KR101641237B1

KR101641237B1 - 로봇 청소기 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: KR101641237B1
Application number: KR1020090112871A
Authority: KR
Inventors: 백상훈; 윤정석; 백승민; 나상익; 주광로; 이태경; 오세영; 이동훈; 박태곤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: KR20110056161A; US20110125324A1

Abstract

로봇 청소기 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 발명은 집안 전체와 같이 넓은 공간을 청소 영역으로 하여 청소를 수행하는 경우에 저가의 센서와 제어 알고리즘을 통해 이동 각도를 스스로 보정하고, 위치를 보정함으로써 위치 오차를 줄이고, 청소 영역을 효율적으로 구분할 수 있으며, 높은 청소 성능과 청소 효율을 유지할 수 있다.

로봇 청소기, 벽면, 위치, 각도 보정, 섹터

Description

로봇 청소기 및 이의 제어 방법{ROBOT CLEANER AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 특히 위치를 스스로 보정하고, 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하여 섹터별로 청소 동작을 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.

상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.

상기 로봇 청소기가 스스로 주행하면서 영역을 모두 청소하기 위해서는 청소지도를 작성하고, 작성된 청소지도 내에서 청소가 된 영역과 청소를 하여야 할 영역 등 청소 영역을 판단할 수 있어야 한다. 상기의 영역 판단 능력은 일반적으로 로봇 청소기의 정확한 위치 인식 성능에 의해서 결정된다.

한편, 상기 로봇 청소기의 주행 방식으로는 일반적으로 세 가지 방식이 쓰인다. 하나는 랜덤 방식으로서, 상기 랜덤 방식은 임의의 방향 및 거리를 이동하는 방식이므로, 장애물을 회피하기에 용이하고 일정 거리 이상을 이동하는 장점이 있는 반면, 청소가 되지 아니하는 구역이 상대적으로 넓은 단점, 즉 청소 커버리지율이 낮아지는 단점이 있다. 다른 하나는 스파이럴(Spiral) 방식으로서, 상기 스파이럴 방식은 시작점으로부터 일정방향으로 회전하면서 회전 반경을 증가시키면서 주행하는 방식이므로, 상기 랜덤 방식에 비해 청소 커버리지율이 향상되고, 특정 오염 지역을 청소하는데 유리한 장점이 있는 반면, 사각형의 형태를 갖는 방이나 거실 등 집안을 청소하기가 힘들고, 주변 환경에 따라 청소 성능이 달라지며, 주행 속도가 느린 단점이 있다. 마지막 하나는, 지그재그(Zigzag) 방식으로서, 상기 지그재그 방식은 긴 경로와 짧은 경로에 따라 직진으로 반복 주행하는 방식이므로, 사각형의 형태를 갖는 방이나 거실 등 집안을 청소하기가 용이하고, 높은 청소 커버리지율을 갖는 등의 장점이 있는 반면, 장애물 등 주변 환경에 따라 청소 성능이 떨어지는 단점이 있다. 즉, 종래 기술에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 주행 방식들은 주변 환경에 따라 청소 성능이 저하되고, 청소 효율이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 일반적인 가정용 로봇 청소기는 정밀하거나 높은 거리를 측정할 수 있는 고성능의 센서를 사용하지 아니하는 대신, 측정 거리가 짧고, 장애물을 감지할 수 있을 정도만의 저가의 저성능의 센서를 구비한다. 따라서, 상기 로봇 청소기가 구비한 거리 측정을 위한 센서만으로 위치를 인식하는 것은 매우 어렵다.

또한, 종래 기술에 따른 로봇 청소기는 거리 감지 센서를 이용하여 주변 환경을 감지하고, 감지된 정보를 이용하여 청소 공간에 대하여 좌표를 설정하거나, 청소 영역을 분할한 다음, 지그재그 방식 등으로 주행하면서 청소를 수행하는데, 이러한 방식은 닫힌 공간에 대해서는 좋은 청소 성능을 유지하나, 집안 전체를 청소 영역으로 하는 경우에는 청소 성능이나 청소 효율이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 종래 기술에 따른 로봇 청소기는 제품의 크기, 가격 등의 문제로 인해 저가의 위치 인식 센서를 사용함으로써 시간에 따라 위치 인식의 오차가 크게 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 로봇 청소기는 청소 공간이 넓어질수록 위치 인식의 오차가 증대되고, 청소 성능이 저하되며, 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집안 전체와 같이 넓은 공간을 청소 영역으로 하여 청소를 수행하는 경우에 높은 청소 성능이나, 높은 청소 효율을 유지하도록 하는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.

본 발명은 집안의 벽면을 따라 집안 전체를 이동하면서 일정 넓이 또는 일정 환경 조건에 따라 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하여 섹터별로 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명은 저가의 센서를 이용하고, 제어 알고리즘을 통해 이동 경로를 산출하고, 이동 각도를 보정하여 위치 오차를 줄이고, 청소 영역을 탐색함으로써 벽면 탐색이나, 청소 영역의 구분을 효율적으로 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛과, 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하고, 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하며, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 제어유닛은, 상기 섹터의 형태 를 결정하고, 상기 섹터의 기준점 및 상기 섹터의 크기를 설정한다. 또한, 상기 제어유닛은, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기는, 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하는 장애물 검출유닛을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어유닛은, 상기 섹터의 초기 크기 및 상기 장애물에 따라 상기 섹터의 형태를 결정한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하여 청소를 수행하는 로봇 청소기에 있어서, 충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛과, 바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛과, 하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛과, 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하는 장애물 검출유닛과, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛과, 로봇 청소기의 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하고, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛과, 상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛과, 상기 장애물 정보, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함하는 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 출력하는 출력유닛을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 제어유닛은, 미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하고, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출한다. 또한, 상기 제어유닛은, 일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 위치를 인식하고, 벽면을 따라 청소 영역을 탐색하는 벽면 탐색 단계와, 상기 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하는 섹터 설정 단계와, 상기 섹터들에 청소를 수행하는 섹터 청소 단계를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 이동 경로를 산출하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 로봇 청소기의 이동 각도를 조정하는 각도 보정 단계를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 각도 보정 단계는, 미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하는 과정과, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출하는 과정을 포함한다. 또한, 상기 각도 보정 단계는, 일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하는 과정과, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 과정을 더 포함한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 벽면 탐색 단계는, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하는 과정과, 상기 장애물을 따라 직선으로 일정 거리 이상 이동 가능하면, 상기 장애물을 벽면으로 판단하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 섹터 설정 단계는, 상기 섹터의 초기 크기를 설정하는 초기 크기 설정 과정과, 상기 섹터의 초기 크기 및 상기 장애물을 근거로 상기 섹터의 형태를 결정하는 섹터 형태 결정 과정과, 상기 섹터의 형태에 따라 상기 섹터에서의 최초 위치인 섹터 기준점을 설정하는 섹터 기준점 설정 과정과, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 재설정하는 섹터 크기 재설정 과정을 포함한다.

상기 섹터 형태 결정 과정은, 상기 벽면을 따라 이동 중, 상기 초기 크기의 최대 범위, 또는 상기 장애물에 따라 이동 방향을 변경하여 폐구간을 형성하여 상기 섹터 형태를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 섹터 기준점 설정 과정은, 상기 벽면을 탐색하여 최초 섹터에서의 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 형태 변화에 따라 다음 섹터에서의 로봇 청소기의 위치 및 이동 방향을 포함한 상기 섹터 기준점을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장 단계를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 집안 전체를 청소 영역으로 하는 등, 넓은 공간에 대하여 청소를 수행하는 경우에 저가의 센서와 제어 알고리즘을 통해 이동 각도를 스스로 보정할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 저가의 센서를 이용하고, 제어 알고리즘을 통해 이동 각도를 보정함으로써 위치 오차를 줄이고, 청소 영역을 효율적으로 구분할 수 있다.

또한, 본 발명은 이동 방향, 즉 이동 각도를 이동 중에 보정하여 위치 오차를 줄이고, 청소 영역을 효율적으로 탐색함으로써 벽면 탐색이나, 청소 영역의 구분을 효율적으로 수행하고, 높은 청소 성능과 청소 효율을 유지할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법을 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛(110)과, 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하고, 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하며, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛(200)을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 제어유닛(200)은, 미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하고, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출한다. 또한, 상기 제어유닛(200)은, 일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 것을 특징으로 한다.

도 7을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기가 이동 각도를 보정하는 동작 을 설명한다. 도 7(A)은 상기 제어유닛(200)이 로봇 청소기가 벽면을 탐색하는 중에 이동 경로를 산출하는 동작을 보인 도이다. 즉, 상기 로봇 청소기가 벽면을 따라 이동하면, 상기 제어유닛(200)은 유한(n)개의 이동점들을 추출한다. 그런 다음, 상기 제어유닛(200)은 상기 이동점들을 이용하여 초기 이동 경로를 산출한다. 이때, 상기 제어유닛(200)은 상기 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 이동점들과 이동 경로를 후술하는 저장유닛에 기억한다. 그런 다음, 상기 제어유닛(200)은 이동점이 추가되면, 상기 이동 경로를 갱신하여 산출한다. 상기 제어유닛(200)은 추가되는 이동점에 대하여 상기 이동 경로에 의해 형성되는 이동선과의 거리, 및 상기 이동 경로에 의해 형성된 이동선의 중심점과 이루는 각도를 이용하여 추가된 이동점을 이전 이동 경로에 의한 이동선에 포함할지 아니면 새로운 이동 경로로 산출할지 여부를 판단한다. 상기 제어유닛(200)은, 상기와 같이 산출된 이동 경로의 기울기를 이동 각도를 조정하기 위한 기준 각도로 사용한다. 도 7(B)는 도 7(A)에서 산출된 이동 경로를 이용하여 실제로 이동 각도를 보정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 현재 산출된 이동 경로가 이전 섹터에서 산출된 이동 경로와 동일한 선상에 존재한다고 판단되는 경우, 상기 제어유닛(200)은, 현재 산출된 이동 경로를 이전 섹터의 이동 경로로 보정한 후에 이를 다시 다음 섹터의 이동 각도를 보정하는데 기준 각도로 사용한다.

도 8을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기가 섹터를 설정하는 동작을 설명한다. 도 8(A)는 구분된 섹터에서 청소를 수행하기 위해 섹터 기준점을 설정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 상기 섹터 기준점은 위치(x,y)와 방향(q)의 두 가지 구성 요소로 이루어진다. 도 8(B)는 섹터의 크기, 즉 섹터의 최대 범위를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 상기 제어유닛(200)은 섹터의 초기 크기, 즉 높이와 폭을 이용하여 설정된 초기 섹터의 범위,를 설정한 다음, 인접한 섹터와 겹치는 부분의 교차 마진을 이용하여 섹터의 높이와 폭을 결정한 다음 섹터의 크기를 재설정한다.

도 9를 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기가 섹터의 형태를 결정하는 동작을 설명한다. 상기 제어유닛(200)은, 벽면을 탐색하는 중에 미리 정의된 섹터의 초기 크기의 최대 범위를 넘어가는 한계점, 경계를 이용하여 상기 섹터의 형태를 결정한다. 또한, 상기 제어유닛(200)은, 검출된 장애물 정보를 이용하여 상기 섹터의 형태를 결정한다. 즉, 상기 제어유닛(200)은 벽면을 탐색하는 중에 범위를 넘어가면 방향을 변경하여 경계를 따라 폐구간을 형성하여 형태를 결정하거나, 범위를 넘지아니하였으나, 새로운 벽면 형태의 장애물을 만나는 경우에 방향을 변경하여 폐구간을 형성한 다음 섹터의 형태를 결정한다. 이에 따라, 본 발명에 따라 결정되는 섹터의 형태들은, 도 9(A) 내지 도 9(G)에 도시한 바와 같이, 열린 형태(1)(Open Type I), 일반 형태(Normal Type), 막힌 형태(1)(Blocked Type I), 막힌 형태(2)(Blocked Type II), 열린 형태(2)(Open Type II), 내부 형태(Within Type), 섬 형태(Island Type) 등으로 구분된다. 도 9(A) 내지 도 9(D)의 형태들의 경우에는 미리 정해진 기준 값보다 작으면 새롭게 작은 형태(Small Type)로 구분할 수 있다. 이 경우, 작은 형태의 경우이거나, 내부 형태의 경우 등은 청소가 불필요한 크기이거나 이미 청소가 된 구역이므로 청소하지 않고 넘어갈 수 있다.

상기와 같이 섹터의 형태를 결정한 다음, 상기 제어유닛(200)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 섹터의 형태에 따라 섹터 기준점을 설정한다. 상기 제어유닛(200)은, 상기 이전 섹터의 형태가 오픈 형태이거나, 작은 오픈 형태인 경우에는 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 뺀 값으로 설정하고, 이전 섹터가 일반 형태이거나 작은 일반 형태인 경우에는 이전 섹터의 방향과 동일한 방향으로 기준점을 설정하며, 이전 섹터의 형태가 막힌 형태(1)이거나, 작은 막힌 형태(1)인 경우에는 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 더한 값으로 설정한다. 또한, 상기 제어유닛(200)은, 막힌 형태(2)이거나, 작은 막힌 형태(2)인 경우, 이전 섹터의 방향으로부터 180°를 더한 값으로 설정한다.

상기 제어유닛(200)은 상기와 같이 섹터의 형태를 결정하고, 섹터의 기준점을 설정하여 상기 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분한다. 상기 로봇 청소기는 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 구분된 섹터에 청소를 수행하게 된다. 즉, 상기 제어유닛(200)은 상기 로봇 청소기가 섹터 외곽을 이동할 때, 섹터 내부의 청소 영역을 결정하여 이를 복수의 직사각형 부섹터들로 설정하고, 상기 설정된 부섹터들을 지그재그 방식 등의 청소 패턴에 따라 청소하도록 한다. 그런 다음, 상기 제어유닛(200)은, 상기 로봇 청소기가 현재 섹터에서의 청소를 종료하면, 인접한 미청소 섹터를 탐색하고, 인접한 섹터의 시작 위치, 즉 기준점으로 이동하여 해당 섹터에 대한 청소를 시작한다. 그런 다음 상기 로봇 청소기는 청소 완료를 판단하게 된다. 이때, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 제어유닛(200)은 각 섹터에 노드를 설정하고, 각 노드에 청소 상태를 설정하여, 각 노드의 상태 변화에 따 라 청소 완료를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 노드는 인접한 섹터가 단순히 벽면인지, 벽면에 근접한 섹터인지, 섬 형태의 섹터인지에 따라 벽면 노드(A), 루프 노드(B), 섬 노드(C)로 구분된다.

상기 위치 인식유닛(110)은, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식한다. 여기서, 상기 위치 인식유닛(110)으로는 속도 및 위치를 인식하는 가속도 센서, 로봇 청소기의 바퀴를 구동하는 휠모터와 연결되어 속도를 검출하는 인코더, 로봇 청소기의 회전 속도를 검출하는 자이로 센서 중 하나 이상의 센서를 사용할 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5는 상기 거리 센서로, A는 PSD (Position Sensitive Detector) 센서, B와 C는 초음파 센서 발신부, D와 E는 초음파 센서 수신부를 사용한 것을 보인 도이다. 상기 PSD 센서와 상기 초음파 센서의 감지 거리는 일반적으로 30cm 정도이다. 도 5에서 거리 센서로 PSD 센서와 초음파 센서가 배치된 로봇 청소기를 개시하나, 다른 형태의 거리 센서를 사용할 수 있다. 상기 로봇 청소기는 상기 PSD 센서나, 상기 초음파 센서를 이용하거나, 이를 함께 이용하여 자신의 위치를 인식한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기에 있어서, 상기 제어유닛(200)은, 상기 섹터의 형태를 결정하고, 상기 섹터의 기준점 및 상기 섹터의 크기를 설정한다. 또한, 상기 제어유닛(200)은, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기는, 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하는 장애물 검출유닛(120)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어유닛(200)은, 상기 섹터의 초기 크기 및 상기 장애물에 따라 상기 섹터의 형태를 결정한다.

도 6을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기가 벽면을 탐색하는 동작을 설명한다. 도 6(A)은 상기 로봇 청소기가 스파이럴 형태로 벽면에 접근하는 동작을 보인 도이다. 이때, 상기 제어유닛(200)은 상기 로봇 청소기가 접근한 벽면의 각도를 0도로 설정하고, 최초 섹터를 설정한다. 도 6(B)는 상기 로봇 청소기가 작은 장애물을 회피하여 벽면을 찾아가는 동작을 설명하기 위한 도이다. 즉, 상기 제어유닛(200)은, 상기 장애물 검출유닛(120)을 통해 장애물을 검출한 경우, 상기 장애물의 크기를 판단한다. 상기 제어유닛(200)은 상기 검출된 장애물에 대하여 일정 거리 이상의 이동 경로가 형성되지 아니하면, 벽면이 아닌 장애물로 판단하여 이를 벗어나 다시 벽면을 탐색하는 동작을 수행한다. 다시 말하면, 상기 로봇 청소기는 회전 각도가 일정 이상 쌓이는 것을 이용하여 장애물을 벗어나 벽면을 찾아가게 된다. 상기 제어유닛(200)은 상기 로봇 청소기가 장애물에 접근을 해서 장애물을 따라 직선으로 일정거리를 주행할 수 있으면 그 장애물을 벽면으로 판단한다. 도 6(C)는 상기 로봇 청소기가 벽면을 찾은 후, 벽면을 따라 반시계 방향으로 이동하면서 섹터를 생성하는 동작을 보인 도이다. 상기 제어유닛(200)은, 순서대로 복수의 섹터들을 생성하고, 청소하면서 이동을 계속한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하여 청소를 수행하는 로봇 청소기에 있어서, 충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛(400)과, 바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛(500)과, 하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛(600)과, 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하는 장애물 검출유닛(120)과, 하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛(110)과, 로봇 청소기의 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하고, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛(200)과, 상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛(300)과, 상기 장애물 정보, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함하는 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 출력하는 출력유닛(700)을 포함하여 구성된다.

상기 전원유닛(400)은 로봇 청소기가 이동하고, 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 내에 구비된 배터리 잔량이 부족하면 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 충전한다.

상기 구동유닛(500)은 복수의 주바퀴와 하나 이상의 보조바퀴를 포함하는 상기 다수의 바퀴를 회전시키는 소정의 휠모터(Wheel Motor)를 구동하여 로봇 청소기 가 이동하도록 한다.

사용자 등은 상기 입력유닛(600)을 통해 상기 로봇 청소기에 직접 제어 명령을 입력하거나, 또는 상기 저장유닛(300)에 저장된 장애물 위치 등의 장애물 정보나, 청소 영역에 관한 정보, 상기 장애물 검출유닛(110)이나, 상기 위치 인식유닛(120)을 통해 검출되거나 인식된 정보들을 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 상기 입력유닛(600)은 장애물의 위치, 로봇 청소기의 위치 등의 위치 정보나, 청소 영역, 복수의 섹터들이나 청소 지도를 확인하는 명령을 입력하는 확인버튼, 설정하는 명령을 입력하는 설정버튼, 재설정하는 명령을 입력하는 재설정버튼, 삭제버튼, 청소시작버튼, 정지버튼 중 하나 이상의 입력 버튼을 구비할 수 있다.

상기 장애물 검출유닛(120)은, 청소 영역 내에서 이동 중이거나, 청소 중에 로봇 청소기 주변의 장애물을 검출한다. 상기 장애물 검출유닛(120)으로는 적외선 센서(Infra-RED Sensor), 초음파 센서(Supersonic Wave Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor)나 범퍼(Bumper) 등을 사용할 수 있다.

상기 저장유닛(300)은 현재 이동 시나, 이전 이동 시에 상기 장애물 검출유닛(120)을 통해 검출된 장애물의 위치 등의 장애물 정보를 저장한다. 상기 저장유닛(300)은 비휘발성 메모리인 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 저장 장치로서, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브 등을 포함하며, 천공 카드, 페이퍼 테이프 뿐만 아니라, 마그네틱 RAM, PRAM 등을 포함한다. 또한, 상기 저장유닛(300)은 상기 청소 영역 내에서의 로봇 청소기의 이동 기록을 더 저장할 수 있다. 또한, 상기 저장유닛(300)은 상기 청소 영역, 복수의 섹터들을 저장한다.

상기 출력유닛(700)은 상기 저장유닛(300)에 저장된 장애물 정보나 청소 영역에 관한 정보, 상기 장애물 검출유닛(110)이나, 상기 위치 인식유닛(120)을 통해 검출되거나 인식된 정보들과, 상기 제어유닛(200)을 통해 보정된 위치 정보 등을 출력한다. 상기 출력유닛(700)은 로봇 청소기를 구성하는 각 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태 등의 상태 정보들을 더 표시할 수 있다. 상기 출력유닛(700)은 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마표시패널(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다. 이때, 상기 입력유닛(600)과 출력유닛(700)은 입력 또는 출력이 모두 가능한 터치스크린의 형태를 가질 수 있다.

또한, 상기 로봇 청소기는, 청소유닛(미도시)을 더 포함할 수 있는데, 상기 청소유닛은 공기를 흡입하는 소정의 흡입 모터와, 먼지를 응집하는 수단을 구비하고, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 위치를 인식하고, 벽면을 따라 청소 영역을 탐색하는 벽면 탐색 단계(S100)와, 상기 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하는 섹터 설정 단계(S200)와, 상기 섹터들에 청소를 수행하는 섹터 청소 단계(S300)를 포함하여 구성된다. 상기 제어 방법 은, 상기 S100 내지 S300의 단계들을 반복적으로 수행하여 상기 청소 영역에 대하여 청소를 수행한다. 이하 장치의 구성은 도 1 및 도 2를 참조한다.

도 5는, 본 발명에 있어서, 로봇 청소기의 위치를 인식하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 도 5를 참조하면, A는 PSD (Position Sensitive Detector) 센서, B와 C는 초음파 센서 발신부, D와 E는 초음파 센서 수신부이다. 상기 PSD 센서와 상기 초음파 센서의 감지 거리는 일반적으로 30cm 정도이다. 도 5에서 거리 센서로 PSD 센서와 초음파 센서가 배치된 로봇 청소기를 개시하나, 다른 형태의 거리 센서를 사용할 수 있다. 상기 로봇 청소기는 상기 PSD 센서나, 상기 초음파 센서를 이용하거나, 이를 함께 이용하여 자신의 위치를 인식한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 벽면 탐색 단계(S100)는, 상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하는 과정(미도시)과, 상기 장애물을 따라 직선으로 일정 거리 이상 이동 가능하면, 상기 장애물을 벽면으로 판단하는 과정(미도시)을 포함한다.

도 6을 참조하여 본 발명에 따른 상기 벽면 탐색 단계(S100)를 설명한다. 도 6(A)은 상기 로봇 청소기가 스파이럴 형태로 벽면에 접근하는 동작을 보인 도이다. 이때, 상기 로봇 청소기가 접근한 벽면의 각도를 0도로 설정하고, 최초 섹터를 설정한다. 도 6(B)는 상기 로봇 청소기가 작은 장애물을 회피하여 벽면을 찾아가는 동작을 설명하기 위한 도이다. 즉, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면 탐색 단계(S100)에서, 작은 장애물을 만나는 경우에 이를 판단하여 일정 거리 이상의 이동 경로가 형성되지 아니하면, 벽면이 아닌 장애물로 판단하여 이를 벗어나 다시 벽면 을 탐색하는 동작을 수행한다. 다시 말하면, 상기 로봇 청소기는 회전 각도가 일정 이상 쌓이는 것을 이용하여 장애물을 벗어나 벽면을 찾아가게 된다. 상기 로봇 청소기는, 장애물에 접근을 해서 장애물을 따라 직선으로 일정거리를 주행할 수 있으면 그 장애물을 벽면으로 판단한다. 도 6(C)는 상기 로봇 청소기가 벽면을 찾은 후, 벽면을 따라 반시계 방향으로 이동하면서 섹터를 생성하는 동작을 보인 도이다. 상기 로봇 청소기는, 순서대로 복수의 섹터들을 생성하고, 청소하면서 이동을 계속한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 이동 경로를 산출하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 로봇 청소기의 이동 각도를 조정하는 각도 보정 단계(S110)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 각도 보정 단계(S110)는, 미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하는 과정과, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출하는 과정을 포함한다.

또한, 상기 각도 보정 단계(S110)는, 일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하는 과정(미도시)과, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 과정(미도시)을 더 포함한다.

도 7을 참조하여 본 발명에 따른 상기 각도 보정 단계(S110)를 설명한다. 도 7(A)은 상기 로봇 청소기가 상기 벽면 탐색 단계(S100)를 수행하면서 이동 경로를 산출하는 동작을 보인 도이다. 즉, 상기 로봇 청소기는 벽면을 탐색하면서 유한(n)개의 이동점들을 추출한다. 그런 다음, 상기 로봇 청소기는 상기 이동점들을 이용하여 초기 이동 경로를 산출한다. 이때, 상기 로봇 청소기는 상기 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 이동점들과 이동 경로를 기억한다. 그런 다음, 상기 로봇 청소기는 이동점이 추가되면, 상기 이동 경로를 갱신하여 산출한다. 상기 로봇 청소기는 추가되는 이동점에 대하여 상기 이동 경로에 의해 형성되는 이동선과의 거리, 및 상기 이동 경로에 의해 형성된 이동선의 중심점과 이루는 각도를 이용하여 추가된 이동점을 이전 이동 경로에 의한 이동선에 포함할지 아니면 새로운 이동 경로로 산출할지 여부를 판단한다. 상기 로봇 청소기는, 상기와 같이 산출된 이동 경로의 기울기를 이동 각도를 조정하기 위한 기준 각도로 사용한다. 도 7(B)는 도 7(A)에서 산출된 이동 경로를 이용하여 실제로 이동 각도를 보정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 현재 산출된 이동 경로가 이전 섹터에서 산출된 이동 경로와 동일한 선상에 존재한다고 판단되는 경우, 상기 로봇 청소기는, 현재 산출된 이동 경로를 이전 섹터의 이동 경로로 보정한 후에 이를 다시 다음 섹터의 이동 각도를 보정하는데 기준 각도로 사용한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 섹터 설정 단계(S200)는, 상기 섹터의 초기 크기를 설정하는 초기 크기 설정 과정(S210)과, 상기 섹터의 초기 크기 및 상기 장애물을 근거로 상기 섹터의 형태를 결정하는 섹터 형태 결정 과정(S220)과, 상기 섹터의 형태에 따라 상기 섹터에서의 최초 위치인 섹터 기준점을 설정하는 섹터 기준점 설정 과정(S230)과, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 재설정하는 섹터 크기 재설정 과정(S240)을 포함한다.

도 8을 참조하여 본 발명에 따른 상기 섹터 설정 단계(S200)를 설명한다. 도 8(A)는 구분된 섹터에서 청소를 수행하기 위해 섹터 기준점을 설정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 상기 섹터 기준점은 위치(x,y)와 방향(q)의 두 가지 구성 요소로 이루어진다. 도 8(B)는 섹터의 크기, 즉 섹터의 최대 범위를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도이다. 상기 로봇 청소기는 섹터의 초기 크기, 즉 높이와 폭을 이용하여 설정된 초기 섹터의 범위,를 설정한 다음, 인접한 섹터와 겹치는 부분의 교차 마진을 이용하여 섹터의 높이와 폭을 결정한 다음 섹터의 크기를 재설정한다. 이때, 상기 교차 마진은 30cm 정도로 미리 설정될 수 있다.

상기 섹터 형태 결정 과정(S220)은, 상기 벽면을 따라 이동 중, 상기 초기 크기의 최대 범위, 또는 상기 장애물에 따라 이동 방향을 변경하여 폐구간을 형성하여 상기 섹터 형태를 결정하는 것을 특징으로 한다.

도 9를 참조하여 본 발명에 따른 상기 섹터 형태 결정 과정(S220)을 설명한다. 상기 로봇 청소기는, 벽면을 탐색하는 중에 미리 정의된 섹터의 초기 크기의 최대 범위를 넘어가는 한계점, 경계를 이용하여 상기 섹터의 형태를 결정한다. 또한, 상기 로봇 청소기는, 검출된 장애물 정보를 이용하여 상기 섹터의 형태를 결정한다. 즉, 상기 로봇 청소기는 벽면을 탐색하는 중에 범위를 넘어가면 방향을 변경하여 경계를 따라 폐구간을 형성하여 형태를 결정하거나, 범위를 넘지 아니하였으나, 새로운 벽면 형태의 장애물을 만나는 경우에 방향을 변경하여 폐구간을 형성한 다음 섹터의 형태를 결정한다. 이에 따라, 본 발명에 따라 결정되는 섹터의 형태들은, 도 9(A) 내지 도 9(G)에 도시한 바와 같이, 열린 형태(1)(Open Type I), 일반 형태(Normal Type), 막힌 형태(1)(Blocked Type I), 막힌 형태(2)(Blocked Type II), 열린 형태(2)(Open Type II), 내부 형태(Within Type), 섬 형태(Island Type) 등으로 구분된다. 도 9(A) 내지 도 9(D)의 형태들의 경우에는 미리 정해진 기준 값보다 작으면 새롭게 작은 형태(Small Type)로 구분할 수 있다. 이 경우, 작은 형태의 경우이거나, 내부 형태의 경우 등은 청소가 불필요한 크기이거나 이미 청소가 된 구역이므로 청소하지 않고 넘어갈 수 있다.

상기 섹터 기준점 설정 과정(S230)은, 상기 벽면을 탐색하여 최초 섹터에서의 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 형태 변화에 따라 다음 섹터에서의 로봇 청소기의 위치 및 이동 방향을 포함한 상기 섹터 기준점을 설정하는 것을 특징으로 한다.

도 10을 참조하여 본 발명에 따른 상기 섹터 기준점 설정 과정(S230)을 예를 들어 설명한다. 도 10(A)에 도시한 바와 같이, 상기 로봇 청소기는, 상기 이전 섹터의 형태가 오픈 형태이거나, 작은 오픈 형태인 경우에는 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 뺀 값으로 설정한다. 도 10(B)에 도시한 바와 같이, 상기 로봇 청소기는, 이전 섹터가 일반 형태이거나 작은 일반 형태인 경우에는 이전 섹터의 방향과 동일한 방향으로 기준점을 설정한다. 도 10(C)에 도시한 바와 같이, 이전 섹터의 형태가 막힌 형태(1)이거나, 작은 막힌 형태(1)인 경우에는 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 더한 값으로 설정한다. 도 10(D)에 도시한 바와 같이, 상기 로봇 청소기는, 막힌 형태(2)이거나, 작은 막힌 형태(2)인 경우, 이전 섹터의 방향으로부터 180°를 더한 값으로 설정한다.

도 11을 참조하여 본 발명에 따른 상기 섹터 청소 단계(S300)를 설명한다. 도 11(A)는 섹터 외곽을 이동하여 섹터 내부의 청소 영역을 결정하는 동작을 보인 도이다. 도 11(B)는 다각형의 섹터를 복수의 직사각형 부섹터들로 설정하는 동작을 보인 도이다. 상기 로봇 청소기는 상기 설정된 부섹터들을 지그재그 방식 등의 청소 패턴에 따라 청소할 수 있다. 도 11(C)는 현재 위치에서 인접한 섹터를 탐색하여 미청소 섹터를 찾아가는 동작을 설명하기 위한 도이다. 이때, 도 11(C)은 Constrained Inverse Distance Transform을 이용하여 가장 인접한 미청소 섹터를 탐색하는 동작을 보인 도이다. 상기 로봇 청소기는 현재 섹터에서의 청소가 종료되면, 인접한 섹터의 시작 위치, 즉 기준점으로 이동하여 해당 섹터에 대한 청소를 시작한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장 단계(미도시)를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 섹터들에 대한 청소 및 상기 청소 영역에 대한 청소의 완료 여부를 판단하는 청소 완료 판단 단계(S400)를 더 포함하여 구성된다.

도 12를 참조하여 본 발명에 따른 상기 청소 완료 판단 단계(S400)를 예를 들어 설명한다. 도 12(A) 내지 도 12(D)는 각각 섹터의 형태에 따른 노드의 초기 설정을 보인 도들이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 노드는 인접한 섹터가 단순히 벽면인지, 벽면에 근접한 섹터인지, 섬 형태의 섹터인지에 따라 벽면 노 드(A), 루프 노드(B), 섬 노드(C)로 구분된다. 여기서, 각각의 노드는 주변 섹터의 청소 완료 상태에 따라 기청소, 미청소로 설정된다. 이때, 노드의 청소 완료 상태의 확인은, 루프 노드가 청소 완료인지 판단하고, 미청소된 섬 노드가 있는지 판단하여 섬 노드를 포함한 섬 형태의 섹터를 청소하여 모든 섬 노드가 기청소로 되면 청소를 종료한다. 물론 상기의 청소 종료 판단 순서는 청소 영역의 환경 또는 사용자의 요구에 따라 달라질 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 로봇 청소기가 청소 영역에 놓이면 먼저 벽면을 찾아서 벽면 탐색을 수행한다. 상기 로봇 청소기는, 벽면을 따라 이동하면서, 일정 크기의 섹터들을 생성하고, 주변 상황에 따라 섹터 형태를 결정한다. 그런 다음, 상기 로봇 청소기는, 상기 생성된 섹터를 부섹터로 나누어 지그재그 패턴 등의 방식으로 청소를 수행하고, 다음 섹터로 이동한다. 섹터의 청소를 수행한 다음, 상기 로봇 청소기는 다시 벽면으로 접근하여 다시 벽면을 따라 이동하면서 다음 섹터를 설정하여 청소를 수행하게 된다. 이때, 벽면을 따라 이동하면서 로봇 청소기의 이동 경로와 기울기를 저장하고, 비교하여 보정을 통해 청소 영역 전체를 청소하는 동안 증가하는 위치 정보의 오류를 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 집안 전체를 청소 영역으로 하는 등, 넓은 공간에 대하여 청소를 수행하는 경우에 저가의 센서와 제어 알고리즘을 통해 이동 각도를 스스로 보정하고, 위치를 보정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법은, 위치 오 차를 줄이고, 청소 영역을 효율적으로 구분할 수 있으며, 높은 청소 성능과 청소 효율을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 보인 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도;

도 5는 본 발명에 있어서, 위치 인식유닛을 통해 로봇 청소기의 위치를 인식하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 6은 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 벽면을 탐색하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 7은 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 이동 각도를 보정하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 8은 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 청소 영역으로부터 섹터를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 9는 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 섹터의 형태를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 10은 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 섹터 기준점을 설정하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 11은 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 섹터를 청소하는 동작을 설명하기 위한 도;

도 12는 본 발명에 따른 로봇 청소기 및 이의 제어 방법에 있어서, 청소 완 료 여부를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도이다.

Claims

하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛; 및

청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하고, 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하며, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛;을 포함하고,

상기 제어유닛은, 상기 복수의 섹터들 중 하나의 섹터의 초기 크기를 설정하고, 벽면을 따라 이동 중, 상기 섹터의 초기 크기 및 장애물을 근거로 상기 섹터의 형태를 결정하고, 상기 장애물을 탐색하여 이전 섹터에서의 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 형태 변화에 따라 현재 섹터에서의 로봇 청소기의 위치 및 이동 방향을 포함한 상기 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 재설정하는 로봇 청소기.
제1 항에 있어서, 상기 제어유닛은,

미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하고, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제2 항에 있어서, 상기 제어유닛은,

일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어유닛은,

상기 섹터의 형태를 결정하고, 상기 섹터의 기준점 및 상기 섹터의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1 항에 있어서,

상기 섹터의 형태는 상기 장애물의 배치 형태에 따라 오픈 형태, 일반 형태, 제1막힌 형태 및 제2막힌 형태 중 적어도 하나이고,

상기 제1막힌 형태는 이전 섹터의 4면 중 2면이 상기 장애물에 의해 막힌 형태이고, 상기 제2막힌 형태는 상기 이전 섹터의 4면 중 3면이 상기 장애물에 의해 막힌 형태인것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제5 항에 있어서,

상기 섹터의 형태가 상기 오픈 형태인 경우, 현재 섹터의 기준점의 방향을 상기 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 뺀 값으로 설정하고,

상기 섹터의 형태가 일반 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향과 동일한 방향으로 설정하는 로봇 청소기.
제6 항에 있어서,

상기 섹터의 형태가 상기 제1막힌 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 상기 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 더한 값으로 설정하고,

상기 섹터의 형태가 상기 제2막힌 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향으로부터 180°를 더한 값으로 설정하는 로봇 청소기.
청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하여 청소를 수행하는 로봇 청소기에 있어서,

충전 가능한 전원 공급 수단을 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급하는 전원유닛;

바퀴를 구동하여 로봇 청소기를 이동하는 구동유닛;

하나 이상의 버튼을 구비하여 직접 제어 명령을 입력받는 입력유닛;

로봇 청소기 주변의 장애물을 검출하는 장애물 검출유닛;

하나 이상의 거리 센서를 구비하여 상기 청소 영역 내에서 로봇 청소기의 위치를 인식하는 위치 인식유닛;

로봇 청소기의 이동 경로에 따라 이동 각도를 조정하고, 상기 이동 경로 및 상기 이동 각도를 근거로 상기 로봇 청소기의 위치를 수정하는 제어유닛;

상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장유닛; 및

상기 장애물 정보, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함하는 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 출력하는 출력유닛;을 포함하고,

상기 제어유닛은, 상기 복수의 섹터들 중 하나의 섹터의 초기 크기를 설정하고, 벽면을 따라 이동 중, 상기 섹터의 초기 크기 및 장애물을 근거로 상기 섹터의 형태를 결정하고, 상기 장애물을 탐색하여 이전 섹터에서의 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 형태 변화에 따라 현재 섹터에서의 로봇 청소기의 위치 및 이동 방향을 포함한 상기 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 재설정하는 로봇 청소기.
제8 항에 있어서, 상기 제어유닛은,

미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하고, 상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제9 항에 있어서, 상기 제어유닛은,

일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하고, 다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
로봇 청소기의 위치를 인식하고, 벽면을 따라 청소 영역을 탐색하는 벽면 탐색 단계;

상기 청소 영역을 복수의 섹터들로 구분하는 섹터 설정 단계; 및

상기 섹터들에 청소를 수행하는 섹터 청소 단계;를 포함하고,

상기 섹터 설정 단계는,

상기 섹터의 초기 크기를 설정하는 초기 크기 설정 과정;

상기 벽면을 따라 이동 중, 상기 섹터의 초기 크기 및 장애물을 근거로 상기 섹터의 형태를 결정하는 섹터 형태 결정 과정;

상기 장애물을 탐색하여 이전 섹터에서의 섹터 기준점을 설정하고, 상기 섹터의 형태 변화에 따라 현재 섹터에서의 로봇 청소기의 위치 및 이동 방향을 포함한 상기 섹터 기준점을 설정하는 섹터 기준점 설정 과정; 및

상기 섹터의 초기 크기, 및 인접 섹터와의 교차 마진을 근거로 상기 섹터의 크기를 재설정하는 섹터 크기 재설정 과정;을 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제11 항에 있어서,

로봇 청소기의 이동 경로를 산출하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 로봇 청소기의 이동 각도를 조정하는 각도 보정 단계;를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제12 항에 있어서, 상기 각도 보정 단계는,

미리 설정된 주기에 따라 이동된 위치에 해당하는 이동점을 추출하는 과정; 및

상기 이동점을 근거로 상기 이동 경로를 산출하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제13 항에 있어서, 상기 각도 보정 단계는,

일정 수의 상기 이동점을 추출하여 초기 이동 경로의 기울기를 산출하는 과정; 및

다음 이동점의 위치와 상기 초기 이동 경로의 기울기를 비교하여 상기 이동 경로의 기울기 변화를 산출하는 과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽면 탐색 단계는,

상기 청소 영역 내의 장애물을 검출하는 과정; 및

상기 장애물을 따라 직선으로 일정 거리 이상 이동 가능하면, 상기 장애물을 벽면으로 판단하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제11 항에 있어서,

상기 섹터의 형태는 상기 장애물의 배치 형태에 따라 오픈 형태, 일반 형태, 제1막힌 형태 및 제2막힌 형태 중 적어도 하나이고,

상기 제1막힌 형태는 이전 섹터의 4면 중 2면이 상기 장애물에 의해 막힌 형태이고, 상기 제2막힌 형태는 상기 이전 섹터의 4면 중 3면이 상기 장애물에 의해 막힌 형태인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제16 항에 있어서,

상기 섹터의 형태가 상기 오픈 형태인 경우, 현재 섹터의 기준점의 방향을 상기 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 뺀 값으로 설정하고,

상기 섹터의 형태가 일반 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향과 동일한 방향으로 설정하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제16 항에 있어서,

상기 섹터의 형태가 상기 제1막힌 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 상기 이전 섹터의 방향으로부터 90°를 더한 값으로 설정하고,

상기 섹터의 형태가 상기 제2막힌 형태인 경우, 상기 현재 섹터의 기준점의 방향을 이전 섹터의 방향으로부터 180°를 더한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
제15 항에 있어서,

상기 장애물의 위치, 상기 로봇 청소기의 위치, 및 상기 복수의 섹터들을 포함한 청소 영역 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장 단계;를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.