WO2015137562A1 - 로봇 청소기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그의 제어 방법 Download PDF

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WO2015137562A1
WO2015137562A1 PCT/KR2014/004237 KR2014004237W WO2015137562A1 WO 2015137562 A1 WO2015137562 A1 WO 2015137562A1 KR 2014004237 W KR2014004237 W KR 2014004237W WO 2015137562 A1 WO2015137562 A1 WO 2015137562A1
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WO
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rotating member
robot cleaner
speed
rotation
rotational
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PCT/KR2014/004237
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English (en)
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Inventor
정현구
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에브리봇 주식회사
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaner and a control method thereof, and more particularly, to a robot cleaner and a control method thereof that can perform mop cleaning while moving autonomously.
  • a robot cleaner is a device that automatically cleans an area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the surface to be cleaned or by wiping off the foreign materials from the surface to be cleaned while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation. It is utilized.
  • such a robot cleaner may include a vacuum cleaner that performs cleaning using suction power using a power source such as electricity.
  • a robot cleaner including such a vacuum cleaner has a limitation that can not remove foreign matters or dents stuck on the surface to be cleaned, and recently, a robot that can attach a mop to the robot cleaner and perform mop or mop cleaning. Vacuum cleaners are on the rise.
  • the mop cleaning method using a general robot cleaner is a simple method of attaching a mop or the like to the lower part of a conventional robot vacuum cleaner, and thus has a disadvantage in that a foreign matter removal effect is low and efficient mop cleaning is not performed.
  • the mop cleaning method of the general robot cleaner runs using the existing suction type vacuum cleaner moving method and the avoiding method for obstacles as it is, so that even if the dust scattered on the surface to be cleaned is removed, There is a problem that cannot be easily removed.
  • the mop attachment structure of the general robot cleaner the frictional force with the ground by the mop surface is in a state that the additional driving force is required to move the wheel, there is a problem that the battery consumption increases.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in the robot cleaner provided with a pair of rotating members to which a mop can be attached so as to effectively remove foreign substances and the like stuck to the surface to be cleaned, the rotational force itself of the rotating member itself. It is an object of the present invention to provide a robot cleaner and a control method thereof that not only improve battery efficiency using a moving power source but also perform rotation control to achieve effective mop cleaning in response to a path and obstacle detection.
  • a method of controlling a robot cleaner includes: detecting a spiral mode selection; Setting a reference area in response to the spiral mode selection; When the reference area is set, the robot cleaner controls the rotation of the first rotation member in the first direction at the first speed, and the rotation control of the second rotation member in the first direction at the second speed, so that the robot cleaner controls the reference area. Controlling to perform a rotational movement about the center; And accelerating the rotational speeds of the first rotating member and the second rotating member, respectively, while maintaining the difference in the rotational speed between the first rotating member and the second rotating member at a constant ratio.
  • the apparatus of the present invention for achieving the above object, in the robot cleaner, the first rotating member and the second rotating member to which the circular cleaner can be fixed is coupled to protrude toward the surface to be cleaned; Fixed in the main body, for driving the first rotating member in a first direction or in a second direction, fixed in the main body, for driving the second rotating member in the first or second direction.
  • a drive unit At least one sensor provided on an outer surface of the main body and provided to sense an obstacle around the robot cleaner;
  • a control unit connected to the sensor and controlling the driving unit to control rotation of the first rotating member and the second rotating member, wherein the controller responds to the spiral mode selection when the spiral mode selection is detected.
  • the robot cleaner may be configured by setting a reference area, controlling the rotation of the first rotating member in the first direction at the first speed, and controlling the rotation of the second rotating member in the first direction at the second speed when the reference area is set.
  • the rotational speed of the first rotational member and the second rotational member is controlled to perform a rotational movement about the reference area, while maintaining a difference in the rotational speed between the first and the second rotational members at a constant ratio. Accelerate each.
  • control method of the robot cleaner may be implemented as a computer-readable recording medium recording a program for execution in a computer.
  • the robot cleaner can move while effectively removing foreign matters and the like adhered to the surface to be cleaned by using the rotational force of the pair of rotating members to which the mop is attached as a moving force source.
  • the robot cleaner may not only solve a problem such as being stuck by an obstacle when moving the robot cleaner, but also reduce the manufacturing cost by attaching the sensor.
  • a robot cleaner and a method of controlling the same may provide an efficient mop cleaning in a pattern suitable for a feature by supporting various driving patterns.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the appearance of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view illustrating the first and second rotating members of the robot cleaner according to the embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a side view illustrating a sensor position of a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a system configuration for controlling a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 11 are diagrams for describing a spiral mode pattern according to an embodiment of the present invention.
  • components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements or firmware / microcode, etc. that perform the functions. It is intended to include all methods of performing a function which are combined with appropriate circuitry for executing the software to perform the function.
  • the invention, as defined by these claims, is equivalent to what is understood from this specification, as any means capable of providing such functionality, as the functionality provided by the various enumerated means are combined, and in any manner required by the claims. It should be understood that.
  • 1 to 3 are views for explaining the physical configuration of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 illustrates a first rotating member and a second rotating member of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a side view illustrating a sensor position of a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 of the present invention is structurally coupled to a body 10 and a driving unit fixed to the inside of the body 10 to be connected to each other in the direction of the surface to be cleaned ( 151 and the second rotating shaft 152, the first rotating member 110 coupled to the first rotating shaft 151 to rotate, and the second rotating member coupled to the second rotating shaft 152 to rotate 120, one or more sensors 130a, 130b,... Provided on side and center surfaces of the main body 10, an input unit 180 and a communication unit 140 provided on an upper end of the main body 10. It may be configured to include).
  • first circular cleaner 210 and the second circular cleaner 220 are respectively connected to the first rotating member 110 and the second rotating member 120 coupled to the first rotating shaft 151 and the second rotating shaft 152. May be coupled and rotate according to the rotational movement.
  • the first rotating member 110 and the second rotating member 120 may be coupled to protrude from the main body 10 in the direction to be cleaned, for example, to protrude in the bottom surface direction, and include the first circular cleaner 210 and The second circular cleaner 220 may be formed to be fixed.
  • the first circular cleaner 210 and the second circular cleaner 220 may clean various surface to be cleaned, such as a microfiber cloth, a rag, a nonwoven fabric, a brush, and the like, so that the adhered foreign matter on the bottom surface can be removed through a rotary motion. It may be made of a fiber material such as cloth.
  • the fixing of the circular cleaners 210 and 220 may be performed by covering the first rotating member 110 and the second rotating member 220 or by using a separate fixing means.
  • the first circular cleaner 210 and the second circular cleaner 220 may be attached and fixed to the first rotating member 110 and the second rotating member 120 by using a Velcro tape or the like.
  • the robot cleaner 100 according to the embodiment of the present invention as described above, the first circular cleaner 210 and the second circular cleaner 220 by the rotational movement of the first rotating member 110 and the second rotating member 120. As it rotates, foreign matters stuck to the floor can be removed through friction with the surface to be cleaned. In addition, when a frictional force with the surface to be cleaned is generated, the frictional force may be used as a moving force source of the robot cleaner 100.
  • the moving speed and direction of the robot cleaner 100 may be adjusted.
  • each of the rotating shafts 151 and 152 coupled to the pair of rotating members 110 and 120 may be formed in a direction inclined toward the center of the body 10. Accordingly, the pair of rotating members 110 and 120 may be coupled to be inclined upward in the center direction from the outside of the body 10. Therefore, when the pair of rotating members 110 and 120 rotate, the relative frictional force generated between the surface to be cleaned may be greater than the center of the main body 10. Therefore, the movement speed and direction of the robot cleaner 100 may be controlled by the relative frictional force generated by controlling the rotation of the pair of rotating members 110 and 120, respectively.
  • rotation control for achieving effective mop cleaning in response to the progress path and obstacle detection may be performed through the movement speed and direction control of the robot cleaner 100.
  • a detailed control configuration will be described later.
  • the sensor unit 130 may include a plurality of sensors provided at an appropriate position for detecting the front and rear obstacles.
  • the sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d may be provided on side and center surfaces of the main body 10 for obstacle detection.
  • a pair of sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d may be provided at the front and the rear of the robot cleaner 100 based on the moving direction of the robot cleaner 100, and may be provided at positions corresponding to the respective rotating members 110 and 120. Can be arranged.
  • the robot cleaner 100 detects a forward obstacle based on the information sensed by the sensor unit 130a and the sensor unit 130b based on the traveling direction, or detects the sensor unit 130c and the sensor unit.
  • the rear obstacle may be detected based on the information sensed at 130d.
  • the robot cleaner 100 since the robot cleaner 100 has an eight-character structure in which a pair of rotating members are connected, many sensors may be required for obstacle detection.
  • the first rotation member 110 and the first rotation member 110 may perform obstacle detection and avoidance using only the sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d of the sensor configuration of the robot cleaner 100.
  • the rotation control of the two rotating members 120 may be provided. Accordingly, the robot cleaner 100 may not only solve the problem of being stuck by an obstacle when moving the robot cleaner 100 but also reduce the manufacturing cost by attaching the sensor.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a system configuration for controlling a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the system for controlling the robot cleaner drives the sensor unit 130, the communication unit 140, the first rotating member 110, and the second rotating member 120.
  • the driving unit 150, the storage unit 160, the control unit 170, the input unit 180, the output unit 185, and the power supply unit 190 may be configured.
  • the sensor unit 130 may include one or more sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d provided on the side and the center surface of the main body 10 as described above, and may detect a surrounding state of the robot cleaner 100 to detect the robot. A sensing signal for controlling the operation of the cleaner 100 is generated. In addition, the sensor unit 130 may transmit the sensing signal detected according to the surrounding state to the controller 170.
  • the sensor unit 130 may include an obstacle detection sensor or a camera sensor that transmits an infrared or ultrasonic signal to the outside and receives a signal reflected from the obstacle.
  • the communication unit 140 may include one or more modules that enable wireless communication between the robot cleaner 100 and another wireless terminal or between the robot cleaner 100 and a network in which the other wireless terminal is located.
  • the communication unit 140 may communicate with a wireless terminal as a remote control device, and may include a short range communication module or a wireless internet module for this purpose.
  • the robot cleaner 100 may control an operation state or an operation method by the control signal received by the communication unit 140.
  • the terminal for controlling the robot cleaner 100 may include, for example, a smartphone, a tablet, a personal computer, a remote controller (remote control device), and the like, which can communicate with the robot cleaner 100.
  • the driving unit 150 generates a control signal for rotating the first rotating member 110 and the second rotating member 120 under the control of the controller 170.
  • the driving unit 150 may include a first driving unit and a second driving unit, and each of the first driving units generates a control signal for controlling the rotation of the first rotating shaft 151 axially coupled to the first rotating member 110.
  • the second driver may generate a control signal for controlling the rotation of the second rotation shaft 152 axially coupled to the second rotation member 120.
  • Such a driving unit 150 may be composed of an assembly coupled to a motor and a gear.
  • the storage unit 160 may store a program for the operation of the controller 170, and may temporarily store input / output data.
  • the storage unit 160 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Magnetic Memory, It may include a storage medium of at least one type of magnetic disk, optical disk.
  • the input unit 180 generates input data for the user to control the operation of the robot cleaner 100.
  • the input unit 180 may include a key pad dome switch, a touch pad (constant voltage / capacitance), a jog wheel, a jog switch, and the like.
  • the output unit 185 is used to generate an output related to vision, hearing, and the like.
  • the output unit 185 may include a display unit, a sound output module, an alarm unit, and the like.
  • the controller 170 typically controls the overall operation of the robot cleaner 100. For example, processes and controls related to cleaning time determination, cleaning path determination, driving mode setting, obstacle avoidance, and the like are performed.
  • the controller 170 rotates at least one of the first rotating member 110 or the second rotating member 120 simultaneously or sequentially according to the driving mode, so that the robot cleaner 100 is rotated. ) Can be controlled to travel in a specific travel direction.
  • the controller 170 determines whether an obstacle is detected from a signal sensed by the sensor unit 130 while the robot cleaner 100 continues to travel.
  • the first rotating member 110 and the second rotating member 120 may be rotated in the same direction and at the same speed for a predetermined time.
  • the robot cleaner 100 may perform the movement to rotate in place.
  • the robot cleaner 100 may rotate in place according to the speed at which the first and second rotating members 110 and 120 rotate.
  • the frictional force acting on the robot cleaner 100 may act as a rotational force with respect to the robot cleaner 100 while being opposite to each other.
  • the controller 170 may change the direction of travel by arbitrarily adjusting the rotation time to rotate in place after a specific time. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, even if an obstacle is not detected, when a specific time elapses, by rotating in place and changing the direction, it may be possible to escape from being caught by an obstacle that is not sensed. .
  • the robot cleaner 100 according to the embodiment of the present invention may reach a hanging state without climbing on a carpet, etc., but it is possible to easily escape without additional sensor by performing the rotation control as described above.
  • the controller 170 controls the rotation of the first rotating member and the second rotating member in a direction for avoiding the obstacle, and performs a direction change according to the position of the detected obstacle.
  • the direction in which the obstacle is not detected may be set as the traveling direction.
  • controller 170 may include a forward mode setting unit configured to select one of the driving modes as the driving mode or the first forward mode.
  • the forward mode setting unit selects one of the first forward mode and the second forward mode according to the speed setting of the robot cleaner, or the first forward mode or the second forward according to the cleaning mode setting of the robot cleaner.
  • One of the modes can be selected.
  • the moving direction may vary according to a moving path determined by the controller 170 or a predetermined moving path according to a user input.
  • the controller 170 controls at least one of the first rotating member and the second rotating member in accordance with the selected driving mode and the set travel direction to the first forward mode or the second forward mode specialized for the robot cleaner 100. It is possible to carry out running and to perform efficient cleaning.
  • the control unit 170 may rotate the first and second rotating members 110 and 120 in different directions and at the same speed to correspond to the traveling direction when the first forward mode is selected. Can be controlled.
  • the direction in which one end moves with respect to the surface to be cleaned by the frictional force of the first rotating member 110 based on the body 10 of the robot cleaner 100 is the surface to be cleaned by the frictional force of the second rotating member 110. It may be the same as the direction in which the other end with respect to. Therefore, when the first forward mode is selected, the controller 170 may perform straight driving in a specific direction.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a first speed and a second direction for a first time while the second rotating member is rotated.
  • the second step of controlling the second rotating member 120 to rotate in the first direction and the first direction while rotating in a first direction different from the second direction at a speed is sequentially repeated for a preset cleaning time.
  • the controller 170 may perform driving while forming an S-shaped path in a specific direction. In this case, although the moving speed may be slightly reduced compared to the first forward mode, there is an advantage of improving obstacle detection performance and cleaning efficiency.
  • the power supply unit 190 receives an external power source and an internal power source under the control of the controller 170 to supply power for operation of each component.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 sets a progress direction (S101), and starts driving by controlling the first rotating member 110 and the second rotating member 120 according to the forward mode (S103). .
  • the controller 170 may set the moving direction according to the predetermined movement path, select the forward mode, and perform driving.
  • the robot cleaner 100 determines whether an obstacle is detected (S105).
  • the controller 170 may determine whether an obstacle is detected based on the sensing signals output from the plurality of sensors 130a, 130b, 130c, and 130d included in the sensor unit 130.
  • the controller 170 may determine whether the obstacle is detected by using only some of the sensing signals corresponding to the moving direction of the robot cleaner 100 among the sensors of the sensor unit 130. For example, the controller 170 determines whether an obstacle is located in the traveling direction based on a sensor 130a located at one side and a sensing signal output from the sensor 130b based on a relatively long side of the body 10. can do.
  • the robot cleaner 100 controls the first rotating member 110 and the second rotating member 120 to switch in the direction of avoiding the obstacle (S111), and then to the switched direction.
  • the driving direction is reset (S113), and the driving of controlling the first rotating member and the second rotating member is started again according to the advance mode (S103).
  • the controller 170 may measure the direction and the distance where the obstacle is located based on the traveling direction based on the sensing signal output from the sensor unit 130.
  • the rotation control in which the controller 170 switches to a direction for avoiding an obstacle may have several methods.
  • the controller 170 controls the rotation direction and the speed of the first rotation member 110 and the second rotation member 120 in the same manner to rotate in place for a predetermined time in a direction away from the direction in which the obstacle is detected. Can be controlled.
  • the controller 170 may stop the rotation of the second rotating member 110 in a first state.
  • the rotation direction of the rotation member 110 may be controlled to rotate in a direction away from the obstacle by rotating for a predetermined time in a direction opposite to the current direction.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 and the second rotating member 120. It is also possible to reverse the direction of travel by rotating the directions all in opposite directions different from the present.
  • the controller 170 may select a specific direction except for the direction in which the obstacle is detected and reset the moving direction.
  • the specific direction may be a random direction except the direction in which the obstacle is detected or a direction determined according to the predetermined movement path according to the direction change result.
  • the robot cleaner 100 determines whether a predetermined time has elapsed (S107). If the predetermined time has not elapsed, driving in the forward mode is continued (S103).
  • the robot cleaner 100 rotates the first rotating member 110 and the second rotating member 120 in the same direction for a predetermined time (S109).
  • the driving of the robot cleaner 100 depends on the rotational force of the rotating member, and a cleaner of cloth material such as a mop may be attached to the rotating member. Therefore, it is possible to drive abnormally due to obstacles that are difficult to sense, such as a column jammed in the middle of the body 10 or a height change or material change of the surface to be cleaned. Therefore, in order to solve this problem, the controller 170 controls the rotation direction and the speed of the first and second rotation members 110 and 120 in the same way when the state without the obstacle detection is over a predetermined time. Control to perform in-situ rotation.
  • the robot cleaner 100 By the rotation control of the control unit 170, the in-situ rotation is performed at a predetermined time period, the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention to more effectively detect the obstacles located around the rotation through the avoidance. Can be.
  • the robot cleaner 100 may escape through periodic rotations even when the robot cleaner 100 is stuck in a specific position of the surface to be cleaned and is stuck in a difficult deadlock sensing state.
  • the robot cleaner 100 may provide a spiral mode pattern as a driving mode.
  • the spiral mode pattern may include a pattern for sequentially changing the rotation mode around a specific region, or a pattern for driving the circular path while gradually increasing or decreasing the rotation radius.
  • the mopping effect may be doubled by providing a path for the robot cleaner 100 to move in a circular path as a whole while rotating the circular rotating members, respectively.
  • the intensive mopping on the basis of a predetermined specific area, it is possible to effectively remove the fixed foreign matters in the area.
  • the robot cleaner 100 detects a spiral mode selection (S401).
  • the controller 170 may detect the spiral mode selection in response to a user command received from the input unit 180 or the communication unit 140. For example, the controller 170 may detect a spiral mode selection in response to a user button input received from the input unit 180. In addition, the controller 170 may detect the spiral mode selection based on the command data remotely received from the user terminal through the communication unit 140.
  • the robot cleaner 100 sets a reference area in response to the spiral mode selection detection (S403).
  • the controller 170 may set the position of the robot cleaner 100 as a reference region when the spiral mode selection is detected.
  • the controller 170 may measure a relative distance between the robot cleaner 100 and the reference region based on the sensing information received from the sensor unit 130.
  • the sensor unit 130 may further include at least one of a position sensor, an acceleration sensor, and a speed sensor in addition to the plurality of sensors 130a, 130b, 130c, and 130d described above. Accordingly, the controller 170 may track the change of the movement path and the distance from the reference region according to the sensing data measured by the sensor unit 130 using the position of the robot cleaner 100 as the reference region.
  • the robot cleaner 100 performs a first rotation mode around the reference area.
  • FIG. 8 illustrates rotation control according to a first rotation mode according to an embodiment of the present invention.
  • the first rotation mode may mean the in-situ rotation mode described above.
  • the controller 170 may perform the first rotation mode control by controlling the first rotation member 110 and the second rotation member 120 to rotate at the same speed and in the same direction.
  • the movement direction of one side of the robot cleaner 100 relatively proceeds according to the frictional force generated by the first rotating member 110 and the frictional force generated by the second rotating member 120. Since the moving direction of the other side of the robot cleaner 100 is reversed, the robot cleaner 100 performs in-situ rotation about the reference area 500 which is the center point by force.
  • the robot cleaner 100 may perform in-situ rotation about the reference area 500. Accordingly, the robot cleaner 100 may perform the concentrated mopping of the cleaning area 510 corresponding to the first rotation mode.
  • the first rotation mode may be terminated after the robot cleaner 100 is rotated in place for a predetermined number of times or after a predetermined time.
  • the first rotation mode ends and the robot cleaner 100 performs a second rotation mode control (S407).
  • FIG. 9 illustrates rotation control according to a second rotation mode according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 170 may control the second rotation mode by fixing the second rotation member 120 and controlling only the first rotation member 110 to rotate in a specific speed and in a specific direction. can do.
  • the second rotation member 120 In the case of the second rotation mode, unlike the first rotation mode, only the frictional force generated by the first rotation member 110 exists, and the second rotation member 120 is fixed in a state in which it is not rotated or extremely low speed and is relatively Only one side of the first rotating member 110 side of the robot cleaner 100, which proceeds to the rotation, moves around the reference area 500.
  • the robot cleaner 100 may perform its own rotation about the reference area 500.
  • the cleaning area 520 covered by the robot cleaner 100 may be different.
  • the cleaning area 520 of the second rotation mode may include a cleaning area in a wider range than the first rotation mode, and even if the effect of removing foreign matters is reduced than in the first rotation mode, the cleaning area 520 may define a range area to concentrate mopping by widening the rotation radius. There is a difference that widens.
  • the embodiment of the present invention switches the peripheral area having less importance by switching to the second rotation mode in which the area is widened after the first rotation mode. Cleaning of the area can be controlled to be wide and quick.
  • the second rotation mode ends and the robot cleaner 100 accelerates the first rotation member 110 at high speed and simultaneously controls the speed of the second rotation member to be accelerated at low speed ( S409, while gradually maintaining the speed difference between the first rotating member 120 and the second rotating member 120 (S411).
  • control unit 170 may control the rotation of the first rotating member 110 in the first speed and the first direction of the high speed, the second rotating member 120 is a low speed
  • the control unit 170 may control the rotation in the second direction and the first direction of the robot cleaner to perform a spiral (spiral) rotational movement around the reference area.
  • the controller 170 maintains the difference in the rotational speed between the first rotation member 120 and the second rotation member 120 according to a predetermined ratio, while the first rotation member 110 and the second rotation member. It is possible to increase the radius of rotation of the spiral rotational movement by accelerating the rotational speed of 120, respectively. Acceleration of each rotating member can be controlled sequentially or gradually. When controlled sequentially, the radius of rotation can be increased sequentially, and when controlled gradually, the radius of rotation can be gradually increased. This change in rotation radius is shown in FIG. 15.
  • the embodiment of the present invention controls to perform a spiral rotation movement to sequentially or gradually widen the area after the second rotation mode, thereby cleaning the surrounding area of which the importance is gradually reduced.
  • the predetermined ratio may be a speed ratio of 30:70, 20:80, and the like, and the predetermined ratio is not a default value, but may be changed in real time according to the state or environment of the robot cleaner 100.
  • the robot cleaner 100 may be connected to the first rotating member 120.
  • the rotation speeds of the first rotation member 110 and the second rotation member 120 are respectively decelerated while maintaining the difference in the rotation speed of the second rotation member 120 at the predetermined ratio (S413).
  • the controller 170 may determine whether the robot cleaner 100 is spaced apart from the reference area by more than a maximum distance based on the information sensed by the sensor 130. In addition, by measuring a timer running from the time when the spiral mode is selected, it may be determined whether the threshold time or more has elapsed.
  • the controller 170 may decelerate the rotational speeds of the first and second rotational members 120 and 120 that are accelerated in the state where the predetermined ratio is maintained.
  • the predetermined ratio may be a speed ratio of 30:70, 20:80, and the like, and may be changed in real time according to the movement state or environment change of the robot cleaner 100.
  • Such a deceleration step may be made sequentially or gradually as in the above-described acceleration step.
  • the robot cleaner 100 determines whether the time allocated to the spiral mode has elapsed or whether the robot cleaner 100 returns to the reference region (S415). In contrast, the robot cleaner 100 performs the second rotation mode (S417) and After controlling the execution of the first rotation mode (S419), the spiral mode is terminated (S421).
  • the controller 170 determines whether the robot cleaner 100 returns to the reference region based on the data sensed by the sensing unit 130, the controller 170 performs the second and first rotation mode control in the reverse order, and the spiral mode. Can be terminated.
  • the controller 170 stores the allocation time determined at the time of detecting the spiral mode in the storage unit 160, and when the allocation time has elapsed, performs the second and first rotation mode control in the reverse order, and the spiral mode. Can be terminated.
  • the robot cleaner 100 travels in another random driving pattern or switches to a preset driving mode (S423).
  • the preset driving mode may be the first forward mode or the second forward mode.
  • the controller 170 may switch to the first forward mode or the second forward mode in the random direction by specifying a random direction.
  • the robot cleaner 100 mops while gradually or gradually widening the rotation radius of the movement path to positions such as (1), (2), (3), (4), and (5). Can be performed.
  • the robot cleaner 100 of the present invention moving with the rotational force of the circular rotating members 110 and 120 provides a path to rotate again in a circular path while performing the rotary mopping, so that the mopping effect can be doubled. Therefore, in intensive mopping based on a predetermined specific region, it is possible to maximize the effect of removing the fixed foreign matter in the region.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of a robot cleaner according to another embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 determines whether a peripheral obstacle is detected (S433).
  • the controller 170 may determine whether an obstacle is detected according to a sensing signal sensed by the plurality of sensors 130a, 130b, 130c, and 130d provided on the side of the body 10. If the obstacle is not detected, spiral mode driving is continued (S431).
  • the robot cleaner 100 determines the possibility of maintaining the pattern in the spiral mode (S435).
  • the controller 170 may determine that it is impossible to maintain the pattern in the spiral mode.
  • the controller 170 may determine that pattern keeping in the spiral mode is impossible.
  • the robot cleaner 100 When there is a temporary obstacle or an obstacle having a small degree of change of direction, the robot cleaner 100 continues the spiral mode driving (S431).
  • the robot cleaner 100 may terminate the spiral mode by releasing the spiral mode and switching to the random pattern and the driving mode in the random direction as described above (S437).
  • the present invention provides a robot cleaner having a pair of rotating members to which a mop can be attached so as to effectively remove foreign matters and the like adhered to the surface to be cleaned, so that the rotational force of the rotating member itself can be used as a moving power source, thereby improving battery efficiency.
  • the present invention may provide a robot cleaner and a control method for performing rotation control according to a driving mode supporting various patterns for achieving effective mop cleaning in response to a progress path and obstacle detection.
  • control method of an electronic device may be implemented in program code and provided to each server or device in a state of being stored in various non-transitory computer readable mediums. have.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, and the like.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기는 원형 클리너가 고정될 수 있는 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재가 피청소면을 향하여 돌출되도록 결합된 본체부; 상기 본체부 내에 고정되며, 상기 제1 회전 부재를 제1 방향 또는 제2 방향으로 구동시키고, 상기 제2 회전 부재를 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 구동시키기 위한 구동부; 상기 본체부의 외측면에 구비되며, 상기 로봇 청소기 주변의 장애물을 센싱하기 위해 구비되는 하나 이상의 센서; 및 상기 센서와 연결되며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 그의 제어 방법
본 발명은 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율적으로 이동하면서 걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
산업 기술의 발달로 다양한 장치가 자동화되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피 청소면의 이물질을 닦아냄으로써 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로 활용되고 있다.
일반적으로, 이러한 로봇 청소기는 전기 등과 같은 동력원을 이용하여 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기를 포함할 수 있다.
그란, 이와 같은 진공 청소기를 포함하는 로봇 청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든때 등을 제거하지 못하는 한계가 있어, 최근에는 로봇 청소기에 걸레가 부착되어 물걸레질 또는 걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기가 대두되고 있다.
그러나, 일반적인 로봇 청소기를 이용한 걸레 청소 방식은 기존의 진공 청소용 로봇 청소기의 하부에 걸레 등을 부착하는 단순한 방식에 불과하여 이물질 제거 효과가 낮고, 효율적인 걸레 청소가 수행되지 못하는 단점이 있다.
특히, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 청소 방식의 경우 기존의 흡입식 진공 청소기용 이동 방식과 장애물에 대한 회피 방식 등을 그대로 이용하여 주행하므로 피청소면에 산재된 먼지 등은 제거하더라도 피청소면에 고착된 이물질 등을 쉽게 제거할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 부착 구조의 경우, 걸레면에 의해 지면과의 마찰력이 높아진 상태가 되어 바퀴가 이동하기 위한 별도의 추진력이 더 필요하게 되므로, 배터리 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 걸레가 부착 가능한 한 쌍의 회전 부재를 구비하는 로봇 청소기에 있어서, 회전 부재의 회전력 자체를 이동력원으로 이용하여 배터리 효율을 개선할 뿐만 아니라, 진행 경로 및 장애물 검출에 대응하여 효과적인 걸레 청소를 달성하기 위한 회전 제어를 수행하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 스파이럴 모드 선택을 감지하는 단계; 상기 스파이럴 모드 선택에 대응하여, 기준 영역을 설정하는 단계; 상기 기준 영역이 설정되면, 제1 회전 부재를 제1 속도로 제1 방향으로 회전 제어하고, 제2 회전 부재를 제2 속도로 상기 제1 방향으로 회전 제어하여, 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역을 중심으로 하는 회전 이동을 수행하도록 제어하는 단계; 및 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재간 회전 속도 차이를 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 가속하는 단계를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 로봇 청소기에 있어서, 원형 클리너가 고정될 수 있는 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재가 피청소면을 향하여 돌출되도록 결합된 본체부; 상기 본체부 내에 고정되며, 상기 제1 회전 부재를 제1 방향 또는 제2 방향으로 구동시키고, 상기 본체부 내에 고정되며, 상기 제2 회전 부재를 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 구동시키기 위한 구동부; 상기 본체부의 외측면에 구비되며, 상기 로봇 청소기 주변의 장애물을 센싱하기 위해 구비되는 하나 이상의 센서; 및 상기 센서와 연결되며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 스파이럴 모드 선택이 감지되면, 상기 스파이럴 모드 선택에 대응하여 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역이 설정되면 제1 회전 부재를 제1 속도로 제1 방향으로 회전 제어하고, 제2 회전 부재를 제2 속도로 상기 제1 방향으로 회전 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역을 중심으로 하는 회전 이동을 수행하도록 제어하며, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재간 회전 속도 차이를 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 가속한다.
한편, 상기 로봇 청소기의 제어 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 걸레가 부착 가능한 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거하면서 이동할 수 있다.
또한, 회전 부재의 회전력 자체를 이동력원으로 이용하여 배터리 효율을 개선할 뿐만 아니라, 진행 경로 및 장애물 검출에 대응하여 효과적인 걸레 청소를 달성하기 위한 회전 제어를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 이동하기 위한 로봇 청소기의 센서 구성을 최소화하면서도 장애물 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기 이동 시 장애물에 의해 걸려 진행하지 못하는 등의 문제점도 해결할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 센서 부착에 의한 제조 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따르면 다양한 주행 패턴을 지원함으로써 지형지물에 적합한 패턴으로 효율적인 걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재를 나타내기 위한 저면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 센서 위치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어를 위한 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스파이럴 모드 패턴을 설명하기 위한 도면들이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 물리적 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
보다 구체적으로, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구조를 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재를 설명하기 위한 저면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 센서 위치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 구조적으로 본체(10)와, 상기 본체(10) 내부에 고정되는 구동부에 결합하여 피청소면 방향으로 각각 연결되는 제1 회전축(151) 및 제2 회전축(152)과, 상기 제1 회전축(151)과 결합되어 회전 운동하는 제1 회전 부재(110)와, 상기 제2 회전축(152)과 결합되어 회전 운동하는 제2 회전 부재(120)와, 상기 본체(10)의 측면과 중앙면에 구비되는 하나 이상의 센서(130a, 130b,...)와, 상기 본체(10)의 상단에 구비되는 입력부(180) 및 통신부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 제1 회전축(151) 및 제2 회전축(152)과 결합된 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)에는 각각 제1 원형 클리너(210) 및 제2 원형 클리너(220)가 결합되어 회전 운동에 따라 회전할 수 있다.
제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)는 본체(10)로부터 피청소면 방향으로 돌출되도록, 예를 들어 바닥면 방향으로 돌출되도록 결합될 수 있으며, 제1 원형 클리너(210) 및 제2 원형 클리너(220)가 고정될 수 있도록 형성될 수 있다.
제1 원형 클리너(210) 및 제2 원형 클리너(220)는 바닥면의 고착된 이물질을 회전 운동을 통해 제거할 수 있도록, 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같이, 다양한 피청소면을 닦을 수 있는 천과 같은 섬유재료로 구성될 수 있다.
그리고, 원형 클리너(210, 220)의 고정은 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(220)에 덮어씌우는 방법이나, 별도의 고정수단을 이용하는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 원형 클리너(210) 및 제2 원형 클리너(220)는 벨크로 테이프 등으로 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)에 부착되어 고정될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 운동에 의해 제1 원형 클리너(210)와 제2 원형 클리너(220)가 회전함에 따라 바닥에 고착된 이물질 등을 피청소면과의 마찰을 통해 제거할 수 있다. 또한, 피청소면과의 마찰력이 생성되면 그 마찰력은 로봇 청소기(100)의 이동력원으로 이용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 회전함에 따라, 피청소면과의 마찰력이 각각 발생하고, 그 합력이 작용하는 크기 및 방향에 따라, 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향이 조정될 수 있다.
특히, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 한 쌍의 회전 부재(110, 120)와 결합되는 각 회전 축(151, 152)은 몸체(10) 중심 방향으로 경사지는 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 한 쌍의 회전 부재(110, 120)은 몸체(10) 외곽으로부터 중심 방향으로 상향 경사지게 결합될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)이 회전하는 경우 피청소면과의 사이에서 발생되는 상대 마찰력은 본체(10) 중심보다 외곽에서 크게 발생할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)의 회전을 각각 제어함에 따라 발생되는 상대 마찰력에 의해 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어가 이루어 질 수 있게 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따르면 이와 같은 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어를 통해 진행 경로 및 장애물 검출에 대응하여 효과적인 걸레 청소를 달성하기 위한 회전 제어를 수행할 수 있다. 구체적인 제어 구성에 대하여는 후술하도록 한다.
한편, 본 발명의 실시 예에서, 센서부(130)는 전방 및 후방 장애물을 검출하기 위한 적절한 위치에 구비되는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)는 장애물 검출을 위해 본체(10)의 측면과 중앙면에 구비될 수 있다. 특히, 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)는 상기 로봇 청소기(100)의 진행 방향을 기준으로 전방 및 후방에 한 쌍이 구비될 수 있고, 각 회전 부재(110, 120)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)는 진행 방향을 기준으로 센서부(130a)와 센서부(130b)에서 센싱되는 정보에 기초하여 전방 장애물을 검출하거나 센서부(130c)와 센서부(130d)에서 센싱되는 정보에 기초하여 후방 장애물을 검출할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따르면 로봇 청소기(100)는 한 쌍의 회전 부재가 이어진 8자 형태의 구조를 가지므로, 장애물 검출에 있어 많은 센서가 필요할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에서는 로봇 청소기(100)의 센서 구성을 상기의 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)만으로도 장애물 검출 및 회피를 수행할 수 있도록 하는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 제어를 제공할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100) 이동시 장애물에 의해 걸려 진행하지 못하는 등의 문제점도 해결할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 센서 부착에 의한 제조 비용도 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어를 위한 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어를 위한 시스템은, 센서부(130), 통신부(140), 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 구동시키기 위한 구동부(150), 저장부(160), 제어부(170), 입력부(180), 출력부(185) 및 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
센서부(130)는 앞서 설명한 본체(10) 측면과 중앙면에 구비되는 하나 이상의 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함할 수 있으며, 로봇 청소기(100)의 주변 상태를 감지하여 로봇 청소기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 그리고, 센서부(130)는 주변 상태에 따라 검출되는 센싱 신호를 제어부(170)로 전달할 수 있다. 이러한 센서부(130)는 외부로 적외선 또는 초음파 신호를 송출하고, 장애물로부터 반사된 신호를 수신하는 장애물 검출 센서또는 카메라 센서 등을 포함할 수 있다.
통신부(140)는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 이와 같은 통신부(140)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇 청소기(100)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇 청소기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.
구동부(150)는 제어부(170)의 제어에 따라 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 회전 운동시키기 위한 제어 신호를 발생시킨다. 구동부(150)는 제1 구동부 및 제2 구동부를 포함할 수 있으며, 각각 제1 구동부는 제1 회전 부재(110)와 축 결합된 제1 회전축(151)의 회전을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있고, 제2 구동부는 제2 회전 부재(120)와 축 결합된 제2 회전축(152)의 회전을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 구동부(150)는 모터 및 기어 등과 결합된 어셈블리로 구성될 수 있다.
한편, 저장부(160)는 제어부(170)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
입력부(180)는 사용자가 로봇 청소기(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 입력부(180)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
출력부(185)는 시각, 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이부, 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 포함될 수 있다.
제어부(170)는 통상적으로 로봇 청소기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 청소 시간 판단, 청소 경로 결정, 주행 모드 설정, 장애물 회피 등과 관련된 프로세스 및 제어를 수행한다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부(170)는 주행 모드에 따라, 제1 회전 부재(110) 또는 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나를 동시 또는 순차적으로 회전시켜 상기 로봇 청소기(100)를 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 주행이 지속되는 동안 센서부(130)에서 센싱되는 신호로부터 장애물 검출 여부를 판단하며, 장애물이 검출되지 않는 시간이 특정 시간 이상 경과한 경우, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 일정 시간 동안 동일한 방향 및 동일 속도로 회전시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 따라, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전하게 된다면, 로봇 청소기(100)는 제자리에서 회전하는 운동을 수행할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 회전하는 속도에 따라 제자리에서 회전할 수 있다.
따라서, 로봇 청소기(100)에 작용하는 마찰력의 합력은 서로 반대 방향이 되면서 로봇 청소기(100)에 대한 회전력으로 작용할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 특정 시간 이후 제자리에서 회전하는 회전 시간을 임의로 조절함으로써 진행 방향을 변경할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면, 장애물이 검출되지 않더라도 특정 시간 이상 경과한 경우, 제자리에서 회전하여 방향을 변경함으로써, 센싱되지 않는 장애물에 걸려 진행하지 못하는 경우를 탈출할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 카페트 등에 오르지 못하고 걸려 있는 상태에 이를 수 있으나, 위와 같은 회전 제어를 수행함으로써 센서의 별도 추가 없이도 용이하게 탈출할 수 있게 된다.
한편, 제어부(170)는 장애물이 검출된 경우, 검출된 장애물의 위치에 따라, 상기 장애물을 회피하기 위한 방향으로 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전을 제어하여 방향 전환을 수행하며, 상기 장애물이 검출되지 않는 방향을 상기 진행 방향으로 설정할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 주행 모드를 제1 전진 모드 또는 제2 전진 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 선택하는 전진 모드 설정부를 포함할 수 있다.
상기 전진 모드 설정부는 상기 로봇 청소기의 속도 설정에 따라 상기 제1 전진 모드 또는 상기 제2 전진 모드 중 어느 하나를 선택하거나, 상기 로봇 청소기의 청소 모드 설정에 따라 상기 제1 전진 모드 또는 상기 제2 전진 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 상기 진행 방향은 제어부(170)가 결정한 이동 경로 또는 사용자 입력에 따라 미리 결정된 이동 경로에 따라 가변될 수 있다.
제어부(170)는 이와 같이 선택된 주행 모드 및 설정된 진행 방향에 따라 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 제어하여 로봇 청소기(100)에 특화된 제1 전진 모드 또는 제2 전진 모드로 주행을 수행하고, 효율적인 청소를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 제어부(170)는 제1 전진 모드가 선택된 경우 상기 진행 방향에 대응하여 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 상이한 방향 및 동일한 속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)의 몸체(10)를 기준으로 제1 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 일단이 이동하는 방향은 제2 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 타단이 이동하는 방향과 동일할 수 있다. 따라서, 제1 전진 모드가 선택된 경우, 제어부(170)는 특정 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부(170)는 상기 제2 전진 모드가 선택된 경우 제1 시간 동안 제1 회전 부재(110)를 일정한 제1 속도와 제2 방향으로 회전하면서 제2 회전 부재(120)를 상기 제1 속도보다 큰 제2 속도로 상기 제2 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 제어하는 제1 단계 및 상기 제1 시간이 경과하면, 상기 제1 회전 부재(110)는 상기 제2 속도로 상기 제2 방향과 상이한 제1 방향으로 회전하면서, 상기 제2 회전 부재(120)가 상기 제1 속도와 상기 제1 방향으로 회전하도록 제어하는 제2 단계를 미리 설정된 청소 시간 동안 순차적으로 반복 수행하도록 제어할 수 있다. 따라서, 제2 전진 모드가 선택된 경우, 제어부(170)는 특정 방향에 대하여 S자 형태의 경로를 형성하며 주행을 수행할 수 있다. 이 경우, 제1 전진 모드에 비해 이동 속도는 다소 감소할 수 있으나, 장애물 검출 성능 및 청소 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
이하에서는 이와 같은 회전 제어를 이용한 로봇 청소기(100)의 주행 제어 방법을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 진행 방항을 설정하고(S101), 전진 모드에 따라 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 제어하여 주행을 시작한다(S103).
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(170)는 미리 결정된 이동 경로에 따라 진행 방향을 설정하고, 전진 모드 선택하여 주행을 수행할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(100)는 장애물 검출 여부를 판단한다(S105).
제어부(170)는 센서부(130)에 포함되는 복수의 센서(130a, 130b, 130c, 130d)로부터 출력되는 센싱 신호에 기초하여 장애물 검출 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 센서부(130)의 센서 중 로봇 청소기(100)의 진행 방향에 대응되는 일부의 센싱 신호만 이용하여 장애물 검출 여부를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 몸체(10)의 상대적으로 긴 측면을 기준으로 일 측면에 위치한 센서(130a) 및 센서(130b)로부터 출력되는 센싱 신호에 기초하여 진행 방향에 장애물이 위치하였는지 판단할 수 있다.
그리고, 장애물이 검출된 경우, 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 제어하여, 상기 장애물을 회피하는 방향으로 전환하고(S111), 전환된 방향으로 진행 방향을 재설정하여(S113), 다시 전진 모드에 따라 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재를 제어하는 주행을 시작한다(S103).
제어부(170)는 센서부(130)로부터 출력되는 센싱 신호에 기반하여 진행 방향을 기준으로 장애물이 위치한 방향 및 거리를 측정할 수 있다.
그리고, 제어부(170)가 장애물을 회피하는 방향으로 전환하는 회전 제어는 몇 가지 방식이 있을 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 상기 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 방향 및 속도를 동일하게 제어하여 상기 장애물이 검출된 방향과 멀어지는 방향으로 일정 시간 동안 제자리 회전하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 상기 장애물이 검출된 방향이 특정 회전 부재, 예를 들어 제1 회전 부재(110)와 상대적으로 가까운 경우, 제2 회전 부재(110)의 회전은 중단한 상태에서 제1 회전 부재(110)의 회전 방향을 현재 방향과 반대 방향으로 일정 시간동안 회전하여 장애물과 멀어지는 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 상기 장애물이 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 전방에서 모두 검출되는 경우에는, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 방향을 모두 현재와 상이한 반대 방향으로 회전시킴으로써 진행 방향을 반대로 전환할 수도 있다.
그리고, 제어부(170)는 장애물이 검출된 방향을 제외한 특정 방향을 선택하여 진행 방향으로 재설정할 수 있다. 이 경우, 특정 방향은 상기 방향 전환 결과에 따라, 상기 장애물이 검출된 방향을 제외한 무작위 방향이거나 상기 미리 결정된 이동 경로에 따라 결정된 방향일 수 있다.
한편, 장애물이 검출되지 않은 경우, 로봇 청소기(100)는 일정 시간 경과 여부를 판단한다(S107). 일정 시간이 경과하지 않은 경우에는 상기 전진 모드에 따른 주행을 지속한다(S103).
그러나, 일정 시간이 경과한 경우, 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 일정 시간 동안 동일 방향으로 회전한다(S109).
앞서 설명한 바와 같이, 로봇 청소기(100)의 구동이 회전 부재의 회전력에 의존하고, 회전 부재에는 걸레 등의 천 소재의 클리너가 부착될 수 있다. 따라서, 몸체(10) 중간부에 걸려버린 기둥이나, 피청소면의 높이 변화나 재질 변화와 같은 센싱이 어려운 장애물에 의해 비정상적으로 주행할 수 있다. 따라서, 이를 해결하기 위해 제어부(170)는 장애물 검출이 없는 상태가 일정 시간 이상 경과한 경우, 상기 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 방향 및 속도를 동일하게 제어하여 제자리 회전을 수행하도록 제어할 수 있다.
이와 같은 제어부(170)의 회전 제어에 의해, 일정 시간 주기로 제자리 회전이 수행됨으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 주변에 위치한 장애물을 회전을 통해 보다 효과적으로 검출하여 회피를 수행할 수 있다. 또한, 로봇 청소기(100)는 피청소면의 특정 위치에 걸려 장애물 센싱이 어려운 교착상태에 빠진 경우에도 주기적 회전을 통해 탈출할 수 있게 된다.
한편, 이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 주행 모드의 스파이럴 모드 패턴을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)는 주행 모드로서 스파이럴 모드 패턴을 제공할 수 있다. 스파이럴 모드 패턴은 특정 영역을 중심으로 하여 회전 모드를 순차적으로 변경하는 패턴이나, 회전 반경을 점진적으로 확대하거나 축소하면서 원형 경로를 주행하는 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 원형 회전 부재를 각각 회전시키면서 로봇 청소기(100)가 전체적으로도 원형 경로로 이동하도록 경로를 제공함으로써 걸레질 효과가 배가될 수 있다. 특히, 미리 설정된 특정 영역을 기준으로, 집중적인 걸레질을 수행함으로써 그 영역의 고착화된 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
도 6을 참조하면, 먼저 로봇 청소기(100)는 스파이럴 모드 선택을 감지한다(S401).
제어부(170)는 입력부(180) 또는 통신부(140)로부터 수신되는 사용자 명령에 대응하여, 상기 스파이럴 모드 선택을 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 입력부(180)로부터 수신되는 사용자 버튼 입력에 대응하여 스파이럴 모드 선택을 감지할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말부터 원격 수신되는 명령 데이터에 기초하여 스파이럴 모드 선택을 감지할 수도 있다.
그리고, 로봇 청소기(100)는 스파이럴 모드 선택 감지에 대응하여, 기준 영역을 설정한다(S403).
제어부(170)는 스파이럴 모드 선택이 감지되면 상기 스파이럴 모드 선택이 감지된 시점의 상기 로봇 청소기(100)의 위치를 기준 영역으로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 센서부(130)로부터 수신되는 센싱 정보에 기초하여 상기 로봇 청소기(100)와 상기 기준 영역간의 상대적인 거리를 측정할 수 있다. 이를 위해, 상기 센서부(130)는 앞서 설명한 복수의 센서(130a, 130b, 130c, 130d)외에도 위치 센서, 가속도 센서, 속도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(170)는 상기 로봇 청소기(100)의 위치를 기준 영역으로 하여, 센서부(130)에서 측정되는 센싱 데이터에 따라 이동 경로 변화 및 상기 기준 영역과의 거리를 추적할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(100)는 기준 영역을 중심으로, 제1 회전 모드를 수행한다(S405).
도 8에서는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 회전 모드에 따른 회전 제어를 나타내고 있다.
도 8을 참조하면, 제1 회전 모드는 앞서 설명한 제자리 회전 모드를 의미할 수 있다. 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 동일 속도 동일 방향으로 회전하도록 제어함으로써, 상기 제1 회전 모드 제어를 수행할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 회전 부재(110)에 의해 발생되는 마찰력에 따라 상대적으로 진행되는 로봇 청소기(100) 일측의 이동 방향과, 제2 회전 부재(120) 에 의해 발생되는 마찰력에 따라 상대적으로 진행되는 로봇 청소기(100) 타측의 이동 방향이 서로 반대가 되므로, 로봇 청소기(100)는 합력에 의해 그 중심점인 기준 영역(500)을 중심으로 하는 제자리 회전을 수행하게 된다.
따라서, 상기 제1 회전 모드에 따라, 로봇 청소기(100)는 기준 영역(500)을 중심으로 하여 제자리 회전을 수행할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 제1 회전 모드에 대응되는 청소 영역(510)에 대한 집중 걸레질을 수행할 수 있게 된다.
제1 회전 모드는 로봇 청소기(100)가 일정 횟수 이상 제자리 회전하거나, 일정 시간 동안 수행된 후 종료될 수 있다.
한편, 다시 도 6을 참조하면, 제1 회전 모드가 종료되고 로봇 청소기(100)는 제2 회전 모드 제어를 수행한다(S407).
도 9에서는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 회전 모드에 따른 회전 제어를 나타내고 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(170)는 제2 회전 부재(120)는 고정시키고, 제1 회전 부재(110)만을 특정 속도와 특정 방향으로 회전하도록 제어함으로써, 상기 제2 회전 모드의 제어를 수행할 수 있다.
제2 회전 모드의 경우, 제1 회전 모드와 달리, 제1 회전 부재(110)에 의해 발생되는 마찰력만이 존재하며, 제2 회전 부재(120)는 회전하지 않거나 극저속인 상태로 고정되어 상대적으로 진행되는 로봇 청소기(100)의 제1 회전 부재(110) 쪽 일측만이 기준 영역을(500) 중심으로 회전 이동하게 된다.
따라서, 상기 제2 회전 모드 에 따라, 로봇 청소기(100)는 기준 영역(500)을 중심으로 하는 자체 회전을 수행할 수 있다. 다만, 제1 회전 모드와 달리 로봇 청소기(100)가 커버하는 청소 영역(520)이 상이할 수 있다. 제2 회전 모드의 청소 영역(520)은 제1 회전 모드보다 넓은 범위의 청소 영역을 포함할 수 있으며, 제1 회전 모드보다는 이물질 제거 효과가 감소하더라도, 회전 반경을 넓힘으로써 집중 걸레질할 범위 영역을 넓히게 되는 차이점이 있다.
특히, 사용자는 기준 영역(500) 선택시 가장 이물질이 많은 지역을 선택하는 것이 일반적이므로, 본 발명의 실시 예는 제1 회전 모드 이후 그 영역을 넓힌 제2 회전 모드로 전환함으로써, 중요도가 떨어지는 주변 지역에 대한 청소는 넓고 빠르게 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 다시 도 11을 참조하면, 제2 회전 모드가 종료되고 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110)를 고속으로 가속함과 동시에 제2 회전 부재의 속도는 저속으로 가속되도록 제어하고(S409), 제1 회전 부재(120)와 제2 회전 부재(120)간 속도 차이를 유지하면서, 각각 점진적으로 가속한다(S411).
보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)를 고속의 제1 속도와 제1 방향으로 회전 제어할 수 있으며, 제2 회전 부재(120)는 저속의 제2 속도와 상기 제1 방향으로 회전 제어함으로써, 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역을 중심으로 하는 스파이럴(나선) 형태의 회전 이동을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 상기 제1 회전 부재(120)와 상기 제2 회전 부재(120)간 회전 속도 차이를 일정 비율에 따라 유지하면서도, 상기 제1 회전 부재(110) 및 상기 제2 회전 부재(120)의 회전 속도를 각각 가속함으로써 스파이럴 회전 이동의 회전 반경을 증가시킬 수 있다. 각 회전 부재의 가속은 순차적 또는 점진적으로 제어될 수 있다. 순차적으로 제어되는 경우, 회전 반경은 순차적으로 증가될 수 있으며, 점진적으로 제어되는 경우에는 회전 반경이 점진적으로 증가될 수 있다. 이와 같은 회전 반경 변화는 도 15에서 도시되고 있다.
앞서 설명한 제2 회전 모드의 경우와 같이, 본 발명의 실시 예는 제2 회전 모드 이후 그 영역을 순차 또는 점진적으로 넓히도록 스파이럴 회전 이동을 수행하도록 제어함으로써, 중요도가 점차적으로 떨어지는 주변 지역에 대한 청소를 넓고 빠르게 수행되도록 제어할 수 있다. 여기서, 일정 비율은 미리 정해진 30:70, 20:80 등의 속도비일 수 있으며, 일정 비율은 디폴트로 정해진 값은 아니고, 로봇 청소기(100)의 상태나 환경에 따라 실시간으로 가변될 수도 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로부터 최대 거리 이상 이격된 것으로 판단되거나, 상기 스파이럴 모드가 선택된 시간으로부터 한계 시간 이상 경과되었다고 판단되는 경우, 상기 제1 회전 부재(120)와 상기 제2 회전 부재(120)의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재(110) 및 상기 제2 회전 부재(120)의 회전 속도를 각각 감속한다(S413).
제어부(170)는 센서부(130)로부터 센싱되는 정보에 기초하여 상기 로봇 청소기(100)가 상기 기준 영역으로부터 최대 거리 이상 이격되었는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 스파이럴 모드가 선택된 시간으로부터 진행되는 타이머를 측정함으로써, 한계 시간 이상 경과되었는지 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 앞서 가속한 제1 회전 부재(120)와 상기 제2 회전 부재(120)의 회전 속도를 상기 일정 비율이 유지되는 상태에서 각각 감속할 수 있다. 여기서, 일정 비율은 미리 정해진 30:70, 20:80 등의 속도비일 수 있으며, 로봇 청소기(100)의 이동 상태나 환경 변화에 따라 실시간으로 가변될 수 있다.
한편, 이와 같은 감속 단계는 앞서 설명한 가속 단계와 같이 순차적 또는 점진적으로 이루어 질 수 있다.
이후, 로봇 청소기(100)는 스파이럴 모드에 할당된 시간이 경과되거나, 상기 로봇 청소기(100)가 기준 영역으로 회귀하는지 판단하고(S415), 앞서 설명한 바와 역으로 제2 회전 모드 수행(S417) 및 제1 회전 모드 수행(S419)을 제어한 후, 스파이럴 모드를 종료한다(S421).
제어부(170)는 센싱부(130)로부터 센싱되는 데이터에 기초하여 상기 로봇 청소기(100)가 기준 영역으로 회귀하였는지 판단하면, 상기 제2, 제1 회전 모드 제어를 역순으로 수행하고, 상기 스파이럴 모드를 종료할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 스파이럴 모드 선택 감지 시 판단된 할당 시간을 저장부(160)에 저장하고, 할당 시간이 경과된 경우 상기 제2, 제1 회전 모드 제어를 역순으로 수행하고, 상기 스파이럴 모드를 종료할 수 있다.
스파이럴 모드가 종료되면, 로봇 청소기(100)는 다른 랜덤 주행 패턴으로 주행하거나, 미리 설정된 주행 모드로 전환한다(S423).
미리 설정된 주행 모드는 상기 제1 전진 모드 또는 제2 전진 모드일 수 있다. 제어부(170)는 상기 스파이럴 모드가 종료된 경우, 랜덤 방향을 지정하여 상기 랜덤 방향으로의 제1 전진 모드 또는 제2 전진 모드로 전환할 수 있다.
도 16에서는 이와 같은 로봇 청소기(100)의 스파이럴 패턴 주행 제어에 따른 이동 경로를 종합하여 도시하고 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(100)는 (1), (2), (3), (4), (5)와 같은 위치로 순차적 또는 점진적으로 이동 경로의 회전 반경을 넓혀가면서 걸레질을 수행할 수 있다. 특히, 원형 회전 부재(110, 120)의 회전력으로 이동하는 본 발명의 로봇 청소기(100)가 회전 걸레질을 수행하면서 다시 원형의 경로로 회전 이동하는 경로를 제공함으로써, 걸레질 효과가 배가될 수 있다. 따라서, 미리 설정된 특정 영역을 기준으로 하는 집중적인 걸레질에 있어서, 그 영역의 고착화된 이물질 제거 효과를 극대화 할 수 있게 된다.
한편, 도 12는 본 발명의 다른 일 실시 예에 다른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 로봇 청소기(100)가 스파이럴 모드로 주행하면(S431), 로봇 청소기(100)는 주변 장애물이 검출되는지 판단한다(S433).
제어부(170)는 몸체(10) 측면에 구비되는 복수의 센서(130a, 130b, 130c, 130d)로부터 센싱되는 센싱 신호에 따라 장애물 검출 여부를 판단할 수 있다. 장애물이 검출되지 않는 경우, 스파이럴 모드 주행을 지속한다(S431).
그리고, 장애물이 검출된 경우, 로봇 청소기(100)는 스파이럴 모드의 패턴 유지 가능성을 판단한다(S435).
제어부(170)는 예를 들어, 상기 장애물이 검출되는 시간이 연속하여 일정 시간 이상 경과한 경우, 스파이럴 모드의 패턴 유지가 불가능하다고 판단할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 예를 들어, 상기 장애물을 회피하기 위한 방향 전환 정도가 일정 값 이상인 경우, 스파이럴 모드의 패턴 유지가 불가능하다고 판단할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 일시적인 장애물 또는 방향 전환 정도가 작은 장애물이 존재하는 경우에는 스파이럴 모드 주행을 지속한다(S431).
그러나, 패턴 유지가 불가하다고 판단된 경우, 로봇 청소기(100)는 스파이럴 모드를 해제하고, 앞서 설명한 랜덤 패턴 및 랜덤 방향으로의 주행 모드로 전환하여(S437) 스파이럴 모드를 종료시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 의해, 스파이럴 모드 시 장애물이 존재하는 경우에도 유연하게 처리할 수 있어 청소가 중단되지 않고 다른 패턴을 통해 지속되도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 걸레가 부착 가능한 한 쌍의 회전 부재를 구비하는 로봇 청소기에 있어서, 회전 부재의 회전력 자체를 이동력원으로 이용할 수 있어 배터리 효율을 개선할 뿐만 아니라, 진행 경로 및 장애물 검출에 대응하여 효과적인 걸레 청소를 달성하기 위한 다양한 패턴을 지원하는 주행 모드에 따른 회전 제어를 수행하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    스파이럴 모드 선택을 감지하는 단계;
    상기 스파이럴 모드 선택에 대응하여, 기준 영역을 설정하는 단계;
    상기 기준 영역이 설정되면, 제1 회전 부재를 제1 속도로 제1 방향으로 회전 제어하고, 제2 회전 부재를 제2 속도로 상기 제1 방향으로 회전 제어하여, 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역을 중심으로 하는 회전 이동을 수행하도록 제어하는 단계; 및
    상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재간 회전 속도 차이를 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 가속하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로부터 최대 거리 이상 이격된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드가 선택된 시간으로부터 한계 시간 이상 경과된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제2 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가속하는 단계는
    상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 점진적으로 가속하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로 회귀할 때까지 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제2 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하는 단계; 및
    상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로 회귀한 경우, 상기 스파이럴 모드를 종료하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드에 의한 상기 로봇 청소기의 이동이 지속되는 동안 상기 로봇 청소기의 진행 방향에 대응되는 센서로부터 장애물 검출 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 장애물이 검출되는 시간이 연속하여 일정 시간 이상 경과한 경우, 상기 스파이럴 모드를 종료하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드가 종료된 경우, 랜덤 방향을 지정하여 상기 랜덤 방향으로의 미리 설정된 주행 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 속도 및 상기 제2 속도는 동일한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 속도가 상기 제2 속도보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드를 감지하는 단계는,
    입력부 또는 통신부 중 적어도 하나를 통해 수신되는 사용자 명령에 기초하여 상기 스파이럴 모드 선택을 감지하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  11. 로봇 청소기에 있어서,
    원형 클리너가 고정될 수 있는 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재가 피청소면을 향하여 돌출되도록 결합된 본체부;
    상기 본체부 내에 고정되며, 상기 제1 회전 부재를 제1 방향 또는 제2 방향으로 구동시키고, 상기 제2 회전 부재를 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 구동시키기 위한 구동부;
    상기 본체부의 외측면에 구비되며, 상기 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하기 위해 구비되는 하나 이상의 센서; 및
    상기 센서와 연결되며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 스파이럴 모드 선택이 감지되면, 상기 스파이럴 모드 선택에 대응하여 기준 영역을 설정하고, 상기 기준 영역이 설정되면 제1 회전 부재를 제1 속도와 제1 방향으로 회전 제어하고, 제2 회전 부재를 제2 속도와 상기 제1 방향으로 회전 제어하여 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역을 중심으로 하는 회전 이동을 수행하도록 제어하며, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재간 회전 속도 차이를 일정 비율로 유지하면서 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 가속하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로부터 최대 거리 이상 이격된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제2 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하는 로봇 청소기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스파이럴 모드가 선택된 시간으로부터 한계 시간 이상 경과된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제2 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하는 로봇 청소기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 점진적으로 가속하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로 회귀할 때까지 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 차이를 상기 일정 비율로 유지하면서 상기 제2 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재의 회전 속도를 각각 감속하고, 상기 로봇 청소기가 상기 기준 영역으로 회귀한 경우, 상기 스파이럴 모드를 종료하는 로봇 청소기.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드에 의한 상기 로봇 청소기의 이동이 지속되는 동안 상기 로봇 청소기의 진행 방향에 대응되는 센서로부터 장애물 검출 여부를 판단하고, 상기 장애물이 검출되는 시간이 연속하여 일정 시간 이상 경과한 경우, 상기 스파이럴 모드를 종료하는 로봇 청소기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스파이럴 모드가 종료된 경우, 랜덤 방향을 지정하여 상기 랜덤 방향으로의 미리 설정된 주행 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 속도 및 상기 제2 속도는 동일한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1 속도가 상기 제2 속도보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  20. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체.
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