KR20190035377A

KR20190035377A - 이동 로봇 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20190035377A
Application number: KR1020170124514A
Authority: KR
Inventors: 조원철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-04-03
Also published as: EP3687745B1; US20200275814A1; EP3687745A1; EP3687745A4; KR102032285B1; TWI706763B; WO2019066444A1; US11751744B2; TW201914514A

Abstract

본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은 청소 중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하는 먼지센서와 복수의 영역으로 구분되는 주행구역을 주행하며 청소를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 영역에 대하여, 상기 먼지센서로부터 감지되는 먼지정보와, 영역 별 청소횟수를 상기 데이터부에 저장하고, 상기 먼지정보 및 상기 청소횟수에 의해 산출되는 청소데이터에 대응하여 청소영역과 제외영역을 설정하여, 불필요하게 청소를 반복하지 않도록 하고, 청소 횟수에 따라 먼지량이 적더라도 청소가 수행되도록 함으로써, 실내 영역 전반에 걸쳐 고른 청소상태를 유지할 수 있도록 하고, 청소 효율을 향상시킨다.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법{Moving Robot and controlling method}

본 발명은 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 청소영역을 주행하여 청소를 수행하는 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동 로봇은 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 자동으로 청소하는 기기이다.

이러한 이동 로봇은 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하고, 장애물 회피 동작을 수행한다.

이동 로봇은 영역을 주행하면서 지도를 생성하여, 청소시 지도를 바탕으로 주행하면서 청소를 수행함에 따라 미청소 영역이 발생하지 않도록 하고, 청소 중 발생되는 장애물에 들에 대한 정보를 저장하여 이용하는 추세이다.

이동 로봇이 동작하는 실내 환경에 따라, 지저분한 정도가 상이하므로 이에 대응하여 이동 로봇이 청소를 수행할 필요성이 있으나, 이러한 실내 환경이 반영되기 어렵다는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해, 대한민국 특허출원 KP20110032346A(2011-04-07)에는, 청소영역을 탐색하며 청소 지도를 생성하고, 지도상에 오염도를 표시하는 청소 로봇이 개시되어 있다.

그러나 이러한 이동 로봇은, 오염도를 표시하고는 있으나 청소를 통해 측정 지역에 대한 오염상태의 변화 등을 나타내는 것은 아니므로 청소제어에 한계가 있다.

또한, 오염도 만으로 청소의 우선순위를 정함에 따라, 상대적으로 오염도가 높은 영역은 반복 청소됨에 따라 불필요하게 중복하여 청소하게 되는 문제가 있고, 상대적으로 오염도가 낮은 영역은 청소에서 제외되는 문제점이 있다.

즉 오염도 만으로 청소가 중복되어 청소 시간이 증가하는 문제점이 있고, 특히, 특정 영역이 청소에서 배제됨에 따라 전체 영역에 대한 고른 청소가 수행되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 실내 영역에서 각 청소영역 별로 오염도를 판단하되, 청소 횟수를 고려하여 청소할 영역을 설정함으로써, 불필요하게 반복하여 청소되는 것을 방지하면서 실내 영역 전반에 걸친 청소가 수행되도록 하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 일 실시예에 따른 이동 로봇은, 이동 가능한 본체; 상기 본체를 이동시키는 주행부; 영역별 데이터가 저장되는 데이터부; 청소 중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하는 먼지센서; 상기 주행부를 제어하여, 복수의 영역으로 구분되는 주행구역을 주행하며 청소를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여, 상기 먼지센서로부터 감지되는 먼지정보와, 영역별 청소횟수를 상기 데이터부에 저장하고, 상기 먼지정보 및 상기 청소횟수에 의해 산출되는 청소데이터에 대응하여 청소영역과 제외영역을 설정하여, 상기 청소영역에 대한 청소가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 복수의 영역 중 각 영역에 대하여, 주행가능한 영역을 일정 크기의 셀로 구분하여, 영역별 셀의 갯수와 상기 먼지센서에 의해 먼지가 감지되는 셀의 갯수를 상기 먼지정보로 저장하고, 영역별 셀의 갯수, 상기 먼지가 감지된 셀의 갯수, 및 청소횟수를 바탕으로 상기 청소데이터를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 청소데이터의 값이 기준값 이상이면 청소영역으로 설정하고, 상기 청소데이터의 값이 상기 기준값 미만인 경우 제외영역으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이동 로봇의 제어방법은 복수의 영역으로 구분된 주행구역에 대한 청소명령이 입력되는 단계; 영역별 청소횟수와 먼지정보를 바탕으로 산출된 청소데이터를 확인하는 단계; 상기 청소데이터를 기준값과 비교하여 청소영역과 제외영역을 설정하는 단계; 주행하면서 상기 청소영역에 대한 청소를 수행하는 단계; 청소 중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하여 먼지정보를 저장하는 단계; 및 영역별 청소횟수와 상기 먼지정보에 대응하여 상기 청소데이터를 갱신하는 단계를 포함한다.

상기 청소데이터의 값이 상기 기준값 미만인 경우, 영역을 상기 제외영역으로 설정하기 전, 제외영역으로 설정된 횟수가 설정횟수 이상인 경우, 먼지농도가 기준농도 이상인 셀이 존재하는 경우, 및 마지막 청소 후 설정시간이 경과한 경우 중 적어도 하나를 만족하는 경우 사익 영역을 청소영역으로 설정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은 이동 로봇이 주행하면서 감지되는 먼지의 농도를 감지하고, 영역별 청소 횟수를 카운트하여, 영역별 청소데이터를 산출함으로써, 다음 청소 시 청소 영역을 설정할 수 있다.

본 발명은 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정함에 따라, 불필요하게 청소를 반복하지 않도록 하고, 청소 횟수에 따라 먼지량이 적더라도 청소가 수행되도록 함으로써, 실내 영역 전반에 걸쳐 고른 청소상태를 유지할 수 있도록 하고, 청소 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 실내를 복수의 영역으로 구분하여 영역별로 청소를 수행하되, 영역 내에서 셀 단위로 먼지량을 감지함에 따라, 정확한 먼지량 판단이 가능하고, 영역의 구분이 불가능한 상황이라도 셀단위로 측정되는 먼지량을 바탕으로 청소를 진행할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 이동 로봇이 도시된 사시도이다.
도 2 는 도 1의 이동 로봇의 수평 화각을 도시한 도이다.
도 3 은 도 1의 이동 로봇의 전면도이다.
도 4 는 도 1의 이동 로봇의 저면을 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다.
도 6 은 본 발명의 이동 로봇의 맵 생성 및 영역 구분의 예가 도시된 도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 영역별 셀 구분을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 이동에 따른 감지방법을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 영역의 환경변화를 설명하는데 참조되는 도이다.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소영역 설정에 따른 방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 데이터 갱신방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명의 제어구성은 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 사시도이다. 도 2는 도 1의 이동 로봇의 수평 화각을 도시한 것이다. 도 3은 도 1의 이동 로봇의 전면도이다. 도 4는 도 1의 이동 로봇의 저면을 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(1)은 청소구역의 바닥을 따라 이동하며, 바닥 상의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되어 장애물을 감지하는 감지수단을 포함한다.

본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)에 배치되어 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)과, 케이싱(11)에 회전 가능하게 구비되는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 포함할 수 있다. 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))이 회전함에 따라 본체(10)가 청소구역의 바닥을 따라 이동되며, 이 과정에서 흡입유닛(34)을 통해 이물질이 흡입된다.

흡입유닛(34)은 흡입력을 발생시키는 흡입 팬(미도시)과, 흡입 팬의 회전에 의해 생성된 기류가 흡입되는 흡입구(10h)를 포함할 수 있다. 흡입유닛(34)은 흡입구(10h)를 통해 흡입된 기류 중에서 이물질을 채집하는 필터(미도시)와, 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다.

또한, 본체(10)는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 구동시키는 주행부를 포함할 수 있다. 주행부는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구동모터는 좌륜(36(L))을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜(36(R))을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.

좌륜 구동모터와 우륜 구동모터는 제어부의 주행제어부에 의해 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어질 수 있다. 예를들어, 본체(10)가 직진 주행하는 경우에는 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 다른 속도로 회전되거나, 서로 반대 방향으로 회전되는 경우에는 본체(10)의 주행 방향이 전환될 수 있다. 본체(10)의 안정적인 지지를 위한 적어도 하나의 보조륜(37)이 더 구비될 수 있다.

케이싱(11)의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 복수의 브러시(35)가 더 구비될 수 있다. 복수의 브러시(35)의 회전에 의해 청소구역의 바닥으로부터 먼지들이 제거되며, 이렇게 바닥으로부터 분리된 먼지들은 흡입구(10h)를 통해 흡입되어 채집통에 모인다.

케이싱(11)의 상면에는 사용자로부터 이동 로봇(1)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 조작부(160)를 포함하는 컨트롤 패널이 구비될 수 있다.

감지수단은, 도 1의 (a)와 같이 복수의 센서를 이용하여 장애물을 감지하는 센서부(150), 영상을 촬영하는 영상 획득부(140)(170)를 포함한다.

또한, 감지수단은, 도 1의 (b)와 같이, 본체(10)의 전면에 배치되어, 광패턴을 조사하고 촬영되는 영상을 통해 장애물을 감지하는 장애물 감지유닛(100)을 포함할 수 있다. 장애물 감지유닛(100)은 영상 획득부(140)를 포함하고, 감지수단을 장애물감지유닛과 센서부(150)를 모두 포함할 수 있다.

영상 획득부(140)는 각각 도 2의 (a)와 같이, 천장을 향하도록 구비될 수 있고, 또한, 도 3의 (b)와 같이, 전방을 향하도록 구비될 수 있다. 경우에 따라 어느 하나의 영상 획득부(140)가 구비되거나, 또는 전방과 천장을 향하는 두개의 영상 획득부(140)가 모두 구비될 수도 있다.

장애물 감지유닛(100)은 본체(10)의 전면에 배치될 수 있다.

장애물 감지유닛(100)은 케이싱(11)의 전면에 고정되고, 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)를 포함한다. 이때 영상 획득부는 도시된 바와 같이 패턴조사부의 하부에 설치되는 것을 기본으로 하나, 경우에 따라 제 1 및 제 2 패턴조사부 사이에 배치될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 본체의 상단부에 제 2 영상 획득부(170)가 더 구비될 수 있다. 제 2 영상 획득부(170)는 본체의 상단부, 즉 천장의 영상을 촬영한다.

본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(38)가 구비되며, 배터리(38)의 충전 단자(33)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 별도의 충전대(400)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자(33)가 충전대의 단자(410)와의 접촉을 통해 상용 전원과 전기적으로 연결되고, 배터리(38)의 충전이 이루어질 수 있다. 이동 로봇(1)을 구성하는 전장 부품들은 배터리(38)로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리(38)가 충전된 상태에서 이동 로봇(1)은 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 주행부(250), 청소부(260), 데이터부(280), 장애물 감지유닛(100), 센서부(150), 통신부(270), 조작부(160), 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(200)를 포함한다.

조작부(160)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패드 등의 입력수단을 포함하여 사용자명령을 입력받는다. 조작부는 앞서 설명한 바와 같이 본체(10)의 상단부에 구비될 수 있다.

데이터부(280)에는 장애물 감지유닛(100) 또는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호가 저장되고, 장애물인식부(210)가 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장된다. 또한, 데이터부(280)에는 이동 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 이동 로봇의 청소모드에 따른 데이터가 저장되며, 맵생성부에 의해 생성된, 장애물정보가 포함된 지도가 저장된다. 데이터부(280)는, 기초맵, 청소맵, 사용자맵, 가이드맵이 저장될 수 있다. 장애물 감지신호는 센서부에 의한 초음파/레이저 등의 감지신호, 영상 획득부의 획득영상이 포함된다.

또한, 데이터부(280)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.

통신부(270)는, 무선통신 방식으로 단말(미도시)과 통신한다. 또한, 통신부(270)는 가정 내 네트워크를 통해, 인터넷망에 연결되어, 외부의 서버 또는 이동 로봇을 제어하는 단말과 통신할 수 있다.

통신부(270)는 생성되는 지도를 단말로 전송하고, 단말로부터 청소명령을 수신하며, 이동 로봇의 동작상태, 청소상태에 대한 데이터를 단말로 전송한다. 통신부(270)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선통신 뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다.

한편, 단말은 통신모듈이 탑재되어 네트워크 접속이 가능하고 이동 로봇을 제어하기 위한 프로그램, 또는 이동 로봇 제어용 어플리케이션이 설치된 기기로, 컴퓨터, 랩탑, 스마트폰, PDA, 태블릿PC 등의 기기가 사용될 수 있다. 또한, 단말은, 스마트 워치 등의 웨어러블(wearable) 장치 또한 사용될 수 있다.

주행부(250)는 적어도 하나의 구동모터를 포함하여 주행제어부(230)의 제어명령에 따라 이동 로봇이 주행하도록 한다. 주행부(250)는 앞서 설명한 바와 같이, 좌륜(36(L))을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜(36(R))을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.

청소부(260)는 브러쉬를 동작시켜 이동 로봇 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하기 쉬운 상태로 만들고, 흡입장치를 동작시켜 먼지 또는 이물질을 흡입한다. 청소부(260)는 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)에 구비되는 흡입 팬의 동작을 제어하여 먼지가 흡입구를 통해 이물질 채집통에 투입되도록 한다.

장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130), 그리고 영상 획득부(140)를 포함한다.

센서부(150)는 복수의 센서를 포함하여 장애 감지를 보조한다. 센서부(150)는 레이저, 초음파, 적외선 중 적어도 하나를 이용하여 본체(10)의 전방, 즉 주행방향의 장애물을 감지한다. 센서부(150)는 송출되는 신호가 반사되어 입사되는 경우, 장애물의 존재여부 또는 장애물까지의 거리에 대한 정보를 장애물 감지신호로써 제어부(200)로 입력한다.

또한, 센서부(150)는 먼지센서(151)를 포함한다.

먼지센서(151)는 흡입구의 어느 일 측에 설치되어, 흡입되는 공기 중의 먼지를 감지한다. 먼지센서(151)는 먼지의 유무, 먼지의 양 또는 먼지 농도를 감지하여 제어부(200)로 입력한다.

예를 들어, 먼지센서는 복수로 구비될 수 있고, 형태나 구성에 따라, 흡입되는 공기의 먼지 유무를 단순하게 감지할 수 있고, 또는 흡입되는 공기 중의 먼지 입자의 갯수를 감지하여 일정 시간 동안의 먼지 농도를 감지할 수 있다. 먼지센서는 단순히 먼지의 유무를 감지하는 경우, 소정시간 단위로 먼지가 감지되는 횟수를 카운트하여 소정 시간 내에 감지되는 정도에 따라 먼지량을 판단할 수 있다.

흡입되는 공기로부터 일정 시간 동안의 먼지 농도를 감지할 수 있다. 먼지센서는 먼지입자 크기별로 먼지의 농도를 감지할 수 있으며, 종류에 따라, PM 1.0, PM 2.5, PM 10 와 같은 미세먼지의 먼지 농도를 구분하여 감지할 수 있다.

센서부(150)는 적어도 하나의 기울기센서(미도시)를 포함하여 본체의 기울기를 감지할 수 있다. 기울기센서는 본체의 전, 후, 좌, 우 방향으로 기울어지는 경우, 기울어진 방향과 각도를 산출한다. 기울기센서는 틸트센서, 가속도센서 등이 사용될 수 있고, 가속도센서의 경우 자이로식, 관성식, 실리콘반도체식 중 어느 것이나 적용 가능하다.

또한, 센서부(150)는 청소 영역의 바닥상태를 감지할 수 있다.

장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)가, 앞서 설명한 바와 같이, 본체(10)의 전면에 설치되어, 이동 로봇의 전방에 제 1 및 제 2 패턴의 광(P1, P2)을 조사하고, 조사된 패턴의 광을 촬영하여 영상을 획득한다.

장애물 감지유닛(100)은 획득영상을 장애물 감지신호로써 제어부(200)로 입력한다.

장애물 감지유닛(100)의 제 1 및 제 2 패턴 조사부(120, 130)는 광원과, 광원으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element)를 포함할 수 있다. 광원은 레이져 다이오드(Laser Diode, LD), 발광 다이오드(Light Emitteing Diode, LED) 등 일 수 있다. 레이져 광은 단색성, 직진성 및 접속 특성에 있어 다른 광원에 비해 월등해, 정밀한 거리 측정이 가능하며, 특히, 적외선 또는 가시광선은 대상체의 색상과 재질 등의 요인에 따라 거리 측정의 정밀도에 있어서 편차가 크게 발생되는 문제가 있기 때문에, 광원으로는 레이져 다이오드가 바람직하다. 패턴생성자는 렌즈, DOE(Diffractive optical element)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 조사부(120, 130)에 구비된 패턴 생성자의 구성에 따라 다양한 패턴의 광이 조사될 수 있다.

제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 패턴의 광(P1, 이하, 제 1 패턴 광이라고 함.)을 본체(10)의 전방 하측을 향해 조사할 수 있다. 따라서, 제 1 패턴 광(P1)은 청소구역의 바닥에 입사될 수 있다.

제 1 패턴 광(P1)은 수평선의 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제 1 패턴 광(P1)은 수평선과 수직선이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성되는 것 또한 가능하며 도면에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있다.

제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)는 수직으로, 일렬 배치될 수 있다. 영상 획득부(140)는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)의 하부에 배치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부의 상부에 배치될 수도 있다.

실시예에서, 제 1 패턴 조사부(120)는 상측에 위치하여 전방을 향해 하방으로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하여, 제 1 패턴 조사부(120)보다 하측에 위치하는 장애물을 감지하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 1 패턴 조사부(120)의 하측에 위치하여 전방을 향해 상방으로 제 2 패턴의 광(P2, 이하, 제 2 패턴 광이라고 함.)을 조사할 수 있다. 따라서, 제 2 패턴 광(P2)은 벽면이나, 청소구역의 바닥으로부터 적어도 제 2 패턴 조사부(130)보다 높이 위치하는 장애물 또는 장애물의 일정 부분에 입사될 수 있다.

제 2 패턴 광(P2)은 제 1 패턴 광(P1)과 다른 패턴으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 수평선을 포함하여 구성된다. 여기서, 수평선은 반드시 연속한 선분이어야 하는 것은 아니고, 점선으로 이루어질 수도 있다.

한편, 앞서 설명한 도 2에서, 표시된 조사각(θh)은 제 1 패턴 조사부(120)로부터 조사된 제 1 패턴 광(P1)의 수평조사각을 표시한 것으로, 수평선(Ph)의 양단이 제 1 패턴 조사부(120)와 이루는 각도를 나타내며, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 2에 표시된 점선은 이동 로봇(1)의 전방을 향하는 것이며, 제 1 패턴 광(P1)은 점선에 대해 대칭인 형태로 구성될 수 있다.

제 2 패턴 조사부(130) 역시 제 1 패턴 조사부(120)와 마찬가지로 수평 조사각이, 바람직하게는, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해질 수 있으며, 실시예에 따라서는 제 1 패턴 조사부(120)와 동일한 수평 조사각으로 패턴 광(P2)을 조사할 수 있으며, 이 경우, 제 2 패턴 광(P1) 역시 도 2에 표시된 점선에 대해 대칭인 형태로 구성될 수 있다.

영상 획득부(140)는 본체(10) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 특히, 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(이하, 획득영상이라고 함.)에는 패턴 광(P1, P2)이 나타나며, 이하, 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간상에 입사된 패턴 광(P1, P2)이 이미지 센서에 맺힌 상이기 때문에, 패턴 광들(P1, P2)과 같은 도면 부호를 부여하여, 제 1 패턴 광(P1) 및 제 2 패턴 광(P2)과 각각 대응하는 상들을 제 1 광 패턴(P1) 및 제 2 광 패턴(P2)이라고 하기로 한다.

영상 획득부(140)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 디지털 카메라를 포함할 수 있으며, 디지털 카메라는 이미지센서(미도시)와 영상처리부(미도시)를 포함할 수 있다.

이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.

영상처리부는 이미지센서로부터 출력된 아날로그 신호를 바탕으로 디지털 영상을 생성한다. 영상처리부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터와, AD컨버터로부터 출력된 디지털 신호에 따라 일시적으로 디지털 정보(digital data)를 기록하는 버퍼 메모리(buffer memory)와, 버퍼 메모리에 기록된 정보를 처리하여 디지털 영상을 구성하는 디지털 신호처리기(DSP:Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.

제어부(200)는 장애물인식부(210), 맵생성부(220), 주행제어부(230), 위치인식부(240)를 포함한다.

장애물인식부(210)는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 획득영상을 통해 장애물을 판단하고, 주행제어부(230)는 장애물 정보에 대응하여 이동방향 또는 주행경로를 변경하여 장애물을 통과하거나 또는 장애물을 회피하여 주행하도록 주행부(250)를 제어한다.

주행제어부(230)는 주행부(250)를 제어하여 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터의 작동을 독립적으로 제어함으로써 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하도록 한다.

장애물인식부(210)는 센서부(150) 또는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 장애물 감지신호를 데이터부(280)에 저장하고, 장애물 감지신호를 분석하여 장애물을 판단한다.

장애물인식부(210)는 센서부의 신호를 바탕으로 전방의 장애물 존재 여부를 판단하고, 획득영상을 분석하여 장애물의 위치, 크기, 형태를 판단한다.

장애물인식부(210)는 획득영상을 분석하여 패턴을 추출한다. 장애물인식부(210) 제 1 패턴 조사부 또는 제 2 패턴 조사부로부터 조사된 패턴의 광이 바닥 또는 장애물에 조사되어 나타나는 광 패턴을 추출하고, 추출된 광 패턴을 바탕으로 장애물을 판단한다.

장애물인식부(210)는 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(획득영상)으로부터 광 패턴(P1, P2)을 검출한다. 장애물인식부(210)는 획득영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 광 패턴(P1, P2) 또는 광 패턴(P1, P2)을 구성하는 점, 선, 면 등을 검출할 수 있다.

장애물인식부(210)는 주변보다 밝은 픽셀들이 연속됨으로써 구성되는 선분들을 추출하여, 제 1 광 패턴(P1)을 구성하는 수평선, 제 2 광 패턴(P2)을 구성하는 수평선을 추출할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 디지털 영상으로부터 원하는 형태의 패턴을 추출하는 다양한 기법들이 이미 알려져 있는바, 장애물인식부(210)는 이들 공지된 기술들을 이용하여 제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)을 추출할 수 있다.

또한, 장애물인식부(210)는 검출된 패턴을 바탕으로 장애물 유무를 판단하고, 장애물의 형태를 판단한다. 장애물인식부(210)는 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴을 통해 장애물을 판단하고, 장애물까지의 거리를 산출할 수 있다. 또한, 장애물인식부(210)는 제 1 광패턴과 제 2 광패턴의 형태, 장애물 접근 중 나타나는 광패턴을 변화를 통해 장애물의 크기(높이)와 형태를 판단할 수 있다.

장애물인식부(210)는 제 1 및 광패턴 및 제 2 광패턴에 대하여 기준위치와의 거리를 바탕으로 장애물을 판단한다. 장애물인식부(210)는 제 1 광 패턴(P1)이 기준위치보다 낮은 위치에 나타나는 경우, 내리막 경사로가 존재하는 것으로 판단할 수 있고, 제 1 광 패턴(P1)이 사라지는 경우 낭떠러지로 판단한다. 또한, 장애물인식부(210)는 제 2 광 패턴이 나타나는 경우, 전방의 장애물 또는 상부의 장애물을 판단할 수 있다.

장애물인식부(210)는 센서부(150)의 기울기센서로부터 입력되는 기울기정보를 바탕으로, 본체의 기울어짐 여부를 판단하고, 본체가 기울어진 경우, 획득영상의 광 패턴의 위치에 대하여 기울기를 보상한다.

주행제어부(230)는 청소영역 중 지정된 영역에 대하여 주행하며 청소가 수행되도록 주행부(250)를 제어하고, 주행 중 먼지를 흡입하여 청소가 수행되도록 청소부(260)를 제어한다.

주행제어부(230)는 장애물인식부(210)로부터 인식되는 장애물에 대응하여, 주행 가능 여부 또는 진입가능 여부를 판단하여 장애물에 접근하여 주행하거나, 장애물을 통과하거나, 또는 장애물을 회피하도록 주행경로를 설정하여 주행부(250)를 제어한다.

맵생성부(220)는, 장애물인식부(210)에 의해 판단되는 장애물에 대한 정보를 바탕으로, 청소영역에 대한 지도를 생성한다.

맵생성부(220)는 초기 동작 시, 또는 청소영역에 대한 지도가 저장되어 있지 않은 경우, 청소영역을 주행하면서 장애물 정보를 바탕으로 청소영역에 대한 지도를 생성한다. 또한, 맵생성부(220)는 주행중 획득되는 장애물 정보를 바탕으로, 기 생성된 지도를 갱신한다.

맵생성부(220)는 주행 중 장애물인식부(210)를 획득되는 정보를 바탕으로 기초맵을 생성하고, 기초맵으로부터 영역을 구분하여 청소맵을 생성한다. 또한 맵생성부(220)는 청소맵에 대하여 영역을 정리하고, 영역에 대한 속성을 설정하여 사용자맵과 가이드맵을 생성한다.

기초맵은, 주행을 통해 획득되는 청소영역의 형태가 외곽선으로 표시되는 지도이고, 청소맵은 기초맵에 영역이 구분된 지도이다. 기초맵과 청소맵에는 이동 로봇의 주행 가능한 영역과 장애물정보가 포함된다. 사용자맵은 청소맵의 영역을 단순화하고 외각선의 형태를 정리하여 가공한 것으로 시각적 효과를 가미한 지도이다. 가이드맵은 청소맵과 사용자맵이 중첩된 지도이다. 가이드맵에는 청소맵이 표시되므로, 이동 로봇이 실제 주행할 수 있는 영역을 바탕으로 청소명령이 입력될 수 있다.

맵생성부(220)는 기초맵 생성 후, 청소영역을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역을 연결하는 연결통로를 포함하며, 각 영역 내의 장애물에 대한 정보를 포함하여 지도를 생성한다. 맵생성부(220)는, 지도상의 영역 구분을 위해 소영역을 분리하여 대표영역을 설정하고, 분리된 소영역을 별도의 세부영역으로 설정하여 대표영역에 병합함으로써 영역이 구분된 지도를 생성한다.

맵생성부(220)는 구분된 각 영역에 대하여, 영역의 형태를 가공한다. 맵생성부(220)는 구분된 영역에 대하여 속성을 설정하고, 영역별 속성에 따라 영역의 형태를 가공한다.

맵생성부(220)는 구분된 각 영역에서, 다른 영역과의 접점의 수를 기준으로 메인영역을 우선 판단한다. 메인영역은 거실인 것을 기본으로 하나, 경우에 따라 메인영역을 복수의 방 중 어느 하나로 변경할 수 있다. 맵생성부(220)는 메인영역을 기준으로 나머지 영역에 대한 속성을 설정한다. 예를 들어 맵생성부(220)는 메인영역인, 거실을 중심으로 배치되는 일정 크기 이상의 영역은 방(room)으로 설정하고, 그외의 영역은 기타영역으로 설정할 수 있다.

맵생성부(220)는, 영역의 형태를 가공하는데 있어서, 영역의 속성에 따른 기준에 따라 각 영역이 특정 형태를 갖도록 가공한다. 예를 들어 맵생성부(220)는 일반적인 가정의 방의 형태, 예를 들어 사각형을 기준으로 영역의 형태를 가공한다. 또한, 맵생성부(220)는 기초맵의 최 외각 셀을 기준으로 영역의 형태를 확장하고, 장애물로 인하여 접근할 수 없는 영역에 대하여 영역을 삭제하거나 축소하여 영역의 형태를 가공한다.

또한, 맵생성부(220)는 기초맵에서, 장애물의 크기에 따라, 일정 크기 이상의 장애물은 지도에 표시하고, 일정 크기 미만의 장애물은 해당 셀을 삭제하여 장애물이 표시되지 않도록 한다. 예를 들어, 맵생성부는 일정크기 이상의 의자, 소파 등의 가구는 지도에 표시하고, 일시적으로 나타나는 장애물, 크기가 작은, 예를 들어 작은 장난감 등은 지도에서 삭제한다. 맵생성부(220)는 지도 생성 시, 충전대의 위치를 지도에 함께 저장한다.

맵생성부(220)는 지도가 생성된 이후, 감지되는 장애물에 대하여, 장애물인식부(21)로부터 입력되는 장애물정보를 바탕으로, 지도상에 장애물을 추가할 수 있다. 맵생성부(220)는 특정 장애물이 고정된 위치에서 반복적으로 감지되는 경우, 지도에 장애물을 추가하고, 장애물이 일시적으로 감지되는 경우에는 무시한다.

또한, 맵생성부(220)는 주행 중 센서부(150)의 먼지센서(151)로부터 입력되는 감지신호에 따라 기 생성된 청소맵에, 장애물 정보는 물론 먼지정보를 추가로 저장할 수 있다. 맵생성부(220)는 하나의 영역을 일정크기의 셀로 구분하여 영역별 셀 개수에 대한 정보, 셀 단위의 먼지정보를 청소맵과 함께 저장되도록 할 수 있다.

맵생성부(220)는 가공된 형태의 지도인 사용자맵과, 사용자맵과 청소맵이 중첩되어 표시되는 가이드맵을 모두 생성한다.

이동 로봇은 청소맵을 기초로 청소를 수행하되, 단말로 사용자맵과 가이드맵을 전송한다. 단말(300)은 가이드맵과 사용자맵을 모두 저장하여 화면에 표시할 수 있으며, 설정에 따라 어느 하나를 출력한다. 이동 로봇(1)은 단말(300)로부터 사용자맵 또는 가이드맵에 기초한 청소명령이 입력되면, 청소맵을 바탕으로 주행하며 지정된 영역을 청소한다. 이동 로봇은, 사용자 맵이 아니라 실제 주행가능한 영역으로 구성된, 청소맵을 기준으로 영역별 셀 갯수와 먼지정보가 저장되도록 한다.

위치인식부(240)는 데이터부에 저장된 지도(청소맵, 가이드맵 또는 사용자맵)를 바탕으로 본체(10)의 현재 위치를 판단한다.

위치인식부(240)는 청소명령이 입력되면, 지도상의 위치와 본체의 현재위치가 일치하는지 여부를 판단한 후, 현재 위치가 맵 상의 위치와 일치하지 않는 경우, 또는 현재 위치를 확인할 수 없는 경우, 현재 위치를 인식하여 이동 로봇(1)의 현재 위치를 복구한다. 주행제어부(230)는 현재 위치를 복구하면, 현재 위치를 바탕으로 지정된 영역으로 이동하도록 주행부를 제어한다. 청소명령은 리모컨(미도시), 조작부(160) 또는 단말(300)로부터 입력될 수 있다.

위치인식부(240)는 현재 위치가 지도상의 위치와 일치하지 않는 경우 또는 현재 위치를 확인할 수 없는 경우, 영상 획득부(140)로부터 입력되는 획득영상을 분석하여 지도를 바탕으로 현재 위치를 추정할 수 있다.

위치인식부(240)는 맵생성부(220)에 의해 지도 생성 중, 각 위치에서 획득된 획득영상을 처리하여, 지도와 연계시켜 본체의 전역위치를 인식한다.

위치인식부(240)는 영상 획득부(140)의 획득영상을 이용하여, 지도와 지도상의 각 위치에 대한 획득영상을 비교하여 본체의 현재 위치를 파악함으로써, 본체의 위치가 갑자기 변경되는 경우에도 현재 위치를 추정하여 인식할 수 있다.

위치인식부(240)는 획득영상에 포함되는, 천장에 위치하는 조명들, 경계(edge), 코너(corner), 얼룩(blob), 굴곡(ridge) 등의 여러가지 특징(feature)들을 분석하여 위치를 판단한다. 획득영상은 영상 획득부, 또는 본체의 상단부에 구비되는 제 2 영상 획득부로부터 입력될 수 있다.

위치인식부(240)는 획득영상들 각각으로부터 특징을 검출한다. 컴퓨터 비전(Computer Vision) 기술 분야에서 영상으로부터 특징을 검출하는 다양한 방법(Feature Detection)이 잘 알려져 있다. 이들 특징의 검출에 적합한 여러 특징검출기(feature detector)들이 알려져 있다. 예를들어, Canny, Sobel, Harris&Stephens/Plessey, SUSAN, Shi&Tomasi, Level curve curvature, FAST, Laplacian of Gaussian, Difference of Gaussians, Determinant of Hessian, MSER, PCBR, Grey-level blobs 검출기 등이 있다.

위치인식부(240)는 각 특징점을 근거로 디스크립터를 산출한다. 위치인식부(240)는 특징 검출을 위해 SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 기법을 이용하여 특징점을 디스크립터(descriptor)로 변환할 수 있다. 디스크립터는 n차원 벡터(vector)로 표기될 수 있다. SIFT는 촬영 대상의 스케일(scale), 회전, 밝기변화에 대해서 불변하는 특징을 검출할 수 있어, 같은 영역을 이동 로봇(1)의 자세를 달리하며 촬영하더라도 불변하는(즉, 회전 불변한(Rotation-invariant)) 특징을 검출할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고 다른 다양한 기법(예를들어, HOG: Histogram of Oriented Gradient, Haar feature, Fems, LBP:Local Binary Pattern, MCT:Modified Census Transform)들이 적용될 수도 있다.

위치인식부(240)는 각 위치의 획득영상을 통해 얻은 디스크립터 정보를 바탕으로, 획득영상마다 적어도 하나의 디스크립터를 소정 하위 분류규칙에 따라 복수의 군으로 분류하고, 소정 하위 대표규칙에 따라 같은 군에 포함된 디스크립터들을 각각 하위 대표 디스크립터로 변환할 수 있다. 다른 예로, 실(room)과 같이 소정 구역내의 획득영상 들로부터 모인 모든 디스크립터를 소정 하위 분류규칙에 따라 복수의 군으로 분류하여 상기 소정 하위 대표규칙에 따라 같은 군에 포함된 디스크립터들을 각각 하위 대표 디스크립터로 변환할 수도 있다.

위치인식부(240)는 이 같은 과정을 거쳐, 각 위치의 특징분포를 구할 수 있다. 각 위치 특징분포는 히스토그램 또는 n차원 벡터로 표현될 수 있다. 또 다른 예로, 학습모듈(143)은 소정 하위 분류규칙 및 소정 하위 대표규칙을 거치지 않고, 각 특징점으로부터 산출된 디스크립터를 바탕으로 미지의 현재위치를 추정할 수 있다.

또한, 위치 도약 등의 이유로 이동 로봇(1)의 현재 위치가 미지의 상태가 된 경우에, 위치인식부(240)는 기 저장된 디스크립터 또는 하위 대표 디스크립터 등의 데이터를 근거로 현재 위치를 추정할 수 있다.

위치인식부(240)는 미지의 현재 위치에서 영상 획득부(140)를 통해 획득영상을 획득하고, 영상을 통해 천장에 위치하는 조명들, 경계(edge), 코너(corner), 얼룩(blob), 굴곡(ridge) 등의 여러가지 특징(feature)들이 확인되면, 획득영상으로부터 특징들을 검출한다.

위치인식부(240)는 미지의 현재 위치의 획득영상을 통해 얻은 적어도 하나의 인식 디스크립터 정보를 근거로, 소정 하위 변환규칙에 따라 비교대상이 되는 위치 정보(예를 들면, 각 위치의 특징분포)와 비교 가능한 정보(하위 인식 특징분포)로 변환한다. 소정 하위 비교규칙에 따라, 각각의 위치 특징분포를 각각의 인식 특징분포와 비교하여 각각의 유사도를 산출할 수 있다. 각각의 위치에 해당하는 상기 위치 별로 유사도(확률)를 산출하고, 그 중 가장 큰 확률이 산출되는 위치를 현재위치로 결정할 수 있다.

제어부(200)는 맵생성부(220)에 의해 주행 중 지도가 갱신되는 경우, 갱신된 정보를 통신부를 통해 단말(300)로 전송하여 단말과 이동 로봇(1)에 저장되는 지도가 동일하도록 한다. 그에 따라, 단말(300)과 이동 로봇(1)에 저장된 맵이 동일하게 유지됨에 따라 단말로부터의 청소명령에 대하여, 이동 로봇(1)은 지정된 영역을 청소할 수 있으며, 또한, 단말은 이동 로봇의 현재 위치를 지도에 표시할 수 있다.

주행제어부(230)는 청소명령 입력 시, 청소 영역 중, 지정된 영역으로 이동하도록 주행부를 제어하고, 청소부를 동작시켜, 주행과 함께 청소가 수행되도록 한다.

주행제어부(230)는 복수의 영역에 대한 청소명령 입력 시, 우선영역설정 여부, 또는 지정된 순서에 따라 영역을 이동하여 청소가 수행되도록 하고, 별도의 순서가 지정되지 않은 경우, 현재 위치를 기준으로, 거리에 따라 가까운 영역 또는 인접한 영역으로 이동하여 청소를 수행한다.

또한, 주행제어부(230)는 영역구분에 관계없이 임의의 영역에 대한 청소명령이 입력되는 경우, 임의의 영역에 포함되는 영역으로 이동하여 청소를 수행한다.

주행제어부(230)는 가상벽이 설정되는 경우, 맵생성부(220)로부터 입력되는 좌표값을 바탕으로, 가상벽을 회피하여 주행하도록 주행부를 제어한다. 주행제어부(230)는, 장애물인식부(210)에 의해 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되더라도, 가상벽이 설정되어 있는 경우, 해당 위치에 장애물이 존재하는 것으로 인식하여 주행을 제한한다.

주행제어부(230)는 청소명령 입력 시, 청소영역을 설정하고, 청소영역에 따른 청소경로를 설정한다. 주행제어부(230)는 먼지정보와 청소횟수를 바탕으로 산출되는 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정하고 그에 따른 청소경로를 설정할 수 있다.

예를 들어 주행제어부(230)는, 전체 영역에 대한 청소명령이 입력되는 경우, 청소데이터의 수치를 바탕으로 청소할 대상이 되는 청소영역을 설정하고, 청소하지 않을 제외영역을 설정한 후 청소경로를 설정한다. 경우에 따라 주행제어부(230)는 특정 영역에 대하여 청소를 추가할 수 있다. 주행제어부는 먼지가 적은 영역에 대해서는 제외영역으로 설정하여 청소를 수행하지 않도록 안내할 수 있고, 먼지가 적은 영역이라도 제외영역으로 설정된 횟수, 또는 마지막 청소 후 경과기간에 따라 청소영역으로 설정할 수도 있다. 즉 주행제어부는, 먼지가 적은 영역을 여러번 청소하지 않도록 중복청소를 방지하면서, 먼지가 적더라도 일정 기간이 경과하면 청소를 수행하도록 하여 전 영역에 대하여 청소상태가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

주행제어부(230)는, 사용자에 의해 청소영역 또는 청소순서가 지정된 경우 지정된 설정에 따라 청소를 수행한다. 주행제어부(230)는 청소가 지정되지 않은 영역 중, 청소데이터를 바탕으로 청소상황에 대한 정보를 단말로 전송하여 청소를 하도록 안내할 수 있다. 예를 들어 주행제어부(230)는, 일정기간 이상 청소하지 않은 영역이 존재하는 경우, 먼지량에 관계없이 청소가 수행되도록 청소 안내를 출력할 수 있다.

제어부(200)는 설정된 지정영역에 대한 청소가 완료되면, 청소기록을 데이터부에 저장한다.

또한, 제어부(200)는 청소중 감지되는 먼지정보를 누적하여 저장하고, 영역별 청소횟수를 카운트하여, 영역별 청소횟수와 먼지량(농도)에 따른 청소데이터를 산출하여 다음 청소시 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정한다.

제어부(200)는 영역 내 셀의 갯수와, 먼지가 감지된 셀의 갯수, 청소횟수(방문횟수)를 바탕으로 청소데이터를 산출하여 저장한다. 제어부(200)는 새로 감지되는 데이터와 누적된 데이터를 결합하여 청소데이터를 산출한다.

예를 들어, 제어부(200)는 먼지가 감지된 셀의 갯수를, 영역별 셀 갯수와 청소횟수를 곱한값으로 나누어 청소데이터를 산출할 수 있다. 청소데이터는 다른 변수를 더 포함할 수 있고, 그 산출방식은 변경될 수 있다.

제어부는, 영역별 셀의 갯수, 먼지정보, 청소횟수는 영역별로 데이터부에 누적하여 저장하고, 설정기간 단위로 리셋하거나, 영역의 환경이 변경되면 데이터를 리셋할 수 있다. 예를 들어 제어부는 영역 내에, 가구가 추가 설치된 것과 같이 새로운 장애물로 인하여 셀의 갯수가 변경되는 경우 환경이 변화된 것으로 판단하여 데이터를 리셋할 수 있다.

제어부(200)는 통신부(190)를 통해 이동 로봇(1)의 동작상태 또는 청소상태를 소정 주기로 단말(300)로 전송한다.

단말(300)은 이동 로봇(1)으로부터 수신되는 데이터를 바탕으로, 실행중인 어플리케이션의 화면상에 지도와 함께 이동 로봇의 위치를 표시하고, 또한 청소상태에 대한 정보를 출력한다. 단말(300)은 이동 로봇(1)으로부터 수신되는 데이터를 바탕으로 영역별 먼지량/먼지농도에 대한 정보 및 청소횟수를 화면에 표시할 수 있다.

단말(300)은 설정에 따라 사용자맵과 가이드맵 중 어느 하나를 화면에 표시하며, 설정을 통해 변경하여 표시할 수 있다.

단말(300)은 수신되는 지도를 화면에 표시하며, 키입력 또는 터치입력을 통해 영역을 분리 또는 병합하여 변경할 수 있고, 영역의 속성을 변경하거나, 추가하여 설정할 수 있다. 또한, 단말은 특정 장애물에 대하여 지도상에 위치를 지정할 수 있고, 지정된 장애물에 대한 정보를 이동 로봇으로 전송되어, 기 저장된 지도에 추가된다.

단말(300)은 표시되는 지도에 대하여, 키입력 또는 터치입력에 대응하여 청소영역을 지정하고, 청소 순서를 설정할 수 있으며, 이동 로봇으로 청소명령을 전송한다.

또한, 단말(300)은 이동 로봇으로부터 수신되는 데이터를 바탕으로, 표시되는 지도(사용자맵과 가이드맵) 상에 청소 상태를 표시한다. 단말은 장애물에 대한 정보가 추가되는 경우, 수신되는 데이터를 바탕으로 지도를 갱신하여 표시한다.

또한, 제어부(200)는 충전대의 복귀신호를 통해 충전대가 감지되면, 이동 로봇의 현재 위치를 인식하고, 이동 로봇의 현재위치를 바탕으로 충전대의 위치를 산출하여 저장한다. 제어부(200)는 충전대의 위치가 지도상에 표시되도록 설정할 수 있다.

도 6 은 본 발명의 이동 로봇의 맵 생성 및 영역 구분의 예가 도시된 도이다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 저장된 맵이 존재하지 않는 경우, 월팔로윙을 통해 주행구역(X1)을 주행하면서 맵을 생성할 수 있다.

도 6의(b)에 도시된 바와 같이, 맵생성부(220)는, 주행구역(X1)을 복수의 영역(A1' 내지 A9')으로 구분하여 도 6의 (c)와 같이 맵을 생성한다. 생성된 맵은 데이터부(280)에 저장되고, 통신부(270)를 통해 단말(300)로 전송된다.

맵생성부(220)는 소정 기준에 따라 주행구역을 복수의 구역으로 구분할 수 있다. 주행구역은 이동 로봇(1)이 주행 경험이 있는 모든 평면상의 구역 및 현재 주행하고 있는 평면상의 구역을 모두 합한 범위로 정의될 수 있다.

맵생성부(220)는 영역을 구분하는데 있어서, 주행구역(X1)에 대하여 소영역과 대영역을 구분하고 그에 따른 맵을 생성한다. 맵생성부(220)는 주행구역을 복수의 소구역으로 구분하며, 소구역은 주행구역 내의 각 실(방)을 근거로 구분될 수 있다. 또한, 맵생성부는 주행구역을 주행능력상 서로 분리된 복수의 대구역으로 구분할 수 있다. 예를 들면, 서로 동선상 완전히 분리된 두개의 실내공간은 각각 두개의 대구역으로 구분될 수 있다. 다른 예로, 같은 실내 공간이라 하더라도, 상기 대구역은 주행구역 내의 각 층을 근거로 구분될 수 있다.

맵생성부(220)는 영역을 구분한 후, 영역의 외곽선을 정리하여 도 6의 (c)와 같은 맵(사용자맵)을 생성한다. 청소맵의 영역은 일정 크기 이상인 경우 복수로 구분될 수 있다. 예를 들어 A3'영역은 A3과 A4로 구분될 수 있다.

단말(300)은 어플리케이션을 실행하고, 수신된 맵을 화면에 표시한다. 이때 구분된 복수의 영역(A1 내지 A9)을 각각 상이하게 표시한다. 맵은 복수의 영역(A1 내지 A9)이 각각 상이한 색상으로 표시되거나 또는 상이한 이름이 표시된다.

이동 로봇과 단말은 동일한 맵을 저장하는 것을 기본으로 하나, 단말에는 사용자가 영역을 쉽게 인식할 수 있도록 도 6의 (c)와 같이 영역을 단순화한 사용자맵이 표시되도록 하고, 이동 로봇은, 장애물에 대한 정보가 포함된 도 6의 (b)와 같은 청소맵을 바탕으로 주행 및 청소를 수행한다. 도 6의 (c)에도 장애물이 표시되도록 청소맵과 사용자맵을 중첩한 가이드맵이 표시되도록 할 수 있다.

이동 로봇은, 앞서 설명한 바와 같이, 도 6의 (b)와 같은 청소맵을 기준으로 청소를 수행한다.

이동 로봇(1)은 청소명령이 입력되면, 저장된 청소맵을 바탕으로, 현재 위치를 판단하고, 현재 위치와 맵 상의 위치가 일치하는 경우에는 지정된 청소를 수행하고, 현재 위치가 일치하지 않는 경우, 현재 위치를 인식하여 복구한 후 청소를 수행한다. 따라서 이동 로봇(1)은 복수의 영역(A1 내지 A9) 중 어느 위치에 있더라도 현재 위치를 판단 한 후 지정영역으로 이동하여 청소를 수행할 수 있다.

리모컨 또는 단말은 도시된 바와 같이, 복수의 영역(A1 내지 A9) 중 적어도 하나의 영역을 선택하여 이동 로봇(1)으로 청소명령을 입력할 수 있다. 또한, 이동 로봇(1)은 리모컨 또는 단말을 통해 어느 하나의 영역의 일부를 청소영역으로 설정하거나, 복수의 영역에 대하여 영역 구분없이 터치 또는 드래그를 통해 청소영역을 설정할 수 있다.

복수의 영역에 대하여 청소명령이 입력되는 경우, 어느 하나의 영역을 우선영역으로 설정하거나, 우선영역을 시작한 후 근거리인 영역으로 이동하여 청소할 수 있으며, 또는 청소순서를 설정할 수 있다. 이동 로봇(1)은 복수의 지정영역에 대하여 청소순서가 설정된 경우 지정된 순서에 따라 이동하며 청소를 수행한다. 이동 로봇(1)은 복수의 청소영역에 대하여, 별도의 순서가 지정되지 않은 경우에는 현재 위치로부터 가까운 영역으로 이동하여 청소를 수행한다.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 영역별 셀 구분을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 하나의 영역을 복수의 셀로 구분하여 셀 단위로 먼지정보를 감지하고, 저장한다.

제 1 영역(A1)에 대하여 도시된 바와 같이, 주행 가능한 영역, 즉 청소맵 상에 나타나는 영역을 기준으로 영역 내의 셀을 카운트한다.

먼지센서는 주행 중에 먼지를 감지하여 제어부(200)로 입력하고, 제어부(200)는 각 영역별로, 셀 단위로 먼지센서의 감지신호에 따라 먼지정보를 저장한다. 제어부(200)는 구비되는 먼지센서의 종류에 따라, 감지신호를 바탕으로, 셀 단위 먼지의 유무를 저장하거나 또는 셀 단위 먼지 농도를 저장할 수 있다.

제어부(200)는 먼지센서의 종류, 이동 로봇의 감지방식에 따라 셀의 크기를 변경할 수 있으나, 바람직하게는 이동 로봇(1)의 크기를 기준으로 설정할 수 있다. 제어부(200)는 각 영역 별 셀의 크기를 동일하게 하여 영역별 셀의 수를 카운트한다. 제어부(200)는 이동 로봇(1)의 크기에 대응하는 크기로 셀을 설정하여 셀 내에서의 먼지센서의 감지신호에 대응하여 먼지정보를 저장한다.

제어부(200)는 입력되는 청소명령에 대응하여, 먼지정보와 청소횟수를 바탕으로 산출되는 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정하여 주행구역에 대한 청소를 수행한다.

제어부(200)는 앞서 설명한 바와 같이 먼지정보, 영역별 셀의 갯수, 먼지가 감지된 셀의 갯수, 청소횟수를 바탕으로 청소데이터를 산출한다. 제어부(200)는 영역의 셀의 갯수와 먼지가 감지된 셀의 갯수의 비율에 따라 먼지의 정도를 판단할 수 있다. 또한, 셀 단위로 저장되는 먼지 농도를 이용하여 청소데이터를 산출할 수 있다.

제어부(200)는 청소데이터의 값이 클수록 먼지가 많고 청소를 자주해야하는 영역으로 판단하고, 청소데이터의 값이 작을수록 먼지가 적고 청소를 자주하지 않아도 되는 영역으로 판단한다. 경우에 따라 제어부(200)는 청소데이터의 값이 일정값 이상으로 큰 경우, 추가 청소를 설정할 수 있다.

제어부(200)는 청소데이터의 수치에 따라 청소순서를 지정할 수도 있다.

청소데이터는 먼지량과 청소횟수를 모두 고려한 수치이므로 제어부(200)는 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정하되, 먼지가 적은 영역이라도 소정 조건을 만족하는지 여부를 바탕으로 청소영역으로 설정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)는 먼지가 적더라도 청소횟수가 일정 횟수 이하이거나, 마지막 청소 후 경과시간에 따라 청소영역으로 설정하고, 특히 지난 청소에서 제외영역으로 설정된 경우에는 먼지량에 관계없이 청소영역으로 설정하여 청소가 수행되도록 함으로써 일정기간 이상 청소가 되지 않는 영역이 발생하지 않도록 한다. 또한, 먼지량이 적은 경우라도 먼지농도가 일정값 이상인 셀이 설정갯수 이상 포함된 영역에 대해서는 청소영역으로 설정하여 청소가 수행되도록 한다.

제어부(200)는 먼지가 많은 영역에 대하여 청소가 자주 수행되도록 하고 먼지가 적은 영역에 대해서는 제외영역으로 설정하여 불필요하게 청소가 수행되는 것을 방지하고, 또한 먼지가 적은 영역이라도 일정 기간 내에 청소가 수행되도록 하여 전체 주행구역에 대하여 청소상태가 유지되도록 한다.

다음 표1에 도시된 바와 같이 청소데이터를 산출하여 청소를 설정할 수 있다. 다음 표1 은 청소데이터를 이용한 청소영역의 설정을 설명하기 위하여 극단적인 예를 포함한 것으로 실제 측정되는 수치와는 차이가 있을 수 있다.

영역	셀의 갯수	먼지가 감지된 셀	청소횟수	청소데이터
A	120	110	4	0.229
B	80	70	2	0.438
C	105	30	3	0.095

표 1에 도시된 바와 같이, A영역은 셀의 갯수와 먼지가 감지된 셀의 비율이 가장 높지만(먼지량 최대), 청소횟수가 4회로 실제 산출되는 청소데이터는 0.229로 두번째가 된다.

B영역은 셀의 갯수와 먼지가 감지된 셀의 비율은 두번째 이나, 청소횟수가 적어 청소데이터는 0.438로 가장 높게에 산출되어, 가장 청소가 필요한 영역으로 판단될 수 있다.

한편, C영역은 셀의 갯수와 먼지가 감지된 셀의 비율이 가장 낮으나 청소횟수는 B영역보다 많아서 청소데이터가 크게 낮게 산출된다.

그에 따라 제어부(200)는 A와 B영역은 청소영역으로 설정하고, C영역은 제외영역으로 설정하여 이번 청소에서 A와 B영역만 청소하도록 설정할 수 있다. 한편, 제어부(200)는, C영역의 청소데이터가 낮게 산출되더라도, 이전 청소에서 제외영역으로 설정된 경우에는 청소영역으로 설정하여 청소되도록 할 수 있다.

제어부(200)는 제외영역으로 설정된 횟수에 대한 판단은 설정에 따라 가변하여 적용할 수 있고, 마지막 청소된 후 경과시간을 기준으로 청소영역으로 설정할 수도 있다. 또한, 제어부(200)는 C영역의 청소데이터가 최하위이나, 먼지농도가 기준농도 이상인 셀이 존재하는 경우, 또는 먼지농도가 기준농도 이상인 셀이 설정갯수 이상인 경우에 대하여 청소데이터에 관계없이 청소영역으로 설정할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 청소 영역 설정 후, 청소데이터가 기준값 이상인 영역에 대하여 오염도가 높다고 판단하여 추가로 청소되도록 설정할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 이동에 따른 감지방법을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 복수의 영역 중, 영역과 영역 사이를 주행하는 경우, 이동 경로에 포함되는 이동영역(A10)에 대하여, 청소를 수행하거나, 또는 1회 내지 2 회 청소 후, 이후에는 청소를 수행하지 않도록 할 수 있다.

주행제어부는, 이동 영역(A10)에 대하여, 청소 여부를 설정하여 청소하면서 이동하거나, 또는 1회 청소 후 이후에는 주행하며 빠르게 통과하도록 한다. 주행제어부는 청소 중 감지되는 먼지정보에 대하여, 이동영역(A10)에 포함되는 각 셀에 대하여 1회만 측정되도록 한다. 또한, 주행제어부는, 1회 청소 후, 2회째 이동하는 중에 먼지가 일정 값 이상으로 감지되는 경우 추가로 청소하도록 하며, 추가 청소를 수행하는 경우에도 1회 청소 시 감지되는 먼지정보만이 저장되도록 한다.

예를 들어 제 1 영역(A1)에서 제 2 영역(A2)으로 이동하는 경우, 제 7 영역(A7)을 통과하게 되고, 제 2 영역에서 제 3 영역(A3)으로 이동하는 경우에도 제 7 영역을 통과하게 되므로, 주행제어부는 해당 영역에 대하여 셀 단위로 1회의 먼지정보만이 저장되도록 한다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 영역의 환경변화를 설명하는데 참조되는 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 주행제어부(230)는 주행 중 장애물 감지유닛(100)으로부터 감지되는 장애물에 대한 정보를 저장한다. 맵생성부는 새로 감지되는 장애물에 대한 정보를 바탕으로 기 생성된 맵을 갱신한다.

주행제어부(230)는 각 영역 별, 먼지정보와 청소횟수를 저장하되, 일정 크기 이상의 장애물이 감지되는 경우, 영역 내의 셀의 갯수가 가변되므로, 데이터부에 기 저장된 먼지정보를 리셋할 수 있다.

또한, 주행제어부(230)는, 데이터부에 저장된 데이터를 일정기간 단위로, 예를 들어 1달, 3달(분기), 1년 단위로 리셋하여 최근의 데이터를 사용하도록 할 수 있다.

도시된 바와 같이, 제어부(200)는 제 1 영역(A1)에 새로운 장애물로 인하여, 변경된 영역(A11)이 발생하는 경우, 예를 들어 가구가 추가 배치되어 변경영역(A11)만큼의 영역을 주행할 수 없게 되면 제 1 영역의 총 셀의 갯수가 변경되므로, 먼지정보를 리셋하고, 새로 감지되는 데이터부터 새로 누적하여 저장할 수 있다. 셀의 갯수가 변경되는 경우 셀 내에서의 먼지가 감지된 셀과의 비율이 가변되므로, 먼지정보를 리셋하는 것이 바람직하다.

제어부(200)는 일정 크기 이상이라도 즉시 데이터를 리셋하지 않고, 일정 횟수이상 반복하여 장애물이 감지되는지 여부를 판단한 후에 먼지정보를 리셋할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 새로운 장애물이 감지되더라도, 일정 크기 이하이고, 다음에 감지되지 않는 경우, 예를 들어 애완동물을 감지하는 경우, 애완동물은 이동하는 대상이고 항상 그 자리에 존재하는 것은 아니므로, 무시하고 셀의 갯수 및 그에 대한 먼지정보를 유지한다.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 리모컨, 조작부 또는 단말로부터 입력되는 청소명령에 따라 주행 구역에 대한 청소를 시작한다(S310).

이동 로봇(1)은 기 저장된 데이터인 먼지정보와 청소횟수를 바탕으로 산출되는 청소데이터를 확인하고(S320), 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정한다.

앞서 설명한 바와 같이, 청소데이터는 먼지량과 청소횟수를 모두 고려한 수치이므로, 제어부(200)는 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정하되, 먼지가 적은 영역이라도 소정 조건을 만족하는지 여부를 바탕으로 청소영역으로 설정할 수 있다. 청소데이터는 먼지량이 많고 청소횟수가 적을수록 높게 산출되고, 먼지량이 적고 청소횟수가 많을수록 낮게 산출된다. 먼지량이 많더라도 청소횟수가 많으면 청소데이터는 낮게 산출될 수 있고, 먼지량이 적더라도 청소횟수가 적으면 높게(큰값) 산출될 수 있다.

그에 따라 제어부(200)는 청소데이터를 바탕으로 청소영역을 설정하고, 일정 수치 이하인 영역에 대하여 제외영역으로 설정하여 이번 청소에서 제외되도록 한다. 제어부(200)는 청소데이터의 수치가 낮은 경우라도 제외영역으로 설정된 횟수 또는 마지막 청소 후 경과된 기간(시간) 그리고 셀 별 먼지농도에 따라 청소영역으로 설정할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 청소데이터가 설정값 이상이면 오염이 심한 영역으로 판단하여 추가청소를 설정할 수도 있다.

청소영역이 설정되면, 제어부(200)는 청소영역을 연결하는 청소경로를 설정한다(S340). 제어부(200)는 청소데이터가 가장 높은 수치인 영역을 우선으로 청소경로를 설정할 수 있고, 청소영역 간의 거리에 따라 청소경로를 설정할 수 있다.

제어부(200)는 주행부 및 청소부로 제어명령을 인가하여, 설정에 따라 청소영역을 주행하면서 청소가 수행되도록 한다. 또한, 제어부(200)는 센서부(150)로 제어명령을 인가하여, 청소중 먼지센서로부터 먼지를 감지하도록 한다.

먼지센서는 청소중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하여 감지신호를 제어부(200)로 입력한다.

제어부(200)는 각 영역에 대하여 청소횟수를 증가시키고, 셀단위로 먼지에 대한 감지신호를 바탕으로 각 영역에 대한 먼지정보를 저장한다(S360). 제어부(200)는 영역별 셀의 갯수와 먼지가 감지된 셀의 갯수를 저장하고 또한, 각 영역의 셀 단위의 먼지농도를 저장할 수 있다. 경우에 따라 제어부(200)는 먼지 농도가 기준농도 이상인 셀에 대한 정보를 저장할 수 있다.

모든 청소영역에 대한 청소가 완료되면(S370), 제어부(200)는 각 영역별 데이터를 데이터부에 누적하여 저장하고, 영역별 셀의 갯수, 먼지가 감지된 셀의 갯수, 청소횟수를 바탕으로 청소데이터를 산출하여 갱신한다(S380). 제어부(200)는 청소완료 후 또는 청소 시작 전에 청소데이터를 산출할 수 있다.

도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소영역 설정에 따른 방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 청소데이터를 확인하여(S410), 청소영역을 설정한다.

제어부(200)는 각 영역에 대하여 청소데이터가 기준값 이상인지 여부를 판단하여(S420), 청소데이터의 수치가 기준값 이상인 경우 청소영역으로 설정한다(S480).

제어부(200)는 청소데이터의 수치가 기준값 이상이고, 기준값보다 높게 설정된, 설정값 이상인 경우, 해당 영역에 대하여 청소를 추가할 수 있다(S450).

한편, 제어부(200)는 청소데이터의 수치가 기준값 미만인 영역에 대하여, 각 영역의 제외횟수가 설정횟수 이상인지 여부를 판단한다(S430).

제어부(200)는 청소데이터의 수치가 기준값 미만이라도 제외횟수가 설정횟수 이상이면 청소데이터에 관계없이 청소영역으로 설정한다(S480).

예를 들어, 설정횟수는 1 내지 3회로 설정될 수 있고, 제어부(200)는 설정횟수가 1회인 경우 이전 청소에서 1회 제외영역으로 설정되었다면 다음 청소시에는 무조건 청소영역으로 설정되도록 한다.

또한, 제어부(200)는 청소데이터가 기준값 미만이고, 제외횟수가 설정횟수 미만인 경우, 셀 단위로 먼지농도가 기준농도 이상인 셀을 판단한다(S460).

먼지농도가 기준농도이상이 셀이 설정갯수 존재하는 경우 제어부(200)는 해당 셀을 청소영역으로 설정한다(S480).

또한, 제어부(200)는 마지막 청소 후 경과된 시간이 설정시간 이상인지 여부를 판단하여(S470), 해당 셀을 청소영역으로 설정한다(S480).

제어부(200)는 제외 횟수, 셀의 먼지농도 및 마지막 청소 후 경과된 시간에 대한 판단은 순서에 관계없이 판단하여 청소영역으로 설정하는데 적용할 수 있다. 즉 청소데이터가 기준값 미만이고 마지막 청소 후 설정시간 이상 경과한 경우 제외횟수에 관계없이 청소 영역으로 설정될 수 있다.

한편, 제어부(200)는 청소데이터가 기준값 미만이고, 제외횟수가 설정횟수 미만이며, 먼지농도가 기준농도 이상인 셀이 존재하지 않거나(또는 설정갯수 미만인 경우), 그리고 마지막 청소 후 설정시간이 경과하지 않은 경우에 대하여, 제외영역으로 설정한다(S485).

제어부(200)는 청소영역과 제외영역에 대한 판단이 완료되면, 청소영역을 연결하는 청소경로를 설정하고(S490), 주행부 및 청소부를 제어하여 청소영역을 주행하며 청소가 수행되도록 한다.

도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 데이터 갱신방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 청소중 먼지센서로부터 입력되는 감지신호를 청소정보로써, 영역별로 각각 저장한다(S510).

또한, 제어부(200)는 청소 중 감지되는 장애물에 대한 정보를 저장하고, 청소맵을 갱신한다.

제어부(200)는 각 영역 별, 먼지정보와 청소횟수를 저장하되, 일정 크기 이상의 장애물이 감지되는 경우, 영역 내의 셀의 갯수가 가변되므로, 데이터부에 기 저장된 먼지정보를 리셋할 수 있다.

제어부(200)는, 어느 하나의 영역에 환경 변화가 발생한 경우(S420), 예를 들어 일정 크기 이상의 장애물이 새로 감지되는 경우, 환경변화가 발생한 것으로 판단한다. 또한, 제어부(200)는 기존에 위한 장애물이 제거되어 영역이 확장된 경우에 대해서도 환경의 변화로 판단한다.

제어부(200)는 일정 크기 이상의 장애물이 감지되는 경우, 영역 내의 셀의 갯수가 가변되므로, 데이터부에 누적된 데이터를 재설정한다(S540). 이때 기 저장된 먼지정보와 청소횟수 중 먼지정보만을 리셋할 수 있고, 경우에 따라 먼지정보와 청소횟수를 모두 리셋할 수 있다.

예를 들어 영역 내에 가구가 추가 배치되어 일정 크기 이상의 영역을 주행할 수 없는 상태가 되는 경우, 영역의 총 셀의 갯수가 변경되므로, 먼지정보를 리셋한다. 단, 장애물이 감지되더라도 주행 영역에 변화가 없는 경우 장애물은 무시할 수 있고, 또한, 일시적인 장애물일 가능성이 있으므로 즉시 데이터를 리셋하지 않고, 일정 횟수이상 반복하여 장애물이 감지되는지 여부를 판단한 후에 먼지정보를 리셋할 수 있다.

한편, 제어부(200)는 새로운 장애물이 감지되더라도, 일정 크기 이하이고, 다음에 감지되지 않는 경우, 예를 들어 애완동물과 같이 이동하는 장애물의 경우 셀의 갯수 및 그에 대한 먼지정보를 유지한다.

또한, 제어부(200)는, 데이터부에 저장된 데이터를 일정기간 단위로, 예를 들어 1달, 3달(분기), 1년 단위로 리셋하여 최근의 데이터를 사용하도록 할 수 있다.

제어부(200)는 설정된 기간이 경과한 데이터에 대하여, 기간 경과된 누적데이터를 삭제하여 데이터를 재설정한다(S550). 예를 들어 최근 3달의 데이터를 바탕으로 청소데이터를 산출하도록 설정된 경우 제어부(200)는 3달을 경과한 데이터는 삭제하고 3달 내의 데이터만을 유지하도록 한다.

청소중에 감지된 새로운 데이터와, 기간 내의 누적된 데이터를 바탕으로 제어부(200)는 먼지량(먼지농도)과 청소횟수를 바탕으로 청소데이터를 산출하여(S560), 데이터부에 저장한다(S570).

따라서 본 발명은 청소중 감지되는 먼지정보를 저장하고, 청소횟수와 먼지정보를 이용하여 청소영역을 설정하거나 또는 청소에서 제외되도록 함으로써, 청소가 중복되는 것을 방지하면서, 전체 영역에 대하여 일정 수준의 청소상태가 유지되도록 한다. 그에 따라 이동 로봇은 불필요하게 반복되는 영역이나, 청소되지 않고 방치되는 영역이 존재하지 않도록 하여 청소효율을 향상시킨다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

1: 이동 로봇 10: 본체
100: 장애물 감지유닛 120: 제 1 패턴 조사부
130: 제 2 패턴 조사부 140: 영상 획득부
150: 센서부 151: 먼지센서
200: 제어부 210: 장애물인식부
220: 맵생성부 230: 주행제어부
240: 위치인식부 250: 주행부
280: 데이터부
300: 단말

Claims

이동 가능한 본체;
상기 본체를 이동시키는 주행부;
영역별 데이터가 저장되는 데이터부;
청소 중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하는 먼지센서;
상기 주행부를 제어하여, 복수의 영역으로 구분되는 주행구역을 주행하며 청소를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 복수의 영역에 대하여, 상기 먼지센서로부터 감지되는 먼지정보와, 영역 별 청소횟수를 상기 데이터부에 저장하고, 상기 먼지정보 및 상기 청소횟수에 의해 산출되는 청소데이터에 대응하여 청소영역과 제외영역을 설정하여, 상기 청소영역에 대한 청소가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수의 영역 중 각 영역에 대하여, 주행가능한 영역을 일정 크기의 셀로 구분하여, 영역별 셀의 갯수와 상기 먼지센서에 의해 먼지가 감지되는 셀의 갯수를 상기 먼지정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 각 영역에 대하여, 셀 단위로 상기 먼지센서로부터 감지되는 감지신호에 따라 먼지가 감지된 셀의 갯수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 영역별 셀의 갯수, 상기 먼지가 감지된 셀의 갯수, 및 청소횟수를 바탕으로 상기 청소데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 청소데이터의 값이 기준값 이상이면 청소영역으로 설정하고, 상기 청소데이터의 값이 상기 기준값 미만인 경우 제외영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 청소데이터의 값이 상기 기준값보다 큰 설정값 이상인 경우 영역에 대한 청소를 추가하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 청소데이터의 값이 상기 기준값 미만인 경우,
제외영역으로 설정된 횟수, 셀별 먼지농도, 또는 마지막 청소 후 경과한 기간에 따라 청소영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 각 영역에 대하여, 영역의 셀의 갯수가 변경된 경우, 기 저장된 데이터를 리셋하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 지정된 기간을 경과한 과거의 데이터를 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 8 항에 있어서,
장애물 감지유닛을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 장애물 감지유닛에 의해 새로운 장애물이 감지되는 경우, 또는 장애물이 제거되는 경우 영역의 셀의 갯수가 변경된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 새로운 장애물이 일시적인 장애물인지 여부 및, 상기 새로운 장애물이 일정 크기 이상인지 여부를 판단하여 상기 데이터를 리셋하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
복수의 영역으로 구분된 주행구역에 대한 청소명령이 입력되는 단계;
영역별 청소횟수와 먼지정보를 바탕으로 산출된 청소데이터를 확인하는 단계;
상기 청소데이터를 기준값과 비교하여 청소영역과 제외영역을 설정하는 단계;
주행하면서 상기 청소영역에 대한 청소를 수행하는 단계;
청소 중 흡입되는 공기의 먼지를 감지하여 먼지정보를 저장하는 단계; 및
영역별 청소횟수와 상기 먼지정보에 대응하여 상기 청소데이터를 갱신하는 단계를 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 청소데이터의 값이 상기 기준값보다 큰 설정값 이상인 경우 영역에 대한 청소를 추가하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 청소데이터의 값이 상기 기준값 미만인 경우, 영역을 상기 제외영역으로 설정하기 전,
제외영역으로 설정된 횟수가 설정횟수 이상인 경우,
먼지농도가 기준농도 이상인 셀이 존재하는 경우, 및
마지막 청소 후 설정시간이 경과한 경우 중 적어도 하나를 만족하는 경우 상기 영역을 청소영역으로 설정하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
청소 중, 장애물을 감지하는 단계;
상기 장애물에 의해 영역의 셀의 갯수가 변경된 경우, 기 저장된 데이터를 리셋하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 지정된 기간을 경과한 과거의 먼지정보와 청소횟수에 대한 데이터를 삭제하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
제 15 항에 있어서,
상기 장애물 감지유닛에 의해 새로운 장애물이 감지되는 경우, 또는 장애물이 제거되는 경우 영역의 셀의 갯수가 변경된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제 17 항에 있어서,
상기 새로운 장애물이 일시적인 장애물이 아닌 경우, 및, 상기 새로운 장애물이 일정 크기 이상인지 경우, 상기 데이터를 리셋하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 영역 중 각 영역에 대하여, 주행가능한 영역을 일정 크기의 셀로 구분하여, 영역별 셀의 갯수와 먼지센서에 의해 먼지가 감지되는 셀의 갯수, 및 영역 별 청소횟수를 바탕으로 상기 청소데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 청소데이터는 먼지가 많고 청소횟수가 적을수록 높게 산출되고, 먼지가 적고 청소횟수가 많을수록 낮은값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어방법.