KR20060059006A

KR20060059006A - 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060059006A
Application number: KR1020040098092A
Authority: KR
Inventors: 박준호; 김재우; 원종찬
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-01
Also published as: JP2006172448A; US7885738B2; US20060229774A1

Abstract

이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기는 동력을 이용하여 이동하는 이동부, 상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방에 존재하는 장애물과 측면에 존재하는 벽을 감지하는 센서부 및 상기 센서부가 장애물을 감지한 결과에 따라 상기 이동부가 이동할 경로를 생성하여 이동부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 이동부가 벽과 소정 범위의 거리를 유지하며 이동하도록 제어하며, 상기 센서부가 장애물을 감지한 경우, 상기 제어부는 상기 이동부를 상기 장애물 및 다른 장애물이 존재하지 않는 방향으로 이동하도록 제어한다.

벽 추적(Wall followiing), 장애물 회피(Obstacle avoidance)

Description

이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법 및 장치 {Method and apparatus of self-propelled mobile unit with obstacle avoidance during wall-following}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽을 따라 이동하며 장애물을 회피하는 과정을 보여주는 순서도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물 회피과정을 보여주는 순서도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물 회피 방법에 따라 장애물을 회피하는 과정을 보여주는 예시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기의 구성요소를 보여주는 구성도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부가 장애물을 감지하는 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성을 보여주는 예시도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성과 상방센서부의 작동을 보여주는 예시도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기를 이동시키는 이동부의 구성을 보여주는 예시도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기가 방에서 이동하는 과정을 보여주는 예시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 이동부 200 : 센서부

300 : 가전기기수행부 400 : 사용자 인터페이스

500 : 제어부 1000 : 이동형 가전기기

많은 가전기기들은 고정된 위치에서 기능을 수행한다. 그러나, 고정되지 않은 경우, 그 기능을 효율적으로 발휘하지 못하는 경우가 있다. 가습기, 공기청정기, 또는 진공청소기등은 이동하면서 기능을 수행할 때, 효과가 증가한다. 이동형 가전기기를 이동시키기 위한 여러 메커니즘이 제공되었다.

이동하는 메커니즘으로 천장에 위치 인식을 위한 표지를 설치하여 위치를 인식하여 이동을 수행하는 방식(US649754)가 존재한다. 공간 내에서의 위치를 인식할 수는 있으나 장애물을 회피하기 어려운 점이 있다. 또한 식탁 아래로 들어갈 경우, 표지를 감지하지 못하여 위치를 잃어버릴 가능성이 있다.

한편, 장애물을 만나는 경우, 일정각도를 회전하여 진행하는 방법(US5920172)에 의할 경우, 장애물이 식탁이고, 식탁 다리 사이에 공간이 넓은 경우, 식탁 아래로 들어가는 상태가 발생한다. 일정 각도로 장애물을 탐지하며 움직이는 것은 장애물이 상자 또는 구와 같이 다면체의 형상으로 존재할 때만이 회피가 가능하다.

집안, 사무실 내에 존재하는 많은 의자와 식탁, 책상등은 이를 지지하는 다리와 다리 간의 간격이 넓을 경우, 장애물로 인지되지 못할 경우가 있다. 따라서, 이들을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방식이 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 벽을 따라 이동하며 장애물을 회피하는 이동형 가전기기와 이동 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 식탁과 책상과 같이 장애물로 감지하기 어려운 물체를 회피하는 데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법은 이동형 가전기기가 벽을 감지하는 단계, 상기 감지된 방향으로 접근하는 단계, 상기 벽과 소정 범위의 거리를 유지하면서 이동하는 제 1 이동 단계, 상기 이동하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계, 상기 장애물이 감지된 경우 제 1 회전하는 단계 및 상기 제 1 회전한 방향을 기준으로 소정 범위 내에 상기 장애물 및 다른 장애물이 존재하지 않는 경우 상기 제 1 회전한 방향으로 이동하는 제 2 이동 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기이다. 이동형 가전기기(1000)에는 이동형 가습기, 이동형 청소기, 또는 이동형 청정기등이 포함될 수 있다. 이동부(100)는 이동형 가전기기(1000)의 하부에 장착되며 (a), (b)에는 도시되지 않았다. 이동형 가전기기에는 세가지의 센서부가 있다. 벽을 감지하는 벽센서부(210), 전방의 장애물을 감지하는 장애물센서부(230), 그리고 진행방향의 상측에 존재하는 식탁, 의자 등을 감지하는 상방센서부(220)가 있다. (a)는 이동형 가전기 기의 사시도이며, (b)는 위에서 바라본 도면이고, (c)는 우측면에서 바라본 도면이다. (b), (c)의 화살표는 각 센서부(210, 220, 230)들이 물체를 감지하는 방향을 의미한다.

벽센서부(210)는 벽을 감지하여 이동형 가전기기가 벽과 일정거리를 유지하며 벽을 따라 이동할 수 있게 한다. 상방센서부(220)는 진행방향의 상측 방향에 장애물이 존재하는지를 감지한다. 식탁, 책상의 경우에 식탁 다리 혹은 책상 다리 사이의 간격은 넓어서 장애물로 감지되지 않지만, 높이 때문에 충돌이 일어날 수 있기 때문이다. 이러한 충돌을 미연에 방지하도록 상방센서부(220)는 이동형 가전기기의 높이보다 낮은 물체를 감지한다. 장애물 센서부(230)는 이동형 가전기기가 이동하는 방향을 기준으로 앞쪽, 즉 전방에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물과 충돌하지 않도록 한다.

도 1의 이동형 가전기기(1000)에는 창문틀을 감지하는 창문틀센서부(215)가 장착될 수 있다. 창문은 유리창으로 되어 있기 때문에, 적외선 센서를 사용할 경우, 감지하기 어려울 수 있다. 따라서, 만약 벽센서부(210)가 초음파와 같이 유리창에서 반향되는 성질의 것이 아닌 경우, 또는 벽센서부(210)의 위치가 창문틀을 감지하기에 상대적으로 높은 위치에 설치된 경우에 낮은 위치의 창문틀을 감지하고 장애물을 회피하는 동작을 수행하거나 벽을 따라 이동하는 동작을 수행하기 위해 창문틀센서부(215)를 부가할 수 있다. 창문틀센서부(215)를 통해 수신되는 정보는 장애물 또는 벽으로 인식될 수 있다.

도 1의 실시예에서 상방센서부(220)는 진행방향에서 우측 상방으로 물체를 감지하고 있다. 장애물 센서부(230)을 통해 전방의 일정 범위의 장애물이 감지되므로 장애물 센서부(230)와 약간 다른 방향으로 물체를 감지할 수 있게 비스듬히 물체를 감지하도록 한 것으로, 이러한 위치는 일 실시예에 해당하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이후 도면에서 센서부들의 위치상의 다양한 실시예를 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벽을 따라 이동하며 장애물을 회피하는 과정을 보여주는 순서도이다. 이동형 가전기기가 이동을 명령받거나 전원이 인가되면 동작을 시작한다. 사용자는 리모트 컨트롤, 버튼, 타이머 등을 통해 파워를 온 시키거나, 정지된 이동형 가전기기에 이동을 명할 수 있다. 타이머를 사용할 경우 내부 스케쥴러에 의해 동작하는 것을 포함한다. 또한 이동형 가전기기가 동작되어야 하는 상황, 예를 들어 온도가 얼마 이상, 또는 얼마 이하이거나, 습도, 공기의 오염 정도 등이 특정 범위내인 경우, 자동으로 동작할 수 있다. 자동으로 동작할 때에, 이동형 가전기기가 이동을 시작할 수 있다. 이동을 명령하면 이동형 가전기기는 벽을 따라 이동하기 위해 먼저 벽을 감지한다(S101). 벽을 감지하기 위해서는 벽센서부를 사용할 수 있다. 벽센서부는 초음파 센서, 적외선 센서 또는 이외에도 다른 물체의 존재 여부를 알 수 있는 센서를 이용하여 물체와의 거리를 계산할 수 있다. S101 단계에서 벽을 감지한 경우(S102) 벽으로 접근하며, 감지하지 못한 경우 벽을 찾기 위한 기능을 수행한다(S130).

벽센서부를 사용하여 벽을 감지하면, 벽이 감지된 방향으로 접근한다(S104). 도 1과 같은 구성으로 벽센서부와 장애물센서부가 위치한다면, 벽으로 접근하기 위 해서는 장애물센서부를 사용할 수 있다. 벽을 감지하기 위해 벽센서부를 사용하고, 벽이 감지된 방향을 알게 되면, 해당 방향으로 이동하기 위해서 90도를 회전한 다음에 장애물센서부를 사용하여 벽을 감지할 수 있다. 벽으로 접근하는 과정에서 장애물이 존재할 수 있으므로 장애물을 회피하는 동작을 추가적으로 수행할 수 있다. 이는 S120의 장애물 회피과정을 통해 수행할 수 있으며, 이 과정에 대한 자세한 설명은 도 3에서 후술하고자 한다. 벽과 일정 거리이상 가까워진 경우, 이동형 가전기기는 벽과 소정의 범위의 거리를 유지하며 이동한다(S106). 소정 범위의 거리는 이동형 가전기기가 어떤 기능을 수행하는 가에 따라 달라질 수 있다. 청소를 하는 경우에는 구석구석 청소를 하기 위해서 벽과 최소한의 간격만을 유지하도록 접근할 수 있다. 또한 벽과 떨어진 장소를 청소하기 위해서, 벽과의 거리를 탄력적으로 조절할 수 있다. 따라서 벽과의 거리는 이동형 가전기기가 기능을 수행하기에 적합한 거리라고 볼 수 있다. 가습기의 경우에 수분배출부가 360도 회전하는 경우라면 상기 수분배출부를 통해 배출되는 수분이 벽에 젖지 않도록 거리를 유지하며 이동할 수 있다. 벽과 간격을 유지하며 이동하는 경우에도 장애물을 발견할 수 있다. 따라서, 이동중에도 장애물과 충돌하지 않도록 장애물을 회피하는 과정이 필요하다.

이동중에는 벽과의 일정 거리를 유지하는 벽센서부를 사용하며, 이동하는 방향에 장애물이 존재하는지 감지하는 장애물센서부를 통해 장애물을 감지한다(S108). 장애물이 존재하는 경우(S110)에는 장애물을 회피하는 동작을 수행한다(S120). 장애물을 회피하는 동작은 그 장애물의 표면적이 어디까지 연장되어 있는지를 살펴 회피하는 방법이 아니라, 우선 장애물이 존재하지 않는 방향으로 소정의 거리를 이동한 후에, 다시 벽으로 접근하여 이동하는 방식이다.

기존의 방식은 장애물을 단순히 회피하므로, 의자 또는 식탁 다리와 같이 얇은 물체를 만나는 경우에는 다른 쪽 다리를 감지하지 못하고 충돌하는 경우가 발생한다. 또한, 적외선 센서를 사용하는 기존의 발명에서는 유리창을 감지하지 못하는 경우도 발생한다.

S120 단계는 이러한 충돌을 방지하기 위해서, 장애물을 발견하면 다른 방향으로 이동하여, 새로이 벽을 감지하여 이동하는 방법을 채택한다. 이 방식에 의할 경우, 얇은 물체가 나란히 있는 경우, 어느 한 물체만 피하고, 다른 물체와 충돌하는 상황을 피할 수 있다.

장애물을 회피하면, 이전에 벽과의 소정의 간격은 달라질 수 있다. 또한 벽과 멀어져서 벽을 따라 이동하기가 어려운 경우도 있다. 따라서 벽의 위치가 어디인지 검토하는 단계를 수행한다. 벽의 위치를 검토하는 것은, S101 단계의 벽을 감지하는 과정을 수행하여 얻을 수 있다. 또한 재차 벽을 감지하는 단계를 수행하지 않고, 장애물을 회피하기 위해 이동한 방향과 거리를 계산하여, 이전에 이동의 기준이 되었던 벽의 위치가 어디인지를 계산하여 벽으로 접근할 수 있다.

한편 벽을 감지하지 못하면 S130의 예외 처리 단계를 수행한다. 예외 처리 단계란, 벽을 감지하지 못한 경우를 처리하는 단계이다. 공간은 반드시 벽으로 둘러쌓여 있으므로, 어느 방향으로 이동하면 벽과 만날 수 있다. 따라서, 특정 방향으로 직진하면서 장애물센서부를 통해 전방에 어떤 물체가 존재하는지를 판단할 수 있다. 어떤 물체가 존재한다면 그것은 벽이 될 수 있기 때문이다. 또한, 현재 위치 에서는 벽을 감지할 수 없지만, 좀더 이동하여 벽을 감지할 수도 있다. 따라서, 현재 위치에서 일정 거리 이상 이동한 후에 다시 벽을 감지하는 과정을 거칠 수 있다. 여기서 이동할 수 있는 거리는, 상기 벽센서부, 장애물센서부가 감지할 수 있는 거리 이상을 이동하는 것을 포함할 수 있다. 센서부가 감지할 수 있는 범위내에는 벽이 존재하지 않으므로, 그 범위 이상으로 이동하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물 회피과정을 보여주는 순서도이다. 도 3은 도 2의 S120 단계를 상세히 제시한 일 실시예이다. 도 3에서 실시하고자 하는 장애물 회피는 다음과 같다. 이동하는 방향으로 장애물이 존재함을 감지하면 K° 만큼 방향을 바꾼다. 이는 왼쪽이 될 수도 있고 오른쪽이 될 수도 있다. 이 방향은 벽을 따라 이동하는 방향이 어느 방향이었는가에 따라 달라진다. 반시계방향으로 벽과 거리를 두며 이동한 경우에는 왼쪽으로 방향을 바꿀 수 있다. 도 3의 순서도는 이동형 가전기기의 오른쪽 측면에 벽센서부가 부착되어, 벽을 따라 반시계방향으로 이동하는 경우를 가정한 실시예이므로, 왼쪽으로 K° 회전하는 방식을 보여준다. 도 3의 순서도는 이동할 방향이 설정되면, 이동할 방향을 기준으로 왼쪽으로 K°/4, K°/2, 이동할 방향, 오른쪽으로 K°/4, K°/2, 이렇게 다섯 방향에서 일정 거리 이내에 장애물 존재 여부를 검토한다. 다섯 방향을 선택하여 장애물을 감지하는 것은 일 실시예이며, 장애물을 감지하는 횟수는 상황에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

도 2의 S110 단계에서 장애물이 존재하는 것으로 판단되면 장애물을 피해서 소정의 거리만큼 이동하기 위해 왼쪽으로 K° 만큼 회전한다. 그러나 이렇게 회전 한 방향으로 이동할 경우, 다른 장애물이 존재할 수 있으므로, 장애물이 존재하는지 검토해야 한다. 따라서, 상기 회전한 K°를 중심으로 해서, 왼쪽으로 K°/2, 오른쪽으로 K°/2의 범위 내에 장애물이 존재하는지 검토한다. 이 과정은 S204내지 S260에서 수행된다.

먼저 왼쪽 범위에 장애물이 존재하는지 검토하는 S204 내지 S230 단계를 수행한다.

왼쪽으로 K°/2 회전한다(S204). K°/2는 예시적인것으로 왼쪽의 K° 범위 내의 장애물을 감지하기에 적합한 각도이면 가능하다. 회전 후에는 P cm 이내에 장애물이 존재하는지 감지한다(S210). P cm는 K°/2에 장애물이 있어도 이동형 가전기기가 통과할 수 있을 정도의 거리를 의미한다. 장애물을 회피하는 단계에서는 이동형 가전기기가 계속 직진하는 것이 아니라, 일정거리만큼만 이동하므로, 이동형 가전기기의 크기와 이동할 거리에 따라 P cm는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 이동형 가전기기의 반지름이 50cm이고, 20 cm를 이동하도록 설정된 경우, 1 m 떨어진 곳에 위치한 장애물은 이동형 가전기기의 이동에 영향을 미치지 않는다. 따라서 20 cm 이내에 장애물이 존재하는지를 검토하면 된다. K°/2 범위내에 장애물이 존재하지 않을 경우, 오른쪽으로 K°/4 만큼 회전한다(S212). K°/2 범위내에 장애물이 존재한다면, 장애물을 회피하기 위해 S272단계로 진행한다.

S212 단계의 K°/4 역시 예시적인 각도이며, 이동형 가전기기가 일정 거리를 이동하는데 장애물이 존재하는지를 알기 위해 Q cm 이내에서 장애물의 존재 여부를 판단한다(S220). 이 단계에서 장애물이 감지되면, 장애물을 회피하기 위해 S272 단 계로 진행한다.

그리고 다시 오른쪽으로 K°/4 회전한다(S224). 마찬가지로 R cm 이내에 장애물이 존재하는지 감지한다(S230). 장애물이 존재할 경우, S272 단계로 진행하여 다시 회피하는 단계를 수행한다. 장애물이 존재하지 않는다면, S240 단계로 진행한다.

S204내지 S230까지는 진행 방향의 왼쪽 범위에 물체가 존재하는지 판단하는 단계이다. 그리고 S242내지 S260 단계는 오른쪽 범위에 물체가 존재하는지 판단하는 단계이다. 순서도에서 알 수 있듯이 S242 내지 S260 단계에서 물체가 존재하여 진행할 수 없는 경우에는 S270 단계를 수행한다. 즉, 각도 플래그를 세팅한다. 이는 이전에 S204내지 S230 단계에서 왼쪽 범위에 장애물이 없음을 이미 판단했기 때문에, S272 단계에서 다시 왼쪽으로 회전할 경우, 이전에 장애물이 없음을 판단한 범위에 대해 재차 장애물을 판단하는 과정을 없애도록 함이다. S270 단계 및 S272 단계를 거쳐 왼쪽으로 회전한 이후에는 이전에 판단한 범위가 오른쪽 범위에 속하게 된다. 따라서 S240 단계에서는 처음 각도체크가 아니라면, 왼쪽과 오른쪽 범위에 더 이상 장애물이 존재하지 않으므로 각도 체크 플래그를 클리어하고(S264), M cm 전진한다. 장애물 회피 단계는 여기서 완료하여, 도 2의 S101 단계로 진행한다.

S240 단계에서 처음 각도체크라면, 오른쪽에 장애물이 존재하는지를 체크하는 과정을 더 진행해야 한다. 오른쪽으로 K°/4 회전한다(S242). 회전한 후에는 Q cm 이내에 장애물의 존재를 판단한다(S250). 진행 방향을 기준으로 S220 단계와 대칭적이므로 동일한 Q cm 거리 내의 장애물의 존재를 판단한다. 이는 예시적인 것이 며, 이동형 가전기기가 비대칭적인 경우 달리 정해질 수 있다. 장애물이 존재하면, S204내지 S230 단계를 거쳐왔음을 설정하기 위해 각도체크 플레그를 세팅한다(S270). 세팅한 후에는 다시 왼쪽으로 일정 각도를 회전한다(S272).

장애물이 존재하지 않으면, 오른쪽으로 K°/4 회전한다(S252). 그리고 역시 P cm이내에 장애물이 존재하는지 검토한다(S260). 역시 장애물이 존재하면, S204내지 S230 단계를 거쳐왔음을 설정하기 위해 각도체크 플레그를 세팅한다(S270). 세팅한 후에는 다시 왼쪽으로 일정 각도를 회전한다(S272).

장애물이 존재하지 않으면, 이동하는데 장애물이 존재하지 않으므로, 각도체크 플래그를 클리어한다(S264). 그리고 M cm 전진한다. M cm는 이동형 가전기기의 크기에 따라 비례할 수 있다. 또한 S204에서 S260까지 살펴본 P, Q, R cm에 따라 달라질 수 있다. 벽을 따라 이동중에 장애물을 감지한 경우, 회피하는 방향과 거리는 실시예에 따라 달라지며, 도 3의 순서도에 한정되는 것은 아니다. 또한 K°, K°/2, K°/4 역시 일 실시예로, 특정 범위를 나누어 장애물을 감지하기 위한 각도이며, 여기에 한정되지 않는다. 즉, 90° 회전하여 장애물을 회피하고, 40° 범위내에 다른 장애물이 존재하는지 검토할 수 있다. 반드시 K° 회전할 경우 그 범위를 절반 또는 1/4로 나누어 판단할 필요는 없다. 도 3에서는 균등하게 장애물을 검출하기 위해 1/2, 1/4의 범위로 장애물을 감지한다.

또한 도 3은 다섯 방향으로 장애물이 존재하는지 검토하나, 다섯 방향으로 검토하는 것은 일 실시예에 해당한다. 장애물을 회피하고자 하는 방향을 기준으로 일정 범위내에 장애물을 검토하는 방법은 도 3의 순서도와 같이 몇몇 방향에 장애 물이 존재하는지를 검토하는 방법도 존재할 수 있으나, 장애물센서부에 들어오는 장애물의 거리를 수시로 계산하며 일정 각도를 스캔하듯이 회전하는 방법도 가능하다.

또한, 센서부가 특정 범위에 장애물이 존재하는지를 감지할 수 있는 경우에는, 도 3에서 살펴본 바와 같이 왼쪽으로 몇번, 오른쪽으로 몇번 회전하여 장애물을 감지할 필요없이, 진행 방향으로 이동형 가전기기가 이동시에 충돌할 가능성이 있는 장애물이 존재하는지를 검토할 수 있다. 센서부가 둘 이상의 센서부로 구성되어 있거나, 또는 센서부가 독자적으로 회전이 가능한 경우에 이동부를 움직일 필요 없이, 센서부를 회전시켜서 일정 범위 내에 장애물이 있는지 검토할 수 있다.

한편, 도 3에서 살펴본 바와 같이, 특정 범위 내에 장애물이 존재하는지 여부를 검토하는 것이지, 해당 이동방향에 장애물이 전혀 존재하지 않을 것을 요구하는 것은 아니다. 따라서, 30cm를 이동한다면, 1m 떨어진 장애물은 30cm라는 범위내에 존재하지 않는 것이 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물 회피 방법에 따라 장애물을 회피하는 과정을 보여주는 예시도이다. 이동형 가전기기(1000)는 (a)와 같이 벽을 따라 이동중이다. 전방의 장애물센서부(230)와 우측의 벽센서부(220)를 사용하여 이동중이다. 이동형 가전기기(1000)의 화살표는 이동방향을 나타내는 것이다. 각 센서부는 도 1의 (b)를 참조할 수 있다.

(a)에서 이동형 가전기기 (1000)는 벽과 일정 거리를 유지하며 진행중에 의자(10)를 감지한다. 의자는 장애물이므로, (b)에 도시된 바와 같이 이동형 가전기 기는 도 3의 S202단계와 같이 왼쪽으로 K°도 회전한다. 본 실시예에서 K°는 90°로 적용한다. 왼쪽으로 회전한 후, (c)에서 도시된 바와 같이 장애물을 회피하며 이동하기 위해서는 이동 방향에 다른 장애물이 존재하는지를 감지해야 한다. 도 3의 S204내지 S230 단계를 수행하기 위해 40° 왼쪽으로 회전한다. 그리고 ①과 같이 회전하며 왼쪽 일정 반경 내에 장애물이 있는지 검토한다(도 3의 S204~S230단계). 그리고 ②와 같이 회전하여 오른쪽 일정 반경내에 장애물이 있는지 검토한다(도 3의 S242~S260). 검토결과 장애물이 존재하지 않을 경우, (b)단계에서 진행하고자 했던 방향으로 ③과 같이 회전한다. 그리고 (d)에 나타난 바와 같이 일정 거리를 이동한다. 이는 도 3의 S266 단계와 같다. 도 4에서는 예시적으로 20 cm 이동하는 것으로 보여준다. 이동한 후에는 장애물을 회피하였으므로 다시 벽을 감지하여 벽으로 이동한다. 이는 도 1의 S101내지 S104 단계를 수행함으로써 이루어진다.

한편 이동후에 다시 벽을 감지하지 않고 이전에 목표를 했던 벽의 위치를 계산하여 찾을 수도 있다. 장애물을 회피하기 전에 거리를 유지하던 벽의 위치를 저장하고, 장애물을 만나서 이동한 방향과 거리를 이동거리산출부 등을 통해 제어부가 정보를 가지고 있으므로, 이동한 방향과 거리를 계산하여 이전 벽의 위치를 찾을 수 있다.

이동형 가전기기(1000)를 구성하는 요소는 크게 이동부(100), 센서부(200), 작업수행부(300), 사용자인터페이스(400), 제어부(500)를 포함한다.

센서부(200)는 벽센서부(210), 상방센서부(220), 장애물센서부(230), 충돌센서부(240), 추락센서부(250), 그리고 창문틀센서부(215)를 포함한다. 벽센서부(210)는 가전기기(1000)가 벽과 일정 거리 이상을 유지하도록 벽을 감지하는 기능을 한다. 감지하는 기능은 초음파를 보내거나 적외선 신호를 보내고, 반향파의 도달 시간을 계산하여 측정할 수 있다. 초음파, 적외선, 레이저 등을 사용하는 센서는 일 실시예이며, 다른 방식으로 거리를 감지하는 센서부도 적용 가능하다.

창문틀센서부(215)는 벽센서부(210)가 창문틀보다 높은 위치에 있거나, 벽 감지를 위해 생성하는 신호가 적외선 신호와 같이 유리창을 투과하는 성질의 신호인 경우에 창문틀을 감지하는 역할을 수행한다. 도 1에서 살펴본 바와 같이, 낮은 위치에 장착되어, 낮은 유리창틀을 감지할 수 있다. 창문틀센서부(215)의 기능은 벽센서부(210)가 통합하여 수행할 수 있다. 이외에도 장애물센서부(230) 하부에 장착되어 진행방향에 존재하는 유리창을 감지할 수 있다. 이 경우에 장애물센서부(230)가 감지하지 못한 유리창을 창문틀센서부(215)가 감지하여 장애물이 존재하는 것임을 알릴 수 있다.

상방센서부(220)는 이동형 가전기기(1000)가 이동시에 식탁, 의자 등 높이가 있는 물체를 장애물센서부(230)를 통해 감지하지 못한 상태에서 충돌할 경우를 막기 위한 것이다. 통상적으로 장애물센서부(230)가 식탁, 의자를 지탱하는 기둥 또는 다리 등과 같은 지지부를 감지하여도, 지지부 사이의 공간이 넒은 경우 장애물이 없다고 판단하여 식탁이나 의자 아래로 이동을 할 수 있다. 이때, 높이가 낮은 경우에는 식탁, 의자와 충돌할 가능성이 있으므로, 상방센서부(220)를 통해 이동방 향의 위쪽으로 장애물이 존재하는지를 감지한다. 상방센서부(220) 역시 초음파, 적외선, 레이저 등을 사용할 수 있다.

장애물센서부(230)는 이동하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 역할을 한다. 이동형 가전기기(1000)가 벽을 따라 이동중에 장애물과 충돌하지 않도록 일정 범위 이내에 물체가 있는지를 감지하는 기능을 수행한다. 이 거리 이내에 물체가 있으면, 장애물을 회피하는 기능을 수행한다.

충돌센서부(240)는 이동형 가전기기(1000)가 이동중에 다른 물체와 충돌하는 것을 감지하는 기능을 수행한다. 충돌센서부(240)는 접촉에 의해 온/오프 신호를 발생시키는 작은 스위치들을 이동형 가전기기(1000)의 외부에 장착시켜 구성할 수 있다.

추락센서부(250)를 더 포함할 수 있다. 추락센서부(250)는 지면에서 움푹 들어간 곳 또는 경사가 급격한 곳, 계단 등을 센서를 통해 감지하여 더 이상 진행하지 않게 한다. 추락센서부(250)는 센서를 통해 진행하는 방향으로 보낸 신호가 균일하게 들어오는지 등을 통해 움푹 들어간 곳을 감지할 수 있다. 추락센서부(250)는 지면으로부터 반사되는 신호의 균일성 여부로 판단할 수 있으며, 추락 외에도 바닥에 돌출한 부분을 감지할 수 있다.

센서신호처리부(290)는 전술한 센서부에서 발생한 신호를 제어부(500)로 전달하는 기능을 한다. 어느 센서부가 어떤 신호를 발생했는지를 처리하여 보내준다. 예를 들어 장애물센서부(230)가 50cm 이내에 물체가 있음을 발견하여 신호를 발생시키면, 이 신호를 센서신호처리부(290)에서 제어부(500)로 50cm 이내에 물체가 있 음을 알리는 정보로 변환하여 보낸다.

제어부(500)는 센서부(200)의 정보를 토대로 어떤 행동을 취해야 하는지를 검토한다. 예를 들어, 장애물이 전방에 있다면 장애물회피부(510)를 통해 장애물을 회피한다. 장애물회피부(510)의 기본 동작은 도 3의 순서도를 포함한다. 장애물회피부(510)는 장애물이 이동방향에 존재하는 경우, 장애물이 존재하지 않는 방향으로 소정의 거리를 이동하게 한다. 특정 방향으로 이동을 명하는 정보는 이동경로생성부(540)에 전달되며, 이 정보는 이동부를 제어하여 정해진 이동 방향과 이동 거리로 이동형 가전기기(1000)가 이동하게 한다. 한편, 장애물센서부(210)가 유리창을 감지하지 못하는 경우에 창문틀센서부(215)를 통해 유리창을 장애물로 감지하여 장애물 회피를 수행할 수 있다.

벽추적부(520)는 벽센서부(210)에서 지속적으로 생성되는 신호를 분석하여 벽과 일정 거리를 유지하며 이동할 수 있게 한다. 벽센서부(210)에서 발생하는 신호에서 벽과의 간격이 소정의 범위를 벗어나는 경우에는 벽으로 가까이 가거나 또는 벽에서 멀어지도록 이동경로생성부(540)에 정보를 준다. 한편, 벽과 유리창이 연결되어, 벽센서부(210)가 유리창을 감지하지 못하는 경우에 창문틀센서부(215)를 통해 유리창을 벽으로 감지하여 벽추적을 수행할 수 있다.

예외상황처리부(530)는 이동형 가전기기가 벽을 감지하지 못한 경우 벽을 감지할 수 있게 이동하는 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 특정 위치에서 벽을 감지하지 못한다면, 어느 한 방향으로 일정 거리만큼 직진하여 벽센서부(210)를 통해 다시 벽의 위치를 감지하도록 할 수 있다. 또한, 일정 거리를 직진하는 것이 아니 라, 장애물센서부(230)를 통해 어떤 사물이 감지될 시점까지 한 방향으로 계속 직진하는 메커니즘을 사용할 수도 있다. 이동형 가전기기가 동작하는 공간은 폐공간으로, 벽이 반드시 존재한다. 따라서, 벽을 만날 때까지 한 방향으로 움직이면 벽을 찾을 수 있다. 이때에는 장애물센서부(230)를 이용하여, 장애물을 찾듯이 벽을 찾을 수 있다.

이동경로생성부(540)는 장애물회피부(510), 벽추적부(520), 예외상황처리부(530)에서 생성한 정보를 토대로 하여 이동부에게 이동할 방향과 거리, 그리고 부가적으로 속도에 관한 정보를 전달하여 이동을 제어한다.

이동부(100)는 제어부에서 제어하는 정보에 따라 이동한다. 이동부(100)는 이동형 가전기기를 이동시킨다. 이동부는 크게 동력을 생성하는 구동부(120)와 이 동력을 통해 이동을 수행하는 주행부(110)를 포함한다. 또한 이동한 거리를 산출하는 이동거리산출부(130)를 포함한다.

이동부가 이동하기 위해서는 어느 방향으로, 어느 거리를 이동해야 하는지에 대한 정보가 필요하다. 이 정보는 센서부(200)에서 수신한 정보를 토대로 제어부(500)의 이동경로생성부(540)가 생성한 정보를 포함한다.

예를 들어, 센서부에서 취합한 장애물과 벽의 위치 정보는 제어부로 보내져서 이동부의 어느 주행부를 어느정도 동작시켜 이동할 지를 명령한다. 제어부는 각 구성요소가 자신의 기능을 수행하여 얻은 정보를 취합하고, 이 정보를 토대로 다른 구성요소를 동작하게 하는 조정자 역할을 한다.

주행부(110)는 이동부와 이동부와 연결된 이동형 가전기기를 이동시키는 역 할을 한다. 바퀴, 캐터필러 등을 통해 구현 가능하며, 바퀴 이외에도 최근 로봇의 이동에 사용되는 4족보행도 이에 포함된다.

구동부(120)는 주행부(110)에 동력을 전달하고 방향을 조절한다. 구동부(120)는 조향부(122)와 동력전달부(124)를 포함한다. 동력전달부(124)의 일 실시예는 전력과 같은 에너지원으로부터 동력을 생성하는 모터이다. 조향부(122)는 주행부(110)의 방향을 조절하여 이동 방향을 제어한다. 방향 제어는 어느 하나 이상의 주행부(110)의 방향을 조절하는 것을 통해 가능하다. 방향 조절 방식 외에도 양측 바퀴의 회전 속도를 달리해서 방향을 바꿀 수 있다.

이동거리산출부(130)는 주행부(110)가 이동한 거리를 계산한다. 계산하는 방식의 일 실시예로 왼쪽과 오른쪽 주행부(110)의 회전횟수를 카운터하여 주행부의 지름을 곱하면 이동한 거리를 계산할 수 있다. 한편, 이동거리산출부(130)는 구동부가 전달한 동력을 통해서도 이동 거리 산출을 보완할 수 있다. 예를 들어, 모터의 회전횟수를 카운팅하고, 조향부의 각도를 통해 이동거리를 산출할 수 있다. 이동거리산출부(130)는 구동부(120)에서 생성한 거리 정보와 주행부(110)를 통해 얻은 실질적인 거리 정보를 상호 보완하여 이동 거리를 산출할 수 있다.

작업수행부(300)는 이동형 가전기기(1000)의 기능을 수행한다. 이동형 가전기기(1000)가 가습기의 경우 가습 기능을 제공한다. 공기청정기의 경우 공기청정 기능을, 청소기의 경우 진공청소의 기능을 제공한다. 이외에도 이동을 통해 그 기능이 향상되는 이동형 가전기기의 기능 수행을 선택적으로 포함한다.

사용자인터페이스(400)는 사용자로부터 기능 선택과 제어에 관한 사항을 입 력받고, 현재 상태 또는 현재 기능에 대한 정보를 출력하는 기능을 제공한다. 리모트 컨트롤로부터 입력 신호를 받을 수 있으며, 이동형 가전기기(1000)에 장착된 기능키 또는 입력 버튼을 통해 입력 신호를 받을 수 있다. 정보를 출력하기 위해서는 디스플레이 창을 포함할 수 있다. 출력되는 정보가 간단할 경우, LED와 같은 발광 소자를 사용하여 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(200)가 장애물을 감지하는 예시도이다.

도 6의 (a)는 벽(50)과 소정 범위의 거리를 유지하며 이동하는 이동형 가전기기(1000)의 이동방향에 식탁(20)이 존재하는 경우이다. 식탁(20)을 지지하는 식탁 다리사이에 간격이 넓어서, 이동형 가전기기(1000)의 장애물센서부(210)가 식탁(20)을 감지하지 못하였다.

(b)는 이동형 가전기기(1000)보다 식탁이 낮은 경우 측면도이다. 상방센서부(220)에서 감지한 식탁(20)은 이동형 가전기기(1000)의 높이보다 낮은 것을 알 수 있다. 상방센서부(220)에서 감지한 물체의 높이가 센서신호처리부(290)를 통해 제어부로 전달되면, 장애물회피부(510)에서는 상기 물체가 이동형 가전기기(1000)보다 높은지 낮은지 판단한다. 높이 감지가 가능한 이유는 도 8에서 후술하고자 한다. 판단 결과 물체가 이동형 가전기기(1000)보다 낮으므로, 장애물회피부(510)는 장애물을 회피하는 도 3의 메커니즘을 수행한다.

(c)는 이동형 가전기기(1000)보다 식탁이 높은 경우 측면도이다. 상방센서부(220)에서 감지한 식탁(20)은 이동형 가전기기(1000)의 높이보다 높은 것을 알 수 있다. 상방센서부(220)에서 감지한 물체의 높이가 센서신호처리부(290)를 통해 제어부로 전달되면, 장애물회피부(510)에서는 상기 물체가 이동형 가전기기(1000)보다 높은지 낮은지 판단한다. 판단 결과 물체가 이동형 가전기기(1000)보다 높으므로, 장애물이 아닌 것으로 판단하여 계속 벽을 따라 진행한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성을 보여주는 예시도이다. (a), (b), (c), (d)의 네가지 경우를 살펴보고자 한다.

(a)는 상방센서부(220)가 장애물센서부(230)에 대해 대각선의 위치에 존재하는 경우를 보여준다. 장애물센서부(230)는 전방을 탐색하고, 상방센서부(220)는 비스듬히 위쪽에 존재하는 물체를 감지한다. 우측의 벽센서부(210)는 우측의 벽과 거리를 유지하며 이동할 수 있게 한다.

(b)는 상방센서부(220)가 장애물센서부(230) 위쪽에 장착된 경우이다. 장애물센서부(230)는 전방 직진 방향을 탐색하고, 상방센서부(220)는 전방 상측 방향에 존재하는 물체를 감지한다. 우측의 벽센서부(210)는 우측의 벽과 거리를 유지하며 이동할 수 있게 한다.

(c)는 상방센서부가 아닌 충돌센서부(240)를 사용하는 경우를 보여준다. 충돌센서부(240)는 충돌을 감지하는 센서로, 이동형 가전기기(1000)의 전면에 장착된다. 이동형 가전기기(1000)는 방, 거실, 사무실 등에서 이동하므로, 그 속도가 빠르지 않을 수 있다. 따라서, 상방센서부가 아닌 충돌센서부(240)를 두어, 전방으로 진행시 장애물센서부(230)를 통해 전방에 존재하는 물체를 감지하고, 식탁, 의자의 경우에는 충돌이 일어날 경우, 충돌센서부(240)가 감지하여, 다른 방향으로 이동하 도록 할 수 있다. 이동형 가전기기(1000)의 이동 속도가 느릴 경우 이동형 가전기기(1000)가 다른 물체와의 충돌하여도 매우 약한 충돌이기 때문에, 충돌시에 다른 방향으로 이동할 수 있다. 장애물센서부(230)가 식탁을 감지하지 못할 경우, 충돌센서부(240)가 접촉 여부로 쉽게 판단할 수 있기 때문이다.

(d)는 회전을 통해 장애물센서부(230)를 이동시키는 것이 가능한 경우를 보여준다. (d)의 경우에는 도 3에서 살펴본 회전은 센서부의 회전을 의미할 수 있다. 따라서 도 3에서 S204내지 S262에서의 회전은 센서부를 회전시켜서 감지할 수 있다. (d)는 일 실시예이며, 장애물센서부(230)가 회전 가능한 형태로 (a), (b), (c)에 도시된 장애물센서부(230)의 위치에 장착될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구성과 상방센서부(220)의 작동을 보여주는 예시도이다.

벽센서부(210), 상방센서부(220), 장애물센서부(230)는 도 7의 (a)의 구성에 따라 장착되었다. 여기에 추가적으로 충돌센서부(240)와 추락센서부(250)가 부가되었다.

도 8의 (a)는 이동형 가전기기(1000)의 오른쪽 측면이다. 상방센서부(220)는 상방에 존재하는 물체와의 거리인 k와 신호가 식탁(20)에 반사되어 입사된 각, 또는 상방센서부(220)에서 신호를 내보낸 각인 θ를 알 수 있다. 그 결과 식탁이 상방센서부(220)를 기준으로 한 상대적인 높이인 h를 알 수 있다. h/k 가 cos θ 이 므로, 다음과 같이 h를 구할 수 있다.

한편 상방센서부(220)에서 다른 이동형 가전기기(1000)의 최상측면까지의 거리인 i 역시 미리 입력되어 저장되므로, 감지된 식탁(20)의 높이인 h와 i를 비교하면 충돌할 가능성이 있는지를 알 수 있다. h > i 이면 식탁(20)이 이동형 가전기기(1000)보다 높으므로 그대로 이동하여도 충돌하지 않는다. h <= i 이면 식탁(20)이 이동형 가전기기(1000)보다 낮으므로 충돌한다.

(a), (b)는 도 7에서 미도시된 충돌센서부(240)와 추락센서부(250)가 부가되었다. 충돌센서부(240)는 도면에서 알 수 있듯이 작은 온오프 센서들로 구성된다. 이 센서들에 물체가 접촉하면 충돌이 발생했음을 센서신호처리부(290)에 알리게 된다. 충돌센서부(240)는 이동형 가전기기(1000)를 둥글게 감싸는 형태로 구현가능하며, 도 7의 (c)에서 도시한 바와 같이 진행방향쪽으로 전면에만 장착할 수 있다.

추락센서부(250)는 바닥의 상태를 검토해야 하므로 전면의, 바닥에 가까운 쪽으로 장착될 수 있다. 또한, 바닥의 높낮이를 정확하게 검토하기 위해서 위쪽에 장착될 수 있다. 추락센서부(250)의 일 실시예로는 바닥에 특정 신호를 보내어 그 반향파를 계산하여 균질하지 않을 경우, 바닥에 굴곡이 있는 것으로 판단할 수 있다. 계단, 문턱과 같이 장애물센서부(230)에서는 발견되지 않는 경우에도 추락센서부(250)를 통해 감지할 수 있다. 추락센서부(250)에서 이동 방향에 계단과 같이 추락이 발생할 상황이 존재한다면, 제어부(500)는 장애물을 회피하듯이 방향을 바꾸 어 이동할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 가전기기를 이동시키는 이동부(100)의 구성을 보여주는 예시도이다.

(a)는 이동부를 구성하는 요소들의 일 실시예를 보여준다.

주행부(112, 116, 118)는 이동부와 이동부와 연결된 공기청정 장치를 이동시키는 역할을 한다. 바퀴를 통해 구현 가능하며, 바퀴 이외에도 최근 로봇의 이동에 사용되는 4족보행도 이에 포함된다.

구동부(120)는 주행부에 동력을 전달하고 방향을 조절한다. 구동부(120)는 조향부(122)와 동력전달부(124)를 포함한다. 동력전달부(124)는 전력과 같은 에너지원으로부터 동력을 생성하는 모터를 포함한다. 조향부(122)는 주행부(112)의 방향을 조절하여 이동 방향을 제어한다. 방향 제어는 어느 하나 이상의 주행부(112, 116, 118)의 방향을 조절하는 것을 통해 가능하다. 또한 도 2에는 도시되지 않았으나, 이동방향에 있는 주행부(116)의 좌우 방향을 조절하여 이동 방향을 제어할 수 있다.

이동거리산출부(132, 136)는 주행부(112, 118)가 이동한 거리를 계산한다. 계산하는 방식의 일 실시예로 왼쪽과 오른쪽 주행부(112, 118)의 회전횟수를 카운터하여 주행부의 지름을 곱하면 이동한 거리를 계산할 수 있다.

(b)는 조향부와 동력전달부가 분리된 경우를 보여준다. 주행부(116)에 조향부(122)가 장착되었고, 동력전달부(124)는 다른 주행부(112, 118)에 동력을 전달한다. 구동부를 구성하는 조향부와 동력전달부가 각기 다른 주행부에 장착된 예이다.

(c)는 동력전달부만으로 조향을 수행하는 경우를 보여준다. 동력전달부(124)는 각각 주행부(112, 118)에 장착되고, 동력전달부(124)는 양 주행부(112, 118)의 속도를 제어하여 방향을 수정한다. 예를 들어, 왼쪽으로 가고자 할 경우에는 왼쪽 주행부(112)보다 오른쪽 주행부(118)의 회전 속도를 높여서 이동 방향을 조정할 수 있다.

(d)는 조향부와 동력전달부가 결합된 경우이다. 구동부(120)내에 조향부와 동력전달부가 설치되고, 이동과 방향의 전환은 주행부(112와 118)에서 이루어진다. 이는 (a)의 구성과 유사하다.

설명에 앞서 이동형 가전기기의 세부 명칭은 도 1의 (b)에서 살펴본 바와 같다. 설명의 편의를 위해, 센서부에 대한 참조번호는 1001위치의 이동형 가전기기에만 첨부하며, 다른 위치에서의 센서부에 대한 참조번호는 생략한다. 이동형 가전기기 내에 있는 화살표는 이동방향을 의미하며, 이동형 가전기기 내의 숫자는 하나의 이동형 가전기기가 이동하는 위치를 나타낸다.

방은 벽(50)으로 둘러쌓여 있으며, 식탁(20), 상자(30), 침대(40)이 방안에 비치되어 있다. 이동형 가전기기(1001~1010)은 하나의 이동형 가전기기가 이동하는 과정을 보여준다. 먼저, 첫번째 위치에서 이동형 가전기기(1001)는 벽을 탐지한다. 벽센서부(210)를 통해 오른쪽의 벽(50)을 감지한 이동형 가전기기는 1002 위치로 이동한다. 벽으로 이동시에는 전방의 장애물센서부(230)를 통해 벽과 소정 범위의 거리를 유지할 때까지 접근한다. 1002 위치는 벽과 소정 범위의 거리로, 여기서 이동형 가전기기는 벽을 따라 이동하게 된다. 1003과 1004에 나타난 바와 같이 벽과 거리를 유지하며 이동한다. 벽과 거리를 유지하며 이동하기 위해서는 벽센서부(210)를 사용한다. 벽센서부(210)는 이동중에 수시로 벽과의 거리가 얼마인지를 감지하여 벽과 부딪히거나 또는 벽과 멀어지지 않도록 한다.

1004 위치의 이동형 가전기기는 상자(30)를 장애물센서부(230)를 통해 감지한다. 장애물을 회피하기 위해, 다른 방향으로 이동한다. 도 3의 장애물 회피 메커니즘을 사용할 때, 왼쪽 방향으로 이동하여 1005 위치로 이동한다.

1005 위치에서 이동형 가전기기는 다시 벽을 감지한다. 벽이 오른쪽에 있다는 것을 벽센서부(210)를 통해 감지한 경우, 이동형 가전기기는 1006위치로 이동한다. 1006 위치는 벽과 소정범위 내의 위치이므로 이동형 가전기기는 벽을 따라 이동을 시작한다. 1007 위치에 도달한 이동형 가전기기는 상방센서부(220)를 통해 상방에 위치한 식탁(20)을 감지한다. 식탁 다리 사이의 공간이 넓기 때문에 장애물센서부(210)에는 식탁이 감지되지 않을 수 있다. 이동형 가전기기는 장애물인 식탁(20)을 회피하기 위해, 역시 도 3의 장애물 회피 메커니즘을 사용하여 왼쪽 방향의 1008 위치로 이동한다.

여기에서 다시 벽을 따라 이동하기 위해서 벽을 탐색하는 과정이 필요하다. 벽이 오른쪽에 있다는 것을 벽센서부(210)를 통해 감지한 경우, 이동형 가전기기는 1009 위치로 이동한다. 1009 위치로 이동하기 위해서 장애물센서부(210)을 사용한다. 1009 위치로 이동한 후에는 벽을 따라 이동하도록 벽센서부(230)를 사용한다. 벽센서부(230)가 감지한 벽과의 거리가 소정 범위를 만족하도록 이동형 가전기기의 제어부는 구동부의 이동 방향 또는 속도를 제어할 수 있다. 벽을 따라 이동한 결과 1010의 위치에 도달한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 구현함으로써 이동형 가전기기가 벽을 따라 이동하며 장애물을 회피할 수 있다.

본 발명을 구현함으로써 식탁, 책상, 창문틀과 같은 유형의 장애물을 감지하여 충돌을 회피할 수 있다.

Claims

동력을 이용하여 이동하는 이동부;

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방에 존재하는 장애물과 측면에 존재하는 벽을 감지하는 센서부; 및

상기 센서부가 장애물을 감지한 결과에 따라 상기 이동부가 이동할 경로를 생성하여 이동부를 제어하는 제어부를 포함하며,

상기 제어부는 상기 이동부가 벽과 소정 범위의 거리를 유지하며 이동하도록 제어하며,

상기 센서부가 장애물을 감지한 경우, 상기 제어부는 상기 이동부를 상기 장애물 및 다른 장애물이 존재하지 않는 방향으로 이동하도록 제어하는, 이동형 가전기기.
제 1항에 있어서,

가습, 공기청정 및 진공청소 중 어느 한 기능 이상을 수행하는 작업수행부를 더 포함하는, 이동형 가전기기.
제 1항에 있어서,

상기 센서부는

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방에 존재하는 장애물을 감지하 는 장애물센서부;

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 측면에 존재하는 벽을 감지하는 벽센서부; 및

상기 센서부가 감지한 장애물에 대한 정보를 포함하는 신호를 처리하는 센서신호처리부를 포함하는, 이동형 가전기기.
제 3항에 있어서,

상기 센서부는

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방의 상방에 존재하는 장애물을 감지하는 상방센서부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 상방센서부가 감지한 장애물이 상기 가전기기보다 낮은 경우, 상기 이동부를 상기 이동하는 방향과 다른 방향으로 이동하도록 제어하는, 이동형 가전기기.
제 3항에 있어서,

상기 센서부는

상기 가전기기가 다른 물체와의 충돌을 감지하는 충돌센서부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 충돌센서부가 충돌을 감지하는 경우 상기 이동부를 충돌한 방향과 다른 방향으로 이동하도록 제어하는, 이동형 가전기기.
제 3항에 있어서,

상기 센서부는

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방의 지면의 편평도를 감지하는 추락센서부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 추락센서부가 상기 지면이 편평하지 않음을 감지하는 경우 상기 이동부를 상기 이동하는 방향과 다른 방향으로 이동하도록 제어하는, 이동형 가전기기.
제 3항에 있어서,

상기 센서부는

상기 이동부가 이동하는 방향을 기준으로 전방 또는 측면에 존재하는 유리창을 감지하는 창문틀센서부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 창문틀센서부가 유리창을 감지하는 경우, 상기 감지한 위치에 따라 상기 유리창을 장애물 또는 벽으로 인식하여 상기 이동부의 이동을 제어하는, 이동형 가전기기.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는

상기 이동부가 장애물을 회피하여 이동할 방향과 거리를 생성하는 장애물회피부;

상기 이동부가 벽과 소정 범위의 거리를 유지하도록 이동할 방향과 거리를 생성하는 벽추적부; 및

상기 장애물회피부와 벽추적부가 생성한 방향과 거리를 조합하여 이동부에 전송할 제어신호를 생성하는 이동경로생성부를 포함하는, 이동형 가전기기.
제 8항에 있어서,

상기 제어부는

상기 센서부가 벽을 감지하지 못한 경우, 벽을 감지하기 위해 이동할 방향과 거리를 생성하는 예외상황처리부를 더 포함하며,

상기 이동경로생성부는 상기 예외상황처리부가 생성한 방향과 거리를 조합하여 이동부에 전송할 제어신호를 생성하는, 이동형 가전기기.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 센서부가 장애물을 감지한 경우, 상기 이동부 또는 상기 센서부를 회전시키며,

상기 센서부는 상기 회전한 위치에서 소정의 범위 내에 존재하는 상기 장애물 또는 다른 장애물이 존재하는지 감지하며,

상기 제어부는 상기 센서부를 통해 상기 범위 내에 상기 장애물 및 상기 다른 장애물이 존재하지 않는 경우, 상기 이동부를 상기 회전한 방향으로 이동하도록 제어하는, 이동형 가전기기.
제 1항에 있어서,

상기 이동부는

전원으로부터 동력을 전달받고 이동의 방향을 조절하는 구동부;

상기 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 구동부에서 조절한 방향으로 이동하는 주행부; 및

상기 주행부를 통해 이동한 거리를 산출하는 이동거리산출부를 포함하는, 이동형 가전기기.
제 11항에 있어서,

상기 구동부는

이동의 방향을 조절하는 조향부; 및

전원으로부터 동력을 전달받는 동력전달부를 포함하는, 이동형 가전기기.
이동형 가전기기가 벽을 감지하는 단계;

상기 감지된 방향으로 접근하는 단계;

상기 벽과 소정 범위의 거리를 유지하면서 이동하는 제 1 이동 단계;

상기 이동하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계;

상기 장애물이 감지된 경우 제 1 회전하는 단계; 및

상기 제 1 회전한 방향을 기준으로 소정 범위 내에 상기 장애물 및 다른 장 애물이 존재하지 않는 경우 상기 제 1 회전한 방향으로 이동하는 제 2 이동 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 접근하는 단계는,

상기 이동형 가전기기가 접근하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계; 및

상기 감지된 장애물 및 다른 장애물이 존재하지 않는 방향으로 이동하는 제 3 이동 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 14항에 있어서,

상기 이동형 가전기기가 접근하는 방향에 존재하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계는,

상기 이동형 가전기기가 접근하는 방향을 기준으로 전방의 상방에 존재하는 장애물을 감지하는 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 14항에 있어서,

상기 이동형 가전기기가 접근하는 방향에 존재하는 방향에 존재하는 장애물 을 감지하는 단계는,

상기 이동형 가전기기가 접근하는 방향에 존재하는 유리창을 감지하는 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 14항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 3 이동 단계는,

제 2 회전하는 단계; 및

상기 제 2 회전한 방향을 기준으로 소정 범위 내에 상기 장애물 및 다른 장애물이 존재하는지 감지하는 단계를 수행하여 얻어지는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 이동하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계는,

상기 이동형 가전기기가 이동하는 방향을 기준으로 전방의 상방에 존재하는 장애물을 감지하는 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 제 1 이동 단계는

유리창을 감지하여 상기 유리창과 소정 범위의 거리를 유지하면서 이동하는 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 이동하는 방향에 존재하는 장애물을 감지하는 단계는,

상기 이동형 가전기기가 이동하는 방향에 존재하는 유리창을 감지하는 단계를 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

벽을 감지하지 못한 경우,

소정의 거리를 이동하여 벽을 재감지하는 단계를 더 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 제 2 이동 단계 이후에,

상기 이동형 가전기기가 벽을 재감지하는 단계; 및

상기 재감지된 방향으로 접근하는 단계를 더 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 제 2 이동 단계 이후에,

상기 이동형 가전기기가 상기 제 2 이동 단계에서 이동한 거리와 이동한 방향을 계산하여 벽의 위치를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 방향으로 접근하는 단계를 더 포함하는, 이동형 가전기기가 장애물을 회피하며 벽을 따라 이동하는 방법.