related to roll, pitch, and yaw from the inertial measurement device. Accordingly, the control unit may determine whether the main body is ready to travel in a stable posture. (S804)
상기 제어부는 상기 본체가 주행 준비를 완료하였다고 판단되는 경우, 이에 따라 상기 센서부의 초기 설정값을 상기 본체의 상태에 대응하여 알맞게 보정할 수 있다. (S806)When it is determined that the main body is ready for driving, the controller may appropriately correct the initial set value of the sensor unit in response to the state of the main body. (S806)
예를 들어, 상기 초기 설정값에는 상기 센서부의 쓰레숄드 값이 포함될 수 있다.For example, the initial setting value may include a threshold value of the sensor unit.
상기 제어부는 상기 본체가 현재 불안정한 상태이고, 안정적으로 주행하기 어려운 상태라고 판단되면, 상기 본체를 소정의 범위 내에서 움직이도록 하여, 상기 본체가 안정적인 자세를 취할 수 있도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.When it is determined that the main body is in an unstable state and it is difficult to travel stably, the controller may control the driving unit to move the main body within a predetermined range so that the main body can take a stable posture.
또는 상기 제어부는 상기 본체에 불안정한 진동이 감지되면, 상기 진동이 소멸할 때까지 대기할 수 있다.Alternatively, when unstable vibration is sensed in the main body, the controller may wait until the vibration disappears.
이에 따라, 상기 제어부는 상기 본체가 안정적인 상태에서 주행 준비를 완료하도록 제어할 수 있다. (S805) 상기 주행 준비가 완료되면, 상기 제어부는 다시 상기 IMU를 통하여 상기 본체의 상태를 점검하고, 상기 센서부의 설정값을 보정할 수 있다.Accordingly, the control unit may control the main body to complete preparation for driving in a stable state. (S805) When the preparation for driving is completed, the control unit may check the state of the main body again through the IMU and correct the setting value of the sensor unit.
상기 로봇 청소기의 제어부는 상기 본체에 구비된 상기 IMU를 활용하여, 주행 중 상기 센서부의 장애물 감지 성능을 향상시킬 수 있다.The control unit of the robot cleaner may improve the obstacle detection performance of the sensor unit while driving by using the IMU provided in the main body.
도9는 상기 관성측정장치를 이용하여 상기 센서부가 장애물을 보다 정확히 감지할 수 있는 제어방법에 관한 구성도이다.9 is a block diagram of a control method in which the sensor unit can more accurately detect an obstacle using the inertial measurement device.
상기 본체는 기설정된 주행 경로를 따라 주행하면서, 주행 경로 상에 위치한 장애물에 충돌하거나 접촉할 수 있다. (S901)The main body may collide with or contact an obstacle located on the driving path while driving along a preset driving path. (S901)
이에 따라, 상기 본체의 일부분에 구비된 상기 센서부는 상기 본체와 상기 장애물의 충돌이나 접촉으로 인해 발생한 외력을 감지하고, 상기 외력의 정확한 수치를 측정할 수 있다. (S902)Accordingly, the sensor unit provided on a part of the main body may sense an external force generated due to a collision or contact between the main body and the obstacle, and measure an accurate value of the external force. (S902)
상기 외력 값은 같은 장애물에 의해 발생된 것일지라도, 상기 본체의 기울어진 정도나 회전 여부에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 본체가 소정의 경사를 가진 경사면 상에서 장애물과 충돌하거나 접촉하는 경우, 상기 장애물에 의해 발생한 외력은 지면에 수직한 축과 상기 지면에 수평한 축으로 분산될 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 센서부에 가해지는 정확한 외력 값을 도출하기 위해서는 상기 본체의 상태에 따라, 측정 값의 적절한 보정이 요구된다.Even if the external force is generated by the same obstacle, the value may vary depending on the degree of inclination or rotation of the main body. That is, when the main body collides with or contacts an obstacle on an inclined surface having a predetermined inclination, the external force generated by the obstacle may be distributed in an axis perpendicular to the ground and an axis horizontal to the ground. Accordingly, in this case, in order to derive an accurate value of the external force applied to the sensor unit, appropriate correction of the measured value is required according to the state of the main body.
이를 위해. 상기 제어부는 상기 IMU로부터 상기 본체의 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw)에 관련된 수치를 획득하여, 상기 본체의 현재 상태를 파악할 수 있다. (S903)for teeth. The control unit may obtain numerical values related to roll, pitch, and yaw of the main body from the IMU, and determine the current state of the main body. (S903)
상기 제어부는 상기 IMU로부터 획득한 수치를 통해, 상기 본체가 기울어져있음을 인식할 수 있다. (S904)The control unit may recognize that the main body is tilted through the numerical value obtained from the IMU. (S904)
상기 본체가 기울어져 있는 경우, 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정된 외력 값을 상기 본체의 기울어진 각도에 맞춰 보정할 수 있다. (S905)When the main body is inclined, the controller may correct the external force value measured by the sensor unit to match the inclined angle of the main body. (S905)
한편, 상기 본체가 수평한 지면 상에 위치하여, IMU 상 수평한 상태라고 판단될 경우, 상기 제어부는 상기 센서부에서 측정된 외력 값을 유효한 값으로 확정할 수 있다. On the other hand, when the main body is located on a horizontal ground and it is determined that the IMU is in a horizontal state, the control unit may determine the value of the external force measured by the sensor unit as an effective value.
즉, 상기 본체가 수평한 지면 상에 위치하는 경우에는 상기 센서부에서 측정된 외력 값을 유효 값으로 그대로 확정하고, 상기 본체가 기울어지거나 다른 장애물 등에 의해 비스듬히 놓인 경우에는 상기 IMU로부터 획득된 상태 값을 상기 센서부에서 측정된 외력 값에 반영하여 정확한 유효 값으로 확정할 수 있다.(S906)That is, when the main body is positioned on a horizontal ground, the external force value measured by the sensor unit is determined as an effective value, and when the main body is tilted or placed obliquely by other obstacles, the state value obtained from the IMU can be determined as an accurate effective value by reflecting the value of the external force measured by the sensor unit (S906).
상기 제어부와 상기 센서부는 상기 확정된 유효한 외력 값을 이용하여, 장애물을 감지하고, 그에 대응하여 적절히 반응할 수 있다. (S907)The control unit and the sensor unit may detect an obstacle by using the determined effective value of the external force, and may respond appropriately thereto. (S907)
상술한 바와 같이, 상기 로봇 청소기는 본체에 구비된 관성측정장치를 이용하여, 보다 정확히 장애물을 감지하고, 각각의 장애물의 특성에 대응하여 주행 방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 청소 수행 속도와 효율성을 높일 수 있다.As described above, the robot cleaner can detect obstacles more accurately by using the inertia measuring device provided in the main body, and change the running direction in response to the characteristics of each obstacle, thereby improving the cleaning performance speed and efficiency. can be raised
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
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.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
1: 로봇 청소기
10: 본체
20: 상부 하우징
30: 측면 하우징
40: 하부 하우징
100: 제어부
300: 센서부
410: 주행부
600: 관성측정장치(IMU)1: Robot vacuum cleaner
10: body
20: upper housing
30: side housing
40: lower housing
100: control unit
300: sensor unit
410: driving unit
600: inertial measurement unit (IMU)
Claims (16)
상기 본체에 구비되어 상기 본체를 주행시키는 주행부;
상기 본체에 구비되어 상기 본체와 장애물의 충돌을 감지하는 센서부; 및
상기 센서부와 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 센서부는,
상기 본체의 정면에 구비되며, 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함하고,
상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성되며,
상기 제1 서브센서부의 적어도 일부 센서는 상기 제2 서브센서부의 적어도 일부 센서와 상하로 교차하는
로봇 청소기.main body;
a driving unit provided on the main body to drive the main body;
a sensor unit provided on the main body to detect a collision between the main body and an obstacle; and
A control unit for controlling the sensor unit and the driving unit,
The sensor unit,
It is provided on the front side of the main body and includes a first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit which are arranged side by side in a lateral direction of the main body;
Each of the sub-sensor units is formed by stacking a plurality of sensors in the height direction of the body,
At least some sensors of the first sub-sensor unit vertically intersect with at least some sensors of the second sub-sensor unit
robotic vacuum.
상기 센서부는
기설정된 쓰레숄드(Threshold) 값 이상의 외력이 감지되는 경우 상기 본체와 장애물의 충돌을 감지하며,
상기 제어부는,
상기 주행부의 주행속도 변화에 대응하여, 상기 쓰레숄드 값이 변화하도록 상기 센서부를 제어하고,
상기 센서부에서 상기 장애물이 감지되면, 상기 본체의 주행방향을 변경하도록 상기 주행부를 제어하는
로봇 청소기.According to claim 1,
the sensor unit
When an external force greater than a preset threshold value is detected, a collision between the main body and an obstacle is detected,
The control unit is
In response to a change in the traveling speed of the traveling unit, control the sensor unit to change the threshold value,
When the obstacle is detected by the sensor unit, controlling the traveling unit to change the traveling direction of the main body
robotic vacuum.
상기 제어부는,
상기 주행부가 주행을 정지하는 경우, 상기 쓰레숄드 값이 기설정된 초기값을 갖도록 상기 센서부를 제어하는
로봇 청소기.4. The method of claim 3,
The control unit is
when the driving unit stops driving, controlling the sensor unit so that the threshold value has a preset initial value
robotic vacuum.
상기 제어부는,
상기 주행부의 주행속도가 증가함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 증가하도록 상기 센서부를 제어하며,
상기 주행부의 주행속도가 감소함에 따라, 상기 쓰레숄드 값이 감소하도록 상기 센서부를 제어하는
로봇 청소기.5. The method of claim 4,
The control unit is
As the traveling speed of the traveling unit increases, the sensor unit is controlled to increase the threshold value,
As the traveling speed of the traveling unit decreases, controlling the sensor unit to decrease the threshold value.
robotic vacuum.
상기 제어부는,
상기 제1 서브센서부에서만 장애물 충돌이 감지된 경우,
상기 제1 서브센서부와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부를 제어하는
로봇 청소기.According to claim 1,
The control unit is
When an obstacle collision is detected only in the first sub-sensor unit,
controlling the driving unit to change the driving direction in a direction opposite to the first sub-sensor unit
robotic vacuum.
상기 제어부는,
상기 제1 서브센서부 및 상기 제2 서브센서부에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우,
상기 제1 서브센서부와 반대되는 방향으로 주행 방향을 바꾸도록 상기 주행부를 제어하는
로봇 청소기.According to claim 1,
The control unit is
When an obstacle collision is simultaneously detected by the first sub-sensor unit and the second sub-sensor unit,
controlling the driving unit to change the driving direction in a direction opposite to the first sub-sensor unit
robotic vacuum.
상기 제어부는
모든 서브센서부에서 동시에 장애물 충돌이 감지된 경우,
주행방향을 역방향으로 전환하도록 상기 주행부를 제어하는
로봇 청소기.According to claim 1,
the control unit
When an obstacle collision is detected in all sub-sensors at the same time,
Controlling the driving unit to change the driving direction to the reverse direction
robotic vacuum.
상기 제어부는
상기 주행방향을 역방향으로 전환한 후, 새로운 주행패턴을 설정하는
로봇 청소기.9. The method of claim 8,
the control unit
After changing the driving direction to the reverse direction, setting a new driving pattern
robotic vacuum.
상기 제어부는
상기 센서부에 포함된 복수 개의 센서 중 가장 아래층에 배열된 센서에서만 장애물 충돌이 감지된 경우,
상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하도록 상기 주행부를 제어하는
로봇 청소기. According to claim 1,
the control unit
When an obstacle collision is detected only by the sensor arranged on the lowest layer among the plurality of sensors included in the sensor unit,
controlling the driving unit to run by following the periphery of the obstacle
robotic vacuum.
상기 본체의 외측 둘레 중 적어도 일부 면에 구비되는 범퍼를 더 포함하며,
상기 센서부는,
상기 범퍼와 일체로 형성되는
로봇 청소기.According to claim 1,
Further comprising a bumper provided on at least some surface of the outer periphery of the body,
The sensor unit,
formed integrally with the bumper
robotic vacuum.
본체가 기설정된 주행 방향을 따라 주행하는 단계;
상기 본체가 주행 중 장애물과 충돌 시, 상기 센서부가 장애물을 감지하는 단계; 및
상기 센서부가 장애물을 감지하면, 상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계를 포함하고,
상기 센서부는 본체의 정면에 구비되며 상기 본체의 측방향으로 나란히 배열되는 제1 서브센서부, 제2 서브센서부, 제3 서브센서부를 포함하며,
상기 각각의 서브센서부들은 복수 개의 센서가 상기 본체의 높이 방향으로 적층되어 형성되고,
상기 제1 서브센서부의 적어도 일부 센서는 상기 제2 서브센서부의 적어도 일부 센서와 상하로 교차하는
로봇 청소기의 제어 방법.In the control method of a robot cleaner having a sensor unit,
driving the main body along a preset driving direction;
detecting the obstacle by the sensor unit when the main body collides with an obstacle while driving; and
When the sensor unit detects an obstacle, including the step of changing the traveling direction of the main body,
The sensor unit includes a first sub-sensor unit, a second sub-sensor unit, and a third sub-sensor unit provided on the front side of the main body and arranged side by side in a lateral direction of the main body,
Each of the sub-sensor units is formed by stacking a plurality of sensors in the height direction of the body,
At least some sensors of the first sub-sensor unit vertically intersect with at least some sensors of the second sub-sensor unit
How to control a robot vacuum cleaner.
상기 센서부가 장애물을 감지하는 단계는,
상기 본체의 주행 속도에 따라 쓰레숄드(Threshold) 값을 설정하는 단계;
상기 본체가 상기 장애물과 충돌 시, 상기 본체에 가해지는 외력을 감지하는 단계;
상기 감지된 외력과 상기 설정된 쓰레숄드 값을 비교하는 단계; 및
상기 감지된 외력이 상기 설정된 쓰레숄드 값을 초과하면, 상기 본체가 장애물에 충돌하였음을 감지하는 단계를 포함하는
로봇 청소기의 제어 방법.13. The method of claim 12,
The step of detecting the obstacle by the sensor unit,
setting a threshold value according to the traveling speed of the main body;
detecting an external force applied to the main body when the main body collides with the obstacle;
comparing the sensed external force with the set threshold value; and
When the sensed external force exceeds the set threshold value, detecting that the main body collides with an obstacle;
How to control a robot vacuum cleaner.
상기 본체의 주행 속도에 따라 쓰레숄드 값을 설정하는 단계는,
기설정된 쓰레숄드 값을 인식하는 단계;
상기 본체의 주행 속도의 변화를 측정하는 단계;
상기 본체의 주행 속도가 증가하는 경우, 상기 쓰레숄드 값을 증가시키는 단계;
상기 본체의 주행 속도가 감소하는 경우, 상기 쓰레숄드 값을 감소시키는 단계; 및
상기 본체의 주행이 정지된 경우, 상기 쓰레숄드 값을 기설정된 초기값으로 되돌리는 단계를 포함하는
로봇 청소기의 제어 방법.14. The method of claim 13,
The step of setting a threshold value according to the traveling speed of the main body,
recognizing a preset threshold value;
measuring a change in the traveling speed of the main body;
increasing the threshold value when the traveling speed of the main body increases;
reducing the threshold value when the traveling speed of the main body decreases; and
and returning the threshold value to a preset initial value when the running of the main body is stopped.
How to control a robot vacuum cleaner.
상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계는,
상기 본체의 주행 방향의 왼쪽에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우, 상기 본체의 주행 방향을 오른쪽으로 수정하는 단계;
상기 본체의 주행 방향의 오른쪽에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우, 상기 본체의 주행 방향을 왼쪽으로 수정하는 단계; 및
상기 본체의 주행 방향의 정면에 위치한 센서부에서 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우, 상기 본체의 주행 방향을 역방향으로 수정하는 단계를 포함하는
로봇 청소기의 제어 방법.14. The method of claim 13,
Changing the running direction of the main body comprises:
correcting the traveling direction of the main body to the right when an external force exceeding the threshold value is detected by the sensor unit located on the left side of the traveling direction of the main body;
correcting the traveling direction of the main body to the left when an external force exceeding the threshold value is detected by the sensor unit located on the right side of the traveling direction of the main body; and
When an external force exceeding the threshold value is detected by the sensor unit located in front of the traveling direction of the main body, correcting the traveling direction of the main body in the reverse direction
How to control a robot vacuum cleaner.
상기 본체의 주행 방향을 변경하는 단계는,
상기 복수 개의 센서 중, 가장 아래층에 배열된 센서에서만 상기 쓰레숄드 값을 초과하는 외력이 감지된 경우, 상기 본체가 상기 장애물의 외곽을 추종하여 주행하도록 주행 방향을 변경하는 단계를 더 포함하는
로봇 청소기의 제어 방법.
14. The method of claim 13,
Changing the running direction of the main body comprises:
Among the plurality of sensors, when an external force exceeding the threshold value is detected only by a sensor arranged on the lowest layer, changing the driving direction so that the main body follows the outer edge of the obstacle to run
How to control a robot vacuum cleaner.
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