WO2023243857A1 - 로봇 청소기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2023243857A1
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robot cleaner
arm
removal device
processor
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PCT/KR2023/005968
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임배석
고영대
윤재민
이우섭
배기범
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Definitions

  • the present disclosure relates to a robot vacuum cleaner that sucks foreign substances such as dirt and dust existing on a surface to be cleaned and a control method thereof.
  • An autonomous robot is a device that performs certain tasks while traveling in an arbitrary area without user intervention.
  • Robots are capable of autonomous driving to a large extent, and such autonomous driving can be implemented in a variety of ways. For example, a robot can drive along a set path using a map corresponding to the cleaning area, or it can drive without a set route using a sensor that detects the surrounding environment.
  • a robot vacuum cleaner is a device that cleans the surface being cleaned while traveling through the cleaning area without user intervention.
  • Robotic vacuum cleaners can be used in the home to remove dust or clean surfaces.
  • dust may refer to (dirt) dust, dust, powder, debris, and other dust particles that can be collected by a vacuum cleaner or an automatic or semi-automatic cleaning device.
  • the present disclosure has been made in response to the above-described need, and the purpose of the present disclosure is to provide a robot vacuum cleaner that cleans by automatically removing obstacles on a travel path and a control method thereof.
  • a robot cleaner includes a traveling device, an obstacle removal device for removing obstacles on a traveling path, a memory storing a map of a cleaning area and an obstacle category, and driving the robot cleaner in the cleaning area. and a processor that controls the traveling device so that, while the robot cleaner is traveling in the cleaning area, the obstacle removal device takes a motion corresponding to the obstacle category with respect to an obstacle detected by a sensor. can be controlled.
  • the processor controls the obstacle removal device to grip the first type obstacle by suction force and remove it from the driving path, and where the detected obstacle is If it is identified as a second type of obstacle, the obstacle removal device may be controlled to push the second type of obstacle to remove it from the driving path.
  • the processor may control the traveling device so that the robot cleaner avoids the obstacle, based on the weight of the detected obstacle exceeding the critical torque of the obstacle removal device.
  • the obstacle removal device is disposed on the upper part of the cleaner body to be rotatable left and right, and includes an arm device that moves the obstacle, and the processor is configured to drive the arm device so that the arm device protrudes from the obstacle removal device.
  • One motor can be controlled, and a second motor that drives the obstacle removal device can be controlled so that the obstacle removal device rotates in the left or right direction.
  • the obstacle removal device includes a suction device that provides suction force to the head portion of the arm device, and the processor may control the suction device to grip the obstacle with the head portion by suction force.
  • a robot vacuum cleaner includes a main body including an opening, a traveling device for moving the main body, a suction fan motor provided in the main body to suction foreign substances through the opening, and a suction fan motor provided on the main body. It may include an obstacle removal device that removes obstacles existing on the driving path.
  • the obstacle removal device includes a base rotatably connected to the main body in the left and right directions, an arm device that can slide on the base, a rotation device that rotates the base in the left and right directions, and a sliding device that moves the arm device in a straight direction. and a second suction device providing suction to the device and the arm device.
  • the arm device includes a moving part that moves along the upper surface of the base, an arm that is hinged to the moving part and has a head at its tip, a tilting device that tilts the head in an upward and downward direction, and the arm is the tilting device. It may include a bending portion for tilting the head portion upward or downward depending on its operation.
  • the obstacle removal device may further include a guide section having a horizontal guide section that horizontally moves the moving section and the arm and an inclined guide section that moves the arm downward.
  • the tilting device includes a motor, a tilting belt that rotates forward or reverse according to the driving direction of the motor, and a second device that is connected to the tilting belt and moves in opposite directions when the tilting belt is driven in forward or reverse rotation.
  • 1 movable member and a second movable member a first wire whose first end is connected to the first movable member and whose second end is connected to the head, and whose first end is connected to the second slider and whose second end is connected to the second slider. It may include a second wire connected to the head part.
  • the bending portion of the arm may include a plurality of connecting members connected in a chain manner.
  • the head portion may be connected to a vacuum suction pump through a suction pipe disposed along the inside of the arm.
  • the obstacle removal device may further include a foreign matter collection container disposed between the suction pipe and the vacuum suction pump.
  • An obstacle detection sensor may be placed in the head portion.
  • At least one proximity sensor may be disposed in the head portion.
  • the control method of a robot vacuum cleaner includes identifying the type of obstacle on the driving path of the cleaning area based on information acquired through a sensor while driving a cleaning area included in a map. It may include controlling an obstacle removal device to move the obstacle to a location outside the travel path depending on the type of obstacle.
  • the identifying the obstacle type may include determining the obstacle type by comparing the acquired image with obstacles included in an obstacle category stored in a memory.
  • Controlling the obstacle removal device may include adsorbing the obstacle using suction force according to the type of obstacle and removing it from the driving path.
  • Controlling the obstacle removal device may include removing an obstacle on the driving path using suction force according to the type of obstacle.
  • the control method of the robot cleaner may further include avoiding the obstacle based on the weight of the obstacle exceeding the critical torque of the obstacle removal device.
  • the robot vacuum cleaner according to an embodiment of the present disclosure can clean while actively removing obstacles such as clothes or toys placed in the cleaning area, thereby preventing the cleaning area from being reduced due to these obstacles, and allowing the user to clean before cleaning. You can eliminate the hassle of having to manually sort out obstacles in the area.
  • the robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure can facilitate cleaning of corners that are difficult for the robot cleaner to access by using an arm device for clearing obstacles, thereby improving cleaning efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a bottom view showing a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a side view showing the interior of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a plan view showing the interior of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 6 and 7 are perspective views showing the interior of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is an enlarged view showing a tilting device of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams showing a tilting operation of an arm of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 11 and 12 are diagrams showing an example of an arm of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 is a flowchart schematically showing a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a flowchart showing in detail a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating processes in which a robot cleaner adsorbs an obstacle and moves it to another location according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 16 is a diagram showing a state in which a robot cleaner adsorbs an obstacle with its head according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating processes in which a robot cleaner pushes an obstacle and moves it to another location according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18 is a block diagram for explaining the detailed configuration of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • expressions such as “have,” “may have,” “includes,” or “may include” refer to the presence of the corresponding feature (e.g., component such as numerical value, function, operation, or part). , and does not rule out the existence of additional features.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A or/and B,” or “one or more of A or/and B” may include all possible combinations of the items listed together.
  • “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B” includes (1) at least one A, (2) at least one B, or (3) it may refer to all cases including both at least one A and at least one B.
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • any component may be directly connected to the other component or may be connected through another component (e.g., a third component).
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • no other component e.g., a third component
  • the expression “configured to” used in the present disclosure may mean, for example, “suitable for,” “having the capacity to,” depending on the situation. ,” can be used interchangeably with “designed to,” “adapted to,” “made to,” or “capable of.”
  • the term “configured (or set to)” may not necessarily mean “specifically designed to” in hardware.
  • the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” working with other devices or components.
  • the phrase "processor configured (or set) to perform A, B, and C" refers to a processor dedicated to performing the operations (e.g., an embedded processor), or by executing one or more software programs stored on a memory device.
  • a 'module' or 'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. Additionally, a plurality of 'modules' or a plurality of 'units' may be integrated into at least one module and implemented with at least one processor, except for 'modules' or 'units' that need to be implemented with specific hardware.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a bottom view showing a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot cleaner 100 may perform a cleaning operation while traveling in a cleaning area.
  • the cleaning area may include various places where the robot cleaner 100 can travel, such as a home, office, hotel, factory, store, etc.
  • the cleaning operation of the robot cleaner 100 may mean that the robot cleaner 100 sucks foreign substances such as dirt and dust present on the surface being cleaned.
  • the robot cleaner 100 may include a cleaning device for sucking foreign substances.
  • the robot cleaner 100 may include a cleaner main body 101 and an obstacle removal device 200 rotatably disposed on an upper portion of the cleaner main body 101.
  • the cleaner body 101 may include a first housing 103 that forms the exterior.
  • a window 104 for some sensors, which will be described later, may be coupled to the outer circumference of the first housing 103.
  • the window 104 may be made of a transparent material that allows light emitted from the sensor to pass through.
  • the cleaning device may include a brush 151 rotatably installed in the opening 105 formed on the bottom of the robot cleaner 100.
  • the cleaning device can generate suction force through the suction fan motor 155 to suction foreign substances from the surface being cleaned.
  • the brush 151 may rotate and sweep foreign substances that are not easily collected through suction force into the opening 105.
  • Foreign matter sucked through the opening 105 may be contained in the foreign matter collection container 153 provided in the robot cleaner 100.
  • the traveling device 110 (see FIGS. 2 and 3) includes a pair of main wheels 111 and 112 rotatably disposed on the left and right sides of the cleaner main body 101, respectively, and is located in front of the pair of main wheels 111 and 112. It may include a pair of front auxiliary wheels 113 and 114 respectively arranged, and a pair of rear auxiliary wheels 115 and 116 respectively arranged behind a pair of main wheels 111 and 112. Additionally, the traveling device 110 may include a driving motor (not shown) for driving the pair of main wheels 111 and 112 in forward or reverse rotation. The driving motor for driving may be controlled by the processor 140.
  • Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot cleaner 100 may include a traveling device 110, a sensor 120, a memory 130, a processor 140, and an obstacle removal device 200.
  • the traveling device 110 is controlled by the processor 140 to move the robot cleaner 100 in the cleaning area.
  • the sensor 120 may include a LIDAR sensor 121 (see FIG. 4), a camera 122 (see FIG. 4), and an encoder 123 (see FIG. 18). Additionally, the sensor 120 may include a depth sensor, an IR stereo sensor, etc.
  • the LiDAR sensor 121 rotates 360 degrees and radiates laser light to detect the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects (for example, obstacles placed on the surface to be cleaned). For example, when the irradiated laser light is reflected and received from an object around the robot cleaner 100, the LiDAR sensor detects the distance to the object based on the time the laser light was received, or the phase change amount of the received laser light. You can detect the distance to an object by measuring .
  • the camera 122 is configured to acquire images of one or more obstacles around the robot cleaner 100.
  • the camera 122 may be implemented as an RGB camera, 3D camera, etc.
  • RGB cameras are color sensors that can detect surrounding colors by converting light into electric charges using a charge-coupled device (CCD).
  • CCD charge-coupled device
  • the 3D camera may be implemented as a time of flight (TOF) camera including a time of flight (TOF) sensor and an infrared light.
  • TOF time of flight
  • TOF time of flight
  • the 3D camera may include an IR stereo sensor.
  • the encoder 123 may be, for example, a rotary encoder that measures rotation angle displacement.
  • the obstacle removal device 200 may be coupled or directly connected to the shaft of a rotation drive motor 220 (see FIG. 6) that rotates the obstacle removal device 200 to the left or right to receive the rotational force of the shaft and transmit it to the processor 140.
  • the memory 130 may store a map corresponding to the cleaning area generated by the processor 140 based on the sensing data of the sensor 120.
  • the memory 130 may store categories of obstacles that the robot vacuum cleaner 100 can remove on its own while driving.
  • the obstacle category may be data that classifies obstacle images by type. Obstacle images may be, for example, images of glass products, cables, dolls, toys, books, pet feces, etc.
  • obstacles made of hard materials that do not change their shape or breakable materials such as glass products and books
  • obstacles that are easily deformed when an external force is applied or are made of a shape or material that is difficult to absorb with suction such as cables, dolls, toys, etc.
  • suction such as cables, dolls, toys, etc.
  • obstacles that cannot be moved such as pet feces or the weight of the obstacle, exceed the critical torque of the rotation drive motor 220 that rotates the obstacle removal device 200 to the left or right. In this case, the obstacle may be classified as an obstacle that must be avoided without moving it.
  • the memory 130 may have a built-in program for performing motions corresponding to the types classified in the obstacle category.
  • the motions may be, for example, a motion of lifting an obstacle from the surface being cleaned and moving it to another location, a motion of pushing an obstacle and moving it to another location, a motion of avoiding an obstacle without moving the obstacle, etc.
  • Processor 140 may generate a map of the cleaning area. And, the processor 140 may store the generated map in the memory 130.
  • the processor 140 may set the position (e.g., coordinates) at which the robot cleaner 100 starts traveling and the rotation angle of the robot cleaner 100 as the reference position and reference rotation angle, respectively. there is. And, in order to generate a map, the processor 140 calculates the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects acquired while the robot cleaner 100 is traveling, and the rotation angle and movement distance of the robot cleaner 100 in SLAM (simultaneous As input to the (localization and mapping) algorithm, the position (eg, coordinates) and rotation angle (eg, rotation angle reflecting the position of the robot cleaner 100) of the robot cleaner 100 can be obtained through the SLAM algorithm.
  • SLAM Simultaneous
  • the processor 140 may obtain the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects through the LiDAR sensor 121. Then, the processor 140 calculates the rotation angle of the robot cleaner 100 based on the angular velocity of the robot cleaner 100 obtained through the gyro sensor, and based on the rotation speed of the wheels obtained through the encoder, the robot cleaner ( 100) can be calculated.
  • the encoder for detecting the rotation speed of the wheels is a different encoder from the encoder 123 described above.
  • the processor 140 moves the robot cleaner 100 from the reference position to the acquired position based on the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects acquired through the LiDAR sensor.
  • the location e.g., coordinates
  • the location of the obstacle up to the location can be identified.
  • the processor 140 may repeatedly perform the above-described process while the robot cleaner 100 moves through space to generate a map corresponding to the space where the robot cleaner 100 is located. However, it is not limited to this example, and the processor 140 may generate the map using various known methods.
  • the processor 140 may control the traveling device 110 to drive the cleaning area included in the map based on information acquired through the sensor 120.
  • the cleaning area may be each of a plurality of areas in which the map is divided.
  • the robot cleaner 100 can perform cleaning for each area. Specifically, the robot cleaner 100 moves to one area to perform cleaning, and when cleaning for that area is completed, it moves to another area. This allows cleaning to be performed on other areas.
  • the processor 140 may use the SLAM algorithm to generate a map corresponding to the space where the robot cleaner 100 is located.
  • the processor 140 uses the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects, the rotation angle and the movement distance of the robot cleaner 100 as input to the SLAM algorithm, and displays the robot cleaner 100 on the map through the SLAM algorithm. ) position and rotation angle can be obtained. Additionally, the processor 140 may control the traveling device 110 so that the robot cleaner 100 travels in the cleaning area of the map based on the acquired position and rotation angle of the robot cleaner 100.
  • the processor 140 determines the robot cleaner 100 based on the map, the position and rotation angle of the robot cleaner 100 on the map, and the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects obtained through the LiDAR sensor 121. It can detect obstacles around it.
  • the processor 140 compares the obstacle image on the driving path acquired by the camera 122 with the obstacle images included in the obstacle category stored in the memory 130, and performs a motion to remove the obstacle according to the comparison result.
  • the obstacle removal device 200 can be controlled. If it is determined that the obstacle image belongs to an obstacle category that cannot be moved, the processor 140 may control the traveling device 110 so that the robot cleaner 100 avoids the obstacle.
  • the processor 140 While performing a motion to clear an obstacle (for example, a motion to remove an obstacle on the travel path of the robot cleaner, such as moving an obstacle to another location on the travel path of the robot cleaner), the processor 140 receives information from the encoder 123. If the output signal is determined to be different from the input operation signal of the rotation drive motor 220 or the operation signal is not received, it is determined that the weight of the obstacle exceeds the critical torque of the rotation drive motor 220 and recognized as an unexpected situation. You can. In this case, the processor 140 may stop the operation of the rotation drive motor 220 and then reset the rotation axis of the rotation drive motor 220 to the initial position.
  • a motion to clear an obstacle for example, a motion to remove an obstacle on the travel path of the robot cleaner, such as moving an obstacle to another location on the travel path of the robot cleaner
  • the processor 140 determines that the rotation axis of the rotation drive motor 220 cannot return to the initial position based on the signal input through the encoder 123, it issues a warning notifying that the obstacle removal device 200 is inoperable. Messages and warning sounds can be output.
  • FIG. 4 is a side view showing the interior of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a plan view showing the interior of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is an embodiment of the present disclosure. This is a perspective view showing the inside of an obstacle removal device according to an example.
  • the obstacle removal device 200 may be placed on the upper part of the cleaner main body 101 to be rotatable to the left or right. This motion may also be rotation to face left or right.
  • the obstacle removal device 200 recognizes obstacles on the driving path (obstacles not included in the map data of the cleaning area) while the robot cleaner 100 drives the cleaning area and cleans the surface to be cleaned, and moves to another location (for example, For example, the robot cleaner 100 can be moved to a location removed from the travel path that does not interfere with the travel and cleaning can be continued.
  • the cleaner obstacle removal device 200 may include a second housing 201 that forms an exterior.
  • the second housing 201 may have a through hole 203 formed on one circumferential surface so that the arm 240 can protrude (see FIG. 1).
  • the obstacle removal device 200 includes a base 210, a rotation device 4200, an arm device 4100, a sliding device 6000, and a tilting device. It may include a device 8000.
  • the base 210 may be placed on the upper part of the cleaner body 101 to be rotatable to the left or right by the rotation device 4200.
  • An arm device 4100, a sliding device 6000, and a tilting device 8000 may be disposed on the upper surface of the base 210.
  • the rotation device 4200 can rotate the base 210 to the left or right.
  • the arm device 4100 may rotate to the left or right together with the base 210 when the base 210 rotates and perform a motion to remove obstacles on the travel path.
  • the rotation angle ( ⁇ , see FIG. 5) of the arm device 4100 is the degree to which an obstacle can be moved to another position on the travel path so that the robot cleaner 100 can run smoothly without being interfered with by the obstacle. For example, 90 degrees. It may be a degree, but is not limited thereto.
  • the rotation angle ⁇ of the arm device 4100 may be 180 degrees, 270 degrees, or 360 degrees.
  • the rotation device 4200 may be placed below the base 210.
  • the rotation device 4200 may include a rotation drive motor 220, a first pulley 221, a second pulley 223, and a first drive belt 225.
  • the rotation drive motor 220 may be fixed to a part of the cleaner body 101.
  • the rotation drive motor 220 may be a servo motor capable of forward and reverse rotation.
  • the first pulley 221 is connected to the rotation shaft of the rotation drive motor 220 and can transmit rotational force to the second pulley 223 through the first drive belt 225.
  • the second pulley 223 may be connected to a rotation shaft disposed in the cleaner main body 101.
  • the second pulley 223 may be connected to the bottom of the base 210 through a plurality of fasteners. Accordingly, when the second pulley 223 is driven in forward or reverse rotation around the rotation axis A1 of the second pulley 223, the base 210 rotates forward or reverse together with the second pulley 223. can do.
  • the arm device 4100 may include a moving part 230 and an arm 240.
  • the moving unit 230 can move forward or backward in a straight direction on the upper surface of the base 210 by the sliding device 6000.
  • the moving unit 230 may be connected to the arm device 4100.
  • the arm 240 may include a straight portion 241, a bent portion 242, and a head portion 243.
  • a bent portion 242 may be disposed at the tip of the straight portion 241.
  • the rear end of the straight portion 241 may be connected to the bracket 231 installed on the moving portion 230 through the hinge shaft 233. Accordingly, the straight portion 241 can assume a posture inclined downward with respect to the hinge axis 233 as well as a horizontal posture (for example, a posture substantially parallel to the base 210, see FIG. 4) (for example, a posture substantially parallel to the base 210, see FIG. 4). 9).
  • the bending portion 242 is disposed at the tip of the straight portion 241 and includes a first connecting member 242a and a second connecting member 242b connected in a chain manner so that it can be bent upward or downward by the tilting device 8000. It can be included.
  • the first connection member 242a may be hingedly connected to the tip of the straight portion 241.
  • the second connection member 242b may be hingedly connected to the first connection member 242a and the head portion 243, respectively.
  • the bending portion 242 is made up of two connecting members 242a and 242b, but is not limited thereto.
  • the bending portion 242 may include three or more connecting members connected in a chain manner.
  • the number of connection members may be such that a motion to clear obstacles can be performed smoothly and the number of connection members may be sufficient to not substantially affect the tilting operation of the head portion 243.
  • the connecting members can be manufactured from a lightweight and rigid material to minimize the weight.
  • the head portion 243 may have a suction nozzle 244 disposed at its tip.
  • the adsorption nozzle 244 can be adsorbed to an obstacle using negative pressure. That is, the suction nozzle 244 can grip obstacles using suction force.
  • the suction nozzle 244 may be made of a flexible material so that it can smoothly adhere to the surface of the obstacle. Negative pressure provided to the suction nozzle 244 may be provided from the vacuum suction pump 250.
  • the second suction device 4000 may include a vacuum suction pump 250 and an adsorption nozzle 244.
  • the suction nozzle 244 may be connected to the vacuum suction pump 250 through the first to third suction pipes 253, 257, and 259.
  • the first suction pipe 253 may connect the vacuum suction pump 250 and the auxiliary foreign matter collection container 255.
  • the first suction pipe 253 may be fixed to the support 251.
  • the second suction pipe 257 may be connected to the auxiliary foreign matter collection container 255.
  • the third suction pipe 259 may be disposed along the inside of the straight portion 241 and the bent portion 242 of the arm 240.
  • the third suction pipe 259 may connect the second suction pipe 257 and the suction nozzle 244.
  • the second suction pipe 257 may be formed of a flexible material so that the bending portion 242 can be bent smoothly during the tilting operation.
  • the obstacle removal device 200 is provided with an auxiliary foreign matter collection container 255, foreign matter present in a corner that is difficult for the robot vacuum cleaner 100 to access can be collected using the arm 240.
  • the suction nozzle 244 can be used to selectively move obstacles and can be used to suck dust from the surface being cleaned.
  • a dust filter may be placed inside the auxiliary foreign matter receptacle 255 to prevent foreign matter (eg, dust) collected inside from flowing into the vacuum suction pump 250.
  • an additional camera may be placed in the head unit 243 for obstacle recognition.
  • the weight of the head unit 243 may increase, which may increase the load on the motor 270 of the tilting device 8000. Therefore, a small RGB camera can be used as a camera to minimize the influence on tilting operation due to the increase in weight of the head portion 243.
  • a plurality of proximity sensors may be disposed on the head unit 243 to avoid collision with surrounding structures or obstacles during the sliding or tilting operation of the arm 240. A plurality of proximity sensors may detect the motion of the head portion 243, which is adjusted to avoid collision with structures or obstacles.
  • the sliding device 6000 can move the arm device 4100 forward or backward in a straight direction. It may include a sliding drive motor 260, a second drive belt 261, a first drive roller 263, a first guide rail 265a, a second guide rail 265b, and a third guide rail 268. there is.
  • the sliding drive motor 260 may be fixed to a portion of the moving unit 230.
  • the sliding drive motor 260 may be a servo motor capable of forward and reverse rotation.
  • Both ends of the second drive belt 261 may be fixed by fixtures 262a and 262b (see FIG. 4) disposed at the rear and front ends of the bottom of the base 210.
  • the first driving roller 263 may be rotatably supported on a bracket 263 installed on the moving unit 230.
  • the first drive roller 263 is connected to the rotation shaft of the sliding drive motor 260 and can rotate forward or reverse with the rotation shaft.
  • the moving part 230 and the arm 240 hinged thereto move forward along the first to third guide rails 265a, 265b, 268 when the first driving roller 263 rotates forward (e.g., a robot vacuum cleaner) It may move in front of (100) or in front of the base (210). In this case, the arm 240 may extend longer from the cleaner main body 101 (see Figure 9).
  • first driving roller 263 rotates in reverse, it can move backward along the first to third guide rails 265a, 265b, and 268. In this case, the arm 240 can return to its original position (see Figure 4).
  • the first guide rail 265a and the second guide rail 265b may be arranged in parallel at intervals on the upper surface of the base 210.
  • the first guide rail 265a may include a straight section G1 and an inclined section G2 following the straight section G1.
  • a pair of first guide rollers 267a rotatably connected to one side of the arm 240 may be slidably coupled to the first guide rail 265a.
  • the pair of first guide rollers 267a may slide along the straight section G1 and the inclined section G2 of the first guide rail 265a.
  • first guide rollers 267a slides along the straight section G1 of the first guide rail 265a
  • the moving part 230 and the arm 240 are substantially on the upper surface of the base 210. Can move parallelly.
  • the arm 240 While the pair of first guide rollers 267a slides along the inclined section G2 of the first guide rail 265a, the arm 240, the rear end of which is hinged to the moving part 230, can move in an inclined direction. . In this case, unlike the arm 240, the moving part 230 can move substantially parallel to the upper surface of the base 210.
  • the second guide rail 265b may have the same shape as the first guide rail 265a, and a pair of second guide rollers 267b rotatably connected to the other side of the arm 240 may be slidably coupled. You can.
  • the suction nozzle 244 of the head portion 243 easily adsorbs obstacles on the surface to be cleaned, and attaches them to the corners of the cleaning area. Any foreign matter can be collected.
  • the third guide rail 268 may be fixed to the upper surface of the base 210 and arranged parallel to the first and second guide rails 265a and 265b.
  • a sliding block slidably connected to the third guide rail 268 may be disposed on the bottom of the moving unit 230.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the inside of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a tilting device of the obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the tilting device 8000 includes a tilting drive motor 270, a third drive belt 271, a second drive roller 273, a pair of driven rollers 274a and 274b, and a second drive roller 273. It may include one holding block 275a, a second holding block 275b, a first wire 277a, and a second wire 277b.
  • the tilting drive motor 270 may be fixed to a portion of the moving unit 230.
  • the tilting drive motor 270 may be a servo motor capable of forward and reverse rotation.
  • the third drive belt 271 has a loop shape, and a second drive roller 273 may be connected to one side and a pair of driven rollers 274a and 274b may be connected to the other side.
  • the third drive belt 271 may be arranged parallel to the arrangement direction of the second drive belt 261 (see FIG. 6).
  • the first holding block 275a and the second holding block 275b may be connected to the third drive belt 271 at positions corresponding to each other.
  • the first holding block 275a is connected to the upper part of the third driving belt 271
  • the second holding block 275b is connected to the lower part of the third driving belt 271.
  • the first holding block 275a and the second holding block 275b may move in opposite directions at the same time when the third drive belt 271 rotates. For example, when the third drive belt 271 rotates forward, the first holding block 275a moves forward (e.g., moves to the front of the robot cleaner 100 or to the front of the base 210) and the second holding block 275a moves forward. The holding block 275b moves backward. Additionally, when the third drive belt 271 rotates in reverse, the first holding block 275a moves backward and the second holding block 275b moves forward.
  • first wire 277a may be connected to the first holding block 275a and the other end may be connected to the top of the rear portion of the head portion.
  • the second wire 277b may have one end connected to the second holding block 275b and the other end connected to the top of the rear portion of the head portion.
  • the first and second wires 277a and 277b may drive in opposite directions together with the first and second holding blocks 275a and 275b when the third drive belt 271 rotates.
  • the arm 240 can be lightweight.
  • the tilting angle of the head portion 243 can be adjusted by driving the first and second wires 277a and 277b. Regarding this, an operation in which the head portion 243 of the arm 240 is tilted by the tilting device 8000 (for example, a downward tilting operation, an upward tilting operation) will be described with reference to the drawings.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams showing a tilting operation of an arm of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the arm device 4100 can advance a predetermined distance by driving the sliding device.
  • the pair of first and second guide rollers 267a and 267b moves to the inclined section G2 of the first and second guide rails 265a and 265b
  • the arm 240 is disposed to be inclined downward. You can.
  • the head portion 243 may be tilted downward at the first tilting angle ⁇ 1.
  • the first holding block 275a moves forward and the second holding block 275b moves backward at the same time. Accordingly, the second wire 277b pulls the rear lower end of the head part 243 toward the robot cleaner 100, and the first wire 277a releases the rear upper end of the head part 243.
  • the tilting device 8000 By operating the tilting device 8000, the bending portion 242 of the arm 240 is bent downward and the suction head 243 of the head portion 243 is tilted to face approximately the surface to be cleaned (1). You can.
  • the downward tilting angle ⁇ 1 of the head portion 243 may be the angle from the central axis A2 of the arm 240 to the central axis A3 of the head portion 243.
  • the robot cleaner 100 can adsorb (grip) an obstacle lying on the surface to be cleaned through the suction nozzle 244, and the robot cleaner 100 can approach it for other purposes. You can collect foreign substances in difficult corners.
  • the first holding block 275a moves backward and the second holding block 275b moves forward at the same time. Accordingly, the first wire 277a pulls the rear upper end of the head part 243 toward the robot cleaner 100, and the second wire 277b releases the rear lower end of the head part 243.
  • the tilting device 8000 By operating the tilting device 8000, the bending portion 242 of the arm 240 is bent upward and the suction nozzle 244 of the head portion 243 is positioned approximately parallel to the surface to be cleaned (1). Can be tilted to hold.
  • the second tilting angle ⁇ 2 of the head portion 243 may be an angle from the central axis A2 of the arm 240 to the central axis A3 of the head portion 243.
  • the robot cleaner 100 When the robot cleaner 100 rotates the obstacle removal device 200 with the head portion 243 tilted upward, the robot cleaner 100 can push the obstacle with the arm 240 to remove it from the travel path.
  • the bending portion 242 of the arm 240 is not limited to the above-described structure and may be configured differently. Hereinafter, an embodiment of the bending portion of the arm will be described with reference to the drawings.
  • FIG 11 and 12 are diagrams showing an example of an arm of an obstacle removal device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the arm 340 shown in FIGS. 11 and 12 may include a straight part, a bending part, and a head part like the arm 240 described above, but the structure of the bending part is different from the structure of the bending part of the arm 240 described above. It can be configured as follows.
  • the bending portion of the arm 340 may include a plurality of connection members 342 slidably fitted to the outer peripheral surface of the suction pipe 341.
  • the suction pipe 341 has a configuration corresponding to the third suction pipe 259 of the arm 240 described above and may be made of an elastic silicone material.
  • a head portion is disposed at the tip of the suction pipe 341, but is not shown in FIGS. 11 and 12.
  • the plurality of connection members 342 may each include a first fixing part 343a fixed to the first wire 377a and a second fixing part 343b fixed to the second wire 377b.
  • the bellows-shaped elastic member 345 may have its rear end fixed around the through hole 203 of the second housing 201 and its front end fixed to the rear end of the suction head. As shown in FIG. 12 , the elastic member 345 expands in length when the arm 340 protrudes toward the front of the robot cleaner, thereby preventing the straight portions and bent portions of the arm 340 from being exposed to the outside.
  • the rear end of the suction pipe 341 may remain wound inside the obstacle removal device 200, and when the arm 340 protrudes toward the front of the robot cleaner, the suction pipe 341 may be unwound so that it moves together with the head portion.
  • the arm 340 may bend upward or downward according to the operation of the tilting device 8000 and perform an upward or downward tilting operation of the head portion.
  • Figure 13 is a flowchart schematically showing a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot cleaner 100 may identify the type of obstacle on the travel path of the cleaning area based on information acquired through the sensor 120 in the cleaning area (1301, see FIG. 13).
  • the robot cleaner 100 can control the obstacle removal device 200 to move the obstacle to a location outside the travel path using a motion corresponding to the type of obstacle (1302, see FIG. 13).
  • the robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure continuously cleans by removing obstacles on its own. can do.
  • Figure 14 is a flowchart showing in detail a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot cleaner 100 may map the cleaning area while moving before cleaning and store the map of the cleaning area in the memory 130. Mapping excludes fixed obstacles in the cleaning area (e.g., heavy objects such as closets, TV dies, refrigerators, tables, etc.) and variable obstacles (e.g., light objects such as toys, cables, towels, etc.). It can be performed with the removed.
  • fixed obstacles in the cleaning area e.g., heavy objects such as closets, TV dies, refrigerators, tables, etc.
  • variable obstacles e.g., light objects such as toys, cables, towels, etc.
  • the robot cleaner 100 travels the cleaning area based on the map corresponding to the cleaning area (1401). In this case, the robot cleaner 100 can collect foreign substances on the surface to be cleaned through the cleaning device 150 while traveling in the cleaning area (1401, see FIG. 14).
  • the robot cleaner 100 can detect obstacles on the driving path through the sensor 120 while driving (1402, see FIG. 14).
  • the processor 140 may analyze information received through the sensor 120 while the robot vacuum cleaner 100 is traveling to obtain information on the type, size, location, and distance of the obstacle. This information can provide decision information such as whether to move or avoid an obstacle while driving the robot vacuum cleaner 100.
  • the detected obstacle may be acquired as an image by the sensor 120 and stored in the memory 130.
  • the processor 140 recognizes the shape of the obstacle detected by the sensor 120 (1403, see FIG. 14).
  • the sensor 120 may be an RGB camera capable of acquiring an image of an obstacle.
  • the processor 140 compares the obtained image of the obstacle with the shape of the obstacle in the obstacle category stored in the memory 130 to determine whether it corresponds to one of the corresponding classifications (1404, see FIG. 14).
  • the processor 140 controls the obstacle removal device 200 to execute a motion corresponding to the corresponding classification (1405, see FIG. 14).
  • motions for each category within the obstacle category may be defined in the program stored in the memory 130.
  • the motions may be one of a motion of lifting an obstacle from the surface being cleaned and moving it to another location, a motion of pushing an obstacle and moving it to another location, or a motion of avoiding an obstacle without moving the obstacle.
  • the motion for handling an obstacle is a motion for lifting the obstacle from the surface to be cleaned and moving it to another location, this will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • Figure 15 is a diagram showing the processes in which the robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure adsorbs (grips) an obstacle and moves it to another location
  • Figure 16 shows the process of the robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure gripping the obstacle with the head. This is a drawing showing one state.
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device 4100 forward (see (a) of FIG. 15).
  • first and second guide rollers (267a, 267b, see FIG. 6) move to the inclined section (G2) of the first and second guide rails (265a, 265b), they are hinged to the moving part 230.
  • Arm 240 may be arranged to be inclined downward (see Figure 16).
  • the processor 140 controls the tilting device 8000 so that the head portion 243 is tilted downward toward the obstacle 400.
  • the processor 140 controls the vacuum suction pump 250 so that the obstacle 400 is held by the suction nozzle 244 (see (b) of FIG. 15).
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device 4100 backward a predetermined distance so that the obstacle 400 can be lifted from the surface to be cleaned.
  • the processor 140 moves the obstacle 400 held by the suction nozzle 244 to a different location on the travel path of the robot cleaner 100 (for example, a location that does not interfere with the travel of the robot cleaner 100). Control the rotation device so that it can be moved to position (see (c) in Figure 15).
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device 4100 backwards a predetermined distance so that the obstacle 400 can be placed on the surface to be cleaned.
  • the vacuum suction pump 250 is controlled to block the negative pressure provided to the suction nozzle 244 and separate the obstacle 400 from the suction nozzle 244.
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device 4100 backwards.
  • the processor 140 controls the rotating device so that the arm device 4100 moves to the initial position (see (d) of FIG. 15), and then moves the traveling device 110 to move along the traveling path cleared of the obstacle 400. (1407, see FIG. 14)
  • the processor 140 determines that it cannot be moved to the obstacle removal device 200, such as pet feces
  • the processor 140 performs a motion to remove the obstacle. Execute a motion to avoid obstacles without executing (1406, see FIG. 14).
  • the motion to avoid an obstacle may be, for example, a motion that moves the robot cleaner along the periphery of the obstacle to the extent of not contacting or colliding with the obstacle and moves it to the next driving path in the area occupied by the obstacle.
  • the processor 140 controls the travel device 110 to move the robot cleaner 100 along the travel path.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating processes in which a robot cleaner pushes an obstacle and moves it to another location according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor 140 controls the traveling device 110 to move the robot cleaner to a distance where the obstacle 400 can be pushed by the arm 240 and then stop (see (a) of FIG. 17).
  • the processor 140 controls the rotation device 4200 to rotate the obstacle removal device 200 to the left at a predetermined angle so that one side of the obstacle 400 can be pushed with the arm 240 (see (b) of FIG. 17).
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device forward (see (c) of FIG. 17).
  • the arm 240 hinged to the moving part 230 may be arranged to be inclined downward.
  • the processor 140 controls the tilting device 8000 so that the head portion 243 is tilted upward (see FIG. 10).
  • the processor 140 rotates the obstacle removal device 200 to the right at a predetermined angle to push the obstacle 400 to the arm 240 to a different location (e.g., The rotation device 4200 is controlled so that it can be moved to a location that does not interfere with the running of the robot cleaner 100 (see (d) in FIG. 17).
  • the processor 140 controls the sliding device 6000 to move the arm device 4100 backward a predetermined distance.
  • the processor 140 controls the rotation device 4200 to move the arm device 4100 to the initial position, and then controls the travel device 110 to move along a travel path cleared of the obstacles 400 (FIG. 17 (see (e) of)
  • the processor 140 drives the rotation drive motor 220 to perform a motion of lifting or pushing the obstacle 400 and then uses the rotation drive motor 220 received from the encoder 123 (see FIG. 18). If it is determined that the operation signal is different from the output signal or the operation signal is not received, it may be determined that the weight of the obstacle 400 exceeds the critical torque of the rotation drive motor 220 and recognized as an unexpected situation.
  • the processor 140 may control the traveling device 110 so that the robot cleaner 100 executes a motion to avoid the obstacle 400 .
  • the processor 140 may stop the operation of the rotation drive motor 220 and then reset the rotation axis of the rotation drive motor 220 to the initial position.
  • the processor 140 determines that the rotation axis of the rotation drive motor 220 does not return to the initial position based on the signal input through the encoder 123, the output unit 180 of the obstacle removal device 200 , see FIG. 18), a warning message and warning sound indicating an inoperable state can be output.
  • the robot cleaner 100 includes a traveling device 110, a sensor 120, a memory 130, a processor 140, and an obstacle removal device 200, as well as a cleaning device 150, It may further include a communication unit 160, an input unit 170, and an output unit 180.
  • this configuration is an example, and of course, in carrying out the present disclosure, new configurations may be added or some configurations may be omitted in addition to these configurations. Meanwhile, when describing FIG. 18, descriptions overlapping with FIGS. 1 to 18 will be omitted.
  • the sensor 120 may include a lidar sensor 121, a camera 122, an encoder 123, a 3D sensor 124, and a gyro sensor 125.
  • the LiDAR sensor 121 rotates 360 degrees and irradiates a laser, detects the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects, and provides the detected information to the processor 140.
  • the camera may capture images of the surroundings of the robot cleaner 100, acquire at least one obstacle image about the surroundings of the robot cleaner 100, and provide the acquired obstacle image to the processor 140.
  • the acquired image may be a new obstacle (e.g., glassware, books, cables, dolls, toys, pet feces, etc.) that was not included when mapping the cleaning area.
  • the encoder 123 detects an operation signal of the rotation drive motor 220, which rotates the obstacle removal device 200 to the left or right when performing a motion to remove an obstacle, and provides the detected information to the processor 140. You can. In addition, the encoder 123 can detect the rotation speed of the wheels installed on the left and right sides of the main body of the robot cleaner 100, respectively, and provide the detected information to the processor 140.
  • the 3D sensor 124 may detect the distance between the robot cleaner 100 and surrounding objects and provide the detected information to the processor 140.
  • the gyro sensor 125 may detect the angular velocity of the robot cleaner 100 and provide the sensed information to the processor 140.
  • the cleaning device 150 can suction foreign substances.
  • the cleaning device 150 may include a brush 151, a foreign matter collection container 153, and a suction fan motor 155.
  • the suction device 2000 includes a brush 151, a foreign matter collection container 153, and a suction fan motor 155.
  • the processor 140 rotates the brush 151 for collecting foreign substances and generates suction force through the suction fan motor 155, thereby suctioning foreign substances from the surface to be cleaned on which the robot cleaner 100 runs.
  • the processor 140 may control the cleaning device 150 to perform a cleaning operation while the robot cleaner 100 moves through the cleaning area. At this time, the inhaled foreign matter may be contained in the foreign matter collection container 153. Additionally, depending on the embodiment, the cleaning device 150 may further include a mop for cleaning the floor.
  • the communication unit 160 includes a circuit and can perform communication with an external device.
  • the processor 140 can receive various data or information from an external device connected through the communication unit 160, and can also transmit various data or information to the external device.
  • the processor 140 may transmit data related to the robot cleaner 100 to the server through the communication unit 160. And, when a control signal for controlling the robot cleaner 100 is received from the server through the communication unit 160, the processor 140 may control the operation of the robot cleaner 100 based on the received control signal. For example, the processor 140 may control operations performed when the robot vacuum cleaner 100 travels in a cleaning area (e.g., cleaning walls, cleaning obstacles, operating a cleaning tool, etc.), and may control obstacles on the driving path. You can control the motion to move it to a different location.
  • a cleaning area e.g., cleaning walls, cleaning obstacles, operating a cleaning tool, etc.
  • the input unit 170 includes a circuit and can receive user commands for setting or selecting various functions supported by the robot cleaner 100. To this end, the input unit 170 may include a plurality of buttons and may be implemented as a touch screen that can simultaneously perform the functions of the display 181.
  • the processor 140 may control the operation of the robot cleaner 100 based on a user command input through the input unit 170.
  • the processor 140 is based on an on/off command of the robot cleaner 100 input through the input unit 170 of the robot cleaner 100, an on/off command of the function of the robot cleaner 100, etc.
  • the robot cleaner 100 can be controlled.
  • the processor 140 controls operations performed when the robot cleaner 100 travels the cleaning area (e.g., cleaning walls, cleaning obstacles, operating a cleaning tool, etc.) based on a user command through the input unit 170. You can control it and adjust the interval during zigzag motion.
  • the output unit 180 may include a display 181 and a speaker 182.
  • the display 181 can display various information. To this end, the display 181 may be implemented as a liquid crystal display (LCD), etc., and may also be implemented as a touch screen that can simultaneously perform the functions of the input unit 170.
  • LCD liquid crystal display
  • the processor 140 stores information related to the operation of the robot cleaner 100 (e.g., cleaning progress time, current cleaning mode (i.e., suction strength), battery information, charging status, and whether the dust bin is full of dust. information such as whether or not the obstacle is detected, error status, etc.), and a message guiding an unexpected situation when handling an obstacle (for example, when the obstacle cannot be moved to another location due to the weight of the obstacle) may be displayed on the display 181.
  • information related to the operation of the robot cleaner 100 e.g., cleaning progress time, current cleaning mode (i.e., suction strength), battery information, charging status, and whether the dust bin is full of dust.
  • information such as whether or not the obstacle is detected, error status, etc.
  • a message guiding an unexpected situation when handling an obstacle for example, when the obstacle cannot be moved to another location due to the weight of the obstacle
  • Speaker 182 can output audio. Specifically, the processor 140 may output various notification sounds or voice guidance messages related to the operation of the robot cleaner 100 through the speaker 182. For example, the processor 140 may control the speaker 182 to output a sound indicating an unexpected situation if the obstacle does not move due to the weight of the obstacle when removing it from the driving path using the obstacle removal device 200. there is.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smartphones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smartphones) or online.
  • at least a portion of the computer program product e.g., a downloadable app
  • a machine-readable storage medium such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.
  • Each component e.g., module or program
  • each component may be composed of a single or multiple entities, and some of the sub-components described above may be omitted. Alternatively, other sub-components may be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some components (e.g., modules or programs) may be integrated into a single entity and perform the same or similar functions performed by each corresponding component prior to integration.
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or at least some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added. You can.
  • unit or “module” used in this disclosure includes a unit comprised of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a “part” or “module” may be an integrated part, a minimum unit that performs one or more functions, or a part thereof.
  • a module may be comprised of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may be implemented as software including instructions stored in a machine-readable storage media that can be read by a machine (e.g., a computer).
  • the device calls the stored instructions from the storage medium.
  • the device capable of operating according to the called command may include an electronic device (eg, the electronic device 100) according to the disclosed embodiments.
  • the processor may perform the function corresponding to the instruction directly or using other components under the control of the processor.
  • Instructions may contain code generated or executed by a compiler or interpreter.

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Abstract

로봇 청소기가 개시된다. 상기 로봇 청소기는 주행 장치와, 주행 경로 상의 장애물을 제거하기 위한 장애물 제거 장치와, 청소 영역의 맵과 장애물 카테고리가 저장된 메모리와, 로봇 청소기를 청소 영역에서 주행하도록 주행 장치를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는 로봇 청소기가 상기 청소 영역을 주행하는 동안 센서의 의해 검출된 장애물에 대해 상기 장애물 카테고리에 대응하는 모션을 취하도록 장애물 제거 장치를 제어할 수 있다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어 방법
본 개시는 피청소면에 존재하는 오물과 먼지 등의 이물질을 흡입하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자율 주행 로봇은 사용자의 조작없이 임의의 영역을 주행하면서 소정 임무를 수행하는 장치이다. 로봇은 상당 부분 자율 주행이 가능하고, 이러한 자율 주행은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 로봇은 청소 영역에 대응하는 맵(map)을 이용하여 정해진 경로를 따라서 주행할 수 있고, 주변 환경을 감지하는 센서를 이용하여 정해진 경로 없이 주행할 수 있다.
로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소 영역을 주행하면서 피청소면을 청소하는 장치이다. 로봇 청소기는 가정에서 먼지를 제거하거나 피청소면을 닦는데 사용될 수 있다. 여기서, 먼지는 진공 청소기나 자동 또는 반자동 청소 장치에 의해서 포집 가능한 (흙)먼지, 티끌, 가루, 파편 그리고 기타 먼지 입자 등을 의미할 수 있다.
만약 청소 영역에 장난감이나 수건, 케이블 등이 놓여 있으면 이들 물건들은 로봇 청소기의 주행을 방해하는 장애물이 될 수 있다. 따라서, 로봇 청소기를 동작시키기 전에 로봇 청소기의 주행에 방해되지 않도록 장애물을 미리 치워야 하는 번거로움이 있다.
본 개시는 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 개시의 목적은 주행 경로 상에 있는 장애물을 스스로 치우면서 청소하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 주행 장치와, 주행 경로 상의 장애물을 제거하기 위한 장애물 제거 장치와, 청소 영역의 맵과 장애물 카테고리가 저장된 메모리와, 상기 청소 영역에서 상기 로봇 청소기를 주행하도록 상기 주행 장치를 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 로봇 청소기가 상기 청소 영역을 주행하는 동안, 센서의 의해 검출된 장애물에 대해 상기 장애물 카테고리에 대응하는 모션을 취하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 검출된 장애물이 제1 타입의 장애물인 것으로 식별되면, 흡입력에 의해 상기 제1 타입의 장애물을 파지하여 상기 주행 경로 상에서 제거하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어하고, 상기 검출된 장애물이 제2 타입의 장애물인 것으로 식별되면, 상기 제2 타입의 장애물을 밀어서 상기 주행 경로 상에서 제거하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 검출된 장애물의 무게가 상기 장애물 제거 장치의 임계 토크를 초과하는 것에 기초하여, 상기 로봇 청소기가 상기 장애물을 회피하도록 상기 주행 장치를 제어할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치는 청소기 본체의 상부에 좌우 회전 가능하게 배치되고, 상기 장애물을 이동시키는 아암 장치를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 아암 장치가 상기 장애물 제거 장치로부터 돌출하도록 상기 아암 장치를 구동하는 제1 모터를 제어하고, 상기 장애물 제거 장치가 좌측 또는 우측 방향으로 회전하도록 상기 장애물 제거 장치를 구동하는 제2 모터를 제어할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치는 상기 아암 장치의 헤드부에 흡입력을 제공하는 흡입 장치를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 헤드부로 상기 장애물을 흡입력에 의해 파지하도록 상기 흡입 장치를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 개구를 포함하는 본체와, 상기 본체를 이동시키는 주행 장치와, 상기 본체에 마련되어 상기 개구를 통해 이물질을 흡입하는 흡입 팬 모터 및 상기 본체의 상에 마련되어 주행 경로 상에 존재하는 장애물을 치우는 장애물 제거 장치를 포함할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치는, 상기 본체에 좌우 방향으로 회전 가능하게 연결된 베이스와, 상기 베이스에 슬라이딩 가능한 아암 장치와, 상기 베이스를 좌우 방향으로 회전시키는 회전 장치와, 상기 아암 장치를 직선 방향으로 이동시키는 슬라이딩 장치 및 상기 아암 장치에 흡입력을 제공하는 제2 흡입 장치를 포함할 수 있다.
상기 아암 장치는, 상기 베이스의 상면을 따라 이동하는 이동부와, 상기 이동부에 힌지 연결되고 선단에 헤드부가 마련된 아암과, 상기 헤드부를 상하 방향으로 틸팅시키는 틸팅 장치와, 상기 아암은 상기 틸팅 장치의 작동에 따라 상기 헤드부를 상측 또는 하측으로 틸팅 시키기 위한 벤딩부를 포함할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치는, 상기 이동부와 상기 아암을 수평 이동하는 수평 가이드 구간과 상기 아암을 하향 이동하는 경사 가이드 구간을 가지는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 틸팅 장치는, 모터와, 상기 모터의 구동 방향에 따라 정회전 또는 역회전 구동하는 틸팅 벨트와, 상기 틸팅 벨트에 연결되고 상기 틸팅 벨트의 정회전 또는 역회전 구동 시 서로 반대 방향으로 이동하는 제1 가동 부재 및 제2 가동 부재와, 제1 단이 상기 제1 가동 부재에 연결되고 제2 단이 상기 헤드부에 연결된 제1 와이어 및 제1 단이 상기 제2 슬라이더에 연결되고 제2 단이 상기 헤드부에 연결된 제2 와이어를 포함할 수 있다.
상기 아암의 벤딩부는 체인 방식으로 연결된 다수의 연결 부재를 포함할 수 있다.
상기 헤드부는 상기 아암의 내측을 따라 배치된 흡입관을 통해 진공흡입펌프와 연결될 수 있다.
상기 장애물 제거 장치는, 상기 흡입관과 상기 진공흡입펌프 사이에 배치된 이물질 수거통을 더 포함할 수 있다.
상기 헤드부에는 장애물 검출 센서가 배치될 수 있다.
상기 헤드부에는 적어도 하나의 근접센서가 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 맵에 포함된 청소 영역을 주행하는 동안, 센서를 통해 획득된 정보에 기초하여 상기 청소 영역의 주행 경로 상에 있는 장애물의 타입을 식별하는 단계와, 장애물의 타입에 따라 상기 장애물을 상기 주행 경로에서 벗어난 위치에 이동하도록 장애물 제거 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 장애물 타입을 식별하는 단계는, 획득된 이미지를 메모리에 저장되어 있는 장애물 카테고리에 포함된 장애물들과 비교하여 장애물 타입을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치를 제어하는 단계는, 장애물 타입에 따른 흡입력에 의해 장애물을 흡착하여 상기 주행 경로 상에서 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 장애물 제거 장치를 제어하는 단계는, 장애물 타입에 따른 흡입력에 의해 장애물을 상기 주행 경로 상에서 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 로봇 청소기의 제어 방법은 상기 장애물의 무게가 상기 장애물 제거 장치의 임계 토크를 초과하는 것에 기초하여 상기 장애물을 회피하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는 청소 영역에 놓여 있는 옷가지나 장난감 등 장애물들을 능동적으로 치우면서 청소할 수 있으므로, 이러한 장애물로 인해 청소 영역이 축소되는 것을 방지할 수 있고, 사용자가 청소 전에 청소 영역에 놓여 있는 장애물들을 직접 정리해야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는 장애물을 치우기 위한 아암 장치를 이용하여 로봇 청소기가 접근하기 어려운 코너 부분의 청소를 용이하게 할 수 있으므로 청소 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타낸 저면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 나타낸 평면도이다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 보여주는 사시도들이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 틸팅 장치를 나타낸 확대도이다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 아암의 틸팅 동작을 나타낸 도면들이다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 아암의 일 실시 예를 나타낸 도면들이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 상세하게 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 장애물을 흡착하여 다른 위치로 옮기는 과정들을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 헤드부로 장애물을 흡착한 상태를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 장애물을 밀어서 다른 위치로 옮기는 과정들을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다.
대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
실시 예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
한편, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시에 따른 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타낸 저면도이다.
도 1을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 청소 영역을 주행하며 청소 동작을 수행할 수 있다. 여기에서, 청소 영역은 집, 사무실, 호텔, 공장, 상점 등과 같이 로봇 청소기(100)가 주행할 수 있는 다양한 곳을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)의 청소 동작은 로봇 청소기(100)가 피청소면에 존재하는 오물, 먼지 등의 이물질을 흡입하는 것을 의미할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 이물질을 흡입하기 위한 청소 장치를 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 청소기 본체(101)와, 청소기 본체(101)의 상부에 회전 가능하게 배치되는 장애물 제거 장치(200)를 포함할 수 있다.
청소기 본체(101)는 외부를 형성하는 제1 하우징(103)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(103)은 외주에 후술하는 일부 센서를 위한 윈도우(104)가 결합될 수 있다. 윈도우(104)는 센서에서 방출되는 광이 투과할 수 있는 투명한 소재로 이루어 질 수 있다.
도 2를 참조하면, 청소 장치는 로봇 청소기(100)의 저면에 형성된 개구(105)에 회전 가능하게 설치된 브러시(151)를 포함할 수 있다. 청소 장치는 흡입 팬 모터(155)를 통해 흡입력을 발생시켜 피청소면으로부터 이물질을 흡입할 수 있다. 이때, 브러시(151)는 회전하면서 흡입력에 의해 쉽게 수거되지 않는 이물질을 개구(105)로 쓸어 모을 수 있다. 개구(105)를 통해 흡입된 이물질은 로봇 청소기(100)에 마련된 이물질 수거통(153)에 수용될 수 있다.
주행 장치(110, 도 2 및 3 참조)는 청소기 본체(101)의 좌우에 각각 회전 가능하게 배치된 한 쌍의 메인 휠(111, 112), 한 쌍의 메인 휠(111, 112)의 전방에 각각 배치된 한 쌍의 전방 보조 휠(113, 114), 한 쌍의 메인 휠(111, 112)의 후방에 각각 배치된 한 쌍의 후방 보조 휠(115, 116)를 포함할 수 있다. 또한, 주행 장치(110)는 한 쌍의 메인 휠(111, 112)을 정회전 또는 역회전 구동하기 위한 주행용 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 주행용 구동 모터는 프로세서(140)에 의해 제어될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 주행 장치(110), 센서(120), 메모리(130), 프로세서(140) 및 장애물 제거 장치(200)를 포함할 수 있다.
주행 장치(110)는 프로세서(140)에 의해 제어되어 로봇 청소기(100)를 청소 영역에서 이동시킬 수 있다.
센서(120)는 라이다 센서(121, 도 4 참조), 카메라(122, 도 4 참조), 엔코더(encoder)(123, 도 18 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 센서(120)는 뎁스 센서(depth sensor), IR 스테레오 센서 등을 포함할 수 있다.
라이다 센서(121)는 360도 회전하며 레이저 광을 조사하여, 로봇 청소기(100)와 주변 물체(예를 들면, 피청소면에 놓여 있는 장애물) 사이의 거리를 감지할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서는 조사된 레이저 광이 로봇 청소기(100) 주변의 물체로부터 반사되어 수신되면, 레이저 광이 수신된 시간에 기초하여 물체와의 거리를 감지하거나, 수신된 레이저 광의 위상 변화량을 측정하여 물체와의 거리를 감지할 수 있다.
카메라(122)는 로봇 청소기(100)의 주변에 있는 하나 이상의 장애물 이미지를 획득하기 위한 구성이다. 카메라(122)는 RGB 카메라, 3D 카메라 등으로 구현될 수 있다. RGB 카메라는 컬러 센서로 CCD(charge-coupled device)를 이용해 빛을 전하로 변환시켜 주변 색을 감지 할 수 있다. 3D 카메라는, TOF(time of flight) 센서 및 적 외선 라이트를 포함하는 TOF 카메라로 구현될 수 있다. 3D 카메라는 IR 스테레오 센서를 포함할 수 있다.
엔코더(123)는 예를 들면, 회전각 변위를 측정하는 로터리 엔코더일 수 있다. 장애물 제거 장치(200)를 좌측 또는 우측으로 회전시키는 회전 구동 모터(220, 도 6 참조)의 축에 커플링 혹은 직접 연결하여 축의 회전력을 전달 받아 프로세서(140)로 전달할 수 있다.
메모리(130)는 센서(120)의 센싱 데이터에 기초하여 프로세서(140)가 생성한 청소 영역에 대응하는 맵이 저장될 수 있다.
메모리(130)는 로봇 청소기(100)가 주행 중에 스스로 치울 수 있는 장애물에 대한 카테고리가 저장될 수 있다. 장애물 카테고리는 장애물 이미지들을 형태별로 분류한 데이터일 수 있다. 장애물 이미지들은 예를 들면, 유리 제품, 케이블, 인형, 장난감, 책, 애완동물의 분변 등의 이미지일 수 있다.
장애물 카테고리에서 형태가 변경되지 않는 딱딱한 재질이거나 깨질 수 있는 재질로 이루어진 장애물 예를 들면, 유리 제품, 책 등은 들어서 옮길 수 있는 장애물로 분류될 수 있다. 또한, 장애물 카테고리에서 외력을 가했을 때 형태가 쉽게 변형되거나 흡입력으로 흡착하기 어려운 형태, 재질로 이루어진 장애물 예를 들면, 케이블, 인형, 장난감 등은 밀어서 옮길 수 있는 장애물로 분류될 수 있다. 또한, 장애물 카테고리에서 장애물을 옮길 수 없는 형태의 장애물 예를 들면, 애완동물의 분변이나 장애물의 무게가 장애물 제거 장치(200)를 좌측 또는 우측으로 회전시키는 회전 구동 모터(220)의 임계 토크를 초과하는 경우 장애물을 옮기지 않고 회피해야 하는 장애물로 분류될 수 있다.
메모리(130)는 장애물 카테고리에서 분류된 형태에 대응하는 모션들을 수행하기 위한 프로그램을 내장할 수 있다. 모션들은 예를 들면, 장애물을 피청소면으로부터 들어올려 다른 위치로 옮기는 모션, 장애물을 밀어서 다른 위치로 옮기는 모션, 장애물을 옮기지 않고 장애물을 회피하는 모션 등일 수 있다.
프로세서(140)는 청소 영역에 대한 맵을 생성할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 생성된 맵을 메모리(130)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 맵을 생성하기 위해 로봇 청소기(100)가 주행을 시작하는 위치(가령, 좌표) 및 로봇 청소기(100)의 회전각을 각각 기준 위치 및 기준 회전각으로 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 맵을 생성하기 위해 로봇 청소기(100)가 주행하는 동안 획득된 로봇 청소기(100)와 주변 물체와의 거리, 로봇 청소기(100)의 회전각 및 이동 거리를 SLAM(simultaneous localization and mapping) 알고리즘의 입력으로 하여, SLAM 알고리즘을 통해 로봇 청소기(100)의 위치(가령, 좌표) 및 회전각(가령, 로봇 청소기(100)의 위치가 반영된 회전각)을 획득할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 라이다 센서(121)를 통해 로봇 청소기(100)와 주변 물체와의 거리를 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 자이로 센서를 통해 획득한 로봇 청소기(100)의 각속도에 기초하여 로봇 청소기(100)의 회전각을 산출하고, 엔코더를 통해 획득한 바퀴들의 회전수에 기초하여 로봇 청소기(100)의 이동 거리를 산출할 수 있다. 바퀴들의 회전수를 검출하기 위한 엔코더는 전술한 엔코더(123)와 상이한 엔코더이다.
이후, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 기준 위치에서 획득된 위치까지 이동하는 동안 라이다 센서를 통해 획득된 로봇 청소기(100)와 주변 물체와의 거리에 기초하여, 기준 위치부터 획득된 위치까지의 장애물의 위치(가령, 좌표)를 식별할 수 있다.
프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 공간을 이동하는 동안 전술한 과정을 반복적으로 수행하여, 로봇 청소기(100)가 위치하는 공간에 대응되는 맵을 생성할 수 있다. 다만, 이 예에 국한되는 것은 아니고, 프로세서(140)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 맵을 생성할 수도 있다.
프로세서(140)는 센서(120)를 통해 획득된 정보에 기초하여 맵에 포함된 청소 영역을 주행하도록 주행 장치(110)를 제어할 수 있다.
여기에서, 청소 영역은 맵이 구분된 복수의 영역 각각이 될 수 있다. 즉, 로봇 청소기(100)는 영역 별로 청소를 수행할 수 있는데, 구체적으로, 로봇 청소기(100)는 하나의 영역을 이동하며 청소를 수행하고, 해당 영역에 대한 청소가 완료되면, 다른 영역으로 이동하여 다른 영역에 대해 청소를 수행할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 SLAM 알고리즘을 이용하여, 로봇 청소기(100)가 위치하는 공간에 대응되는 맵을 생성할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)와 주변 물체와의 거리, 로봇 청소기(100)의 회전각 및 이동 거리를 SLAM 알고리즘의 입력으로 하여, SLAM 알고리즘을 통해 맵 상에서 로봇 청소기(100)의 위치 및 회전각을 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 획득된 로봇 청소기(100)의 위치 및 회전각에 기초하여 로봇 청소기(100)가 맵의 청소 영역을 주행하도록 주행 장치110)를 제어할 수 있다.
프로세서(140)는 맵, 맵 상에서 로봇 청소기(100)의 위치 및 회전각, 라이다 센서(121)를 통해 획득된 로봇 청소기(100)와 주변 물체와의 거리에 기초하여, 로봇 청소기(100) 주변의 장애물을 감지할 수 있다.
프로세서(140)는 카메라(122)에 의해 획득한 주행 경로 상의 장애물 이미지가 메모리(130)에 저장된 장애물 카테고리에 포함된 장애물 이미지들과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 장애물 제거를 위한 모션을 수행하도록 장애물 제거 장치(200)를 제어할 수 있다. 프로세서(140)는 장애물 이미지가 옮길 수 없는 장애물 분류에 속하는 것으로 판단되는 경우, 로봇 청소기(100)가 장애물을 회피하도록 주행 장치(110)를 제어할 수 있다.
장애물을 치우는 모션(예를 들면, 장애물을 로봇 청소기의 주행 경로 상에서 다른 위치로 옮기는 것과 같이 로봇 청소기의 주행 경로 상에서 장애물을 제거하는 모션)을 수행하는 동안, 프로세서(140)는 엔코더(123)로부터 입력되는 회전 구동 모터(220)의 동작 신호 대비 출력 신호가 다르다고 판단하거나 동작 신호를 입력 받지 못하는 경우, 장애물의 무게가 회전 구동 모터(220)의 임계 토크를 초과하는 것으로 판단하고 돌발 상황으로 인식할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 회전 구동 모터(220)의 작동을 멈춘 후 회전 구동 모터(220)의 회전축을 초기 위치로 리셋(reset) 시킬 수 있다.
프로세서(140)는 엔코더(123)를 통해 입력되는 신호에 기초하여 회전 구동 모터(220)의 회전축이 초기 위치로 복귀하지 못하는 것으로 판단하는 경우, 장애물 제거 장치(200)의 동작 불능 상태를 알리는 경고 메시지 및 경고 사운드를 출력할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 장애물 제거 장치(200)에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 보여주는 사시도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치(200)는 청소기 본체(101)의 상부에 좌측 또는 우측으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 또한 이 모션은 좌측을 향하도록 또는 우측을 향하도록 회전하는 것일 수 있다. 장애물 제거 장치(200)는 로봇 청소기(100)가 청소 영역을 주행하면서 피청소면을 청소하는 동안 주행 경로 상에 있는 장애물(청소 영역의 맵 데이터에 포함되지 않은 장애물)을 인식하여 다른 위치(예를 들면, 로봇 청소기(100)의 주행에 방해되지 않는 주행 경로 상에서 제거되는 위치)로 옮기고 청소를 지속할 수 있다.
청소기 장애물 제거 장치(200)는 외부를 형성하는 제2 하우징(201)을 포함할 수 있다. 제2 하우징(201)은 일주면에 아암(240)이 돌출 가능하도록 관통구멍(203)이 형성될 수 있다(도 1 참조).
도 4, 6 및 8을 참조하면, 장애물 제거 장치(200)는 베이스(210), 회전 장치(4200), 아암(arm) 장치(4100), 슬라이딩(sliding) 장치(6000) 및 틸팅(tilting) 장치(8000)를 포함할 수 있다.
베이스(210)는 회전 장치(4200)에 의해 청소기 본체(101)의 상부에 좌측 또는 우측으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 베이스(210)의 상면에는 아암 장치(4100), 슬라이딩 장치(6000) 및 틸팅 장치(8000)가 배치될 수 있다.
회전 장치(4200)는 베이스(210)를 좌측 또는 우측으로 회전 구동시킬 수 있다. 이 경우, 아암 장치(4100)는 베이스(210) 회전 시 베이스(210)와 함께 좌측 또는 우측으로 회전하면서 주행 경로 상의 장애물을 치우는 모션을 수행할 수 있다. 아암 장치(4100)의 회전 각도(θ, 도 5 참조)는 로봇 청소기(100)가 장애물에 간섭 받지 않고 원활하게 주행할 수 있도록 장애물을 주행 경로 상에서 다른 위치로 옮길 수 있는 정도 예를 들면, 90도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 아암 장치(4100)의 회전 각도(θ)는 180도, 270도 또는 360도 일 수 있다.
회전 장치(4200)는 베이스(210) 하측에 배치될 수 있다. 회전 장치(4200)는 회전 구동 모터(220), 제1 풀리(221), 제2 풀리(223) 및 제1 구동 벨트(225)를 포함할 수 있다.
회전 구동 모터(220)는 청소기 본체(101)의 일부에 고정될 수 있다. 회전 구동 모터(220)는 정회전 및 역회전 가능한 서보 모터일 수 있다.
제1 풀리(221)는 회전 구동 모터(220)의 회전축에 연결되고 제1 구동 벨트(225)를 통해 제2 풀리(223)에 회전력을 전달할 수 있다.
제2 풀리(223)는 청소기 본체(101)에 배치된 회전축에 연결될 수 있다. 제2 풀리(223)는 베이스(210)의 저면에 복수의 체결구를 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 풀리(223)의 회전 축선(A1)을 중심으로 제2 풀리(223)가 정회전 또는 역회전 구동하면 베이스(210)는 제2 풀리(223)와 함께 정회전 또는 역회전 할 수 있다.
아암 장치(4100)는 이동부(230)와 아암(240)을 포함할 수 있다.
이동부(230)는 슬라이딩 장치(6000)에 의해 베이스(210)의 상면에서 직선 방향으로 전진 또는 후진할 수 있다. 이 경우, 이동부(230)는 아암 장치(4100)와 연결될 수 있다.
아암(240)은 직선부(241), 벤딩부(242) 및 헤드부(243)를 포함할 수 있다.
직선부(241)의 선단에는 벤딩부(242)가 배치될 수 있다. 직선부(241)의 후단은 힌지축(233)을 통해 이동부(230)에 설치된 브라켓(231)에 연결될 수 있다. 따라서, 직선부(241)는 수평 자세(예를 들면, 베이스(210)에 실질적으로 평행한 자세, 도 4 참조)는 물론, 힌지축(233)을 기준으로 하향 경사진 자세를 취할 수 있다(도 9 참조).
벤딩부(242)는 직선부(241)의 선단에 배치되며 틸팅 장치(8000)에 의해 상측 또는 하측으로 벤딩 가능하도록 체인 식으로 연결된 제1 연결 부재(242a) 및 제2 연결 부재(242b)를 포함할 수 있다.
제1 연결 부재(242a)는 직선부(241)의 선단에 힌지 가능하게 연결될 수 있다. 제2 연결 부재(242b)는 제1 연결 부재(242a)와 헤드부(243)에 각각 힌지 연결될 수 있다.
벤딩부(242)는 2개의 연결 부재(242a, 242b)로 이루어진 것을 예로 들었으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 벤딩부(242)는 체인 방식으로 연결된 3개 이상의 연결 부재를 포함할 수 있다. 이 경우, 연결 부재의 개수를 증가시킬수록 아암(240)의 전체 길이와 아암(240)의 무게가 증가할 수 있다. 따라서, 연결 부재의 개수는 장애물을 치우는 모션이 원활하게 이루어질 수 있고 헤드부(243)의 틸딩 구동에 실질적인 영향을 주지 않는 정도의 개수일 수 있다. 또한, 연결 부재의 개수를 3개 이상 구비하는 경우, 연결 부재의 무게를 최소화할 수 있도록 경량이면서 강성을 가지는 소재로 제작할 수 있다.
헤드부(243)는 선단에 흡착 노즐(244)이 배치될 수 있다. 흡착 노즐(244)은 부압을 이용하여 장애물에 흡착될 수 있다. 즉, 흡착 노즐(244)은 흡입력을 이용하여 장애물을 파지할 수 있다. 흡착 노즐(244)은 장애물의 표면에 원활하게 밀착될 수 있도록 유연성을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 흡착 노즐(244)에 제공되는 부압(negative pressure)은 진공 흡입 펌프(250)로부터 제공받을 수 있다. 제2 흡입 장치(4000)는 진공 흡입 펌프(250)와 흡착 노즐(244)을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 흡착 노즐(244)은 제1 내지 제3 흡입관(253, 257, 259)을 통해 진공 흡입 펌프(250)와 연결될 수 있다.
제1 흡입관(253)은 진공 흡입 펌프(250)와 보조 이물질 수거통(255)을 연결할 수 있다. 제1 흡입관(253)은 지지대(251)에 고정될 수 있다. 제2 흡입관(257)은 보조 이물질 수거통(255)에 연결될 수 있다. 제3 흡입관(259)은 아암(240)의 직선부(241) 및 벤딩부(242)의 내측을 따라 배치될 수 있다. 제3 흡입관(259)은 제2 흡입관(257)과 흡착 노즐(244)을 연결할 수 있다. 이 경우, 제2 흡입관(257)은 틸팅 구동 시 벤딩부(242)가 원활하게 벤딩될 수 있도록 유연성이 있는 재질로 형성될 수 있다.
본 개시에서는 장애물 제거 장치(200)에 보조 이물질 수거통(255)을 구비함에 따라, 아암(240)을 이용해 로봇 청소기(100)가 접근하기 어려운 코너에 존재하는 이물질을 수거할 수 있다. 이와 같이, 흡착 노즐(244)은 선택적으로 장애물을 옮기는데 사용할 수 있고, 피청소면의 먼지를 흡입하는데 사용할 수 있다. 보조 이물질 수거통(255)은 내부로 수거되는 이물질(예를 들면, 먼지)이 진공 흡입 펌프(250)로 유입되는 것을 방지하도록 내측에 먼지 필터가 배치될 수 있다.
한편, 헤드부(243)에는 장애물 인식을 위한 추가 카메라가 배치될 수 있다. 추가 카메라를 헤드부(243)에 설치하는 경우 헤드부(243)의 무게가 증가할 수 있고, 이로 인해 틸팅 장치(8000)의 모터(270)에 부하가 증가할 수 있다. 따라서, 헤드부(243)의 무게 증가로 인해 틸팅 구동에 영향을 미치는 것을 최소화하도록 카메라는 소형 RGB 카메라를 채용할 수 있다. 또한, 헤드부(243)는 아암(240)의 슬라이딩 동작이나 틸팅 동작 시 헤드부(243)가 주변 구조물 또는 장애물과의 충돌을 피할 수 있도록 다수의 근접 센서가 배치될 수 있다. 다수의 근접 센서는 구조물 또는 장애물과 충돌을 피하기 위해 조절되는 헤드부(243)의 모션을 감지할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 슬라이딩 장치(6000)는 아암 장치(4100)를 직선 방향으로 전진 또는 후진 시킬 수 있다. 슬라이딩 구동 모터(260), 제2 구동 벨트(261), 제1 구동 롤러(263), 제1 가이드 레일(265a), 제2 가이드 레일(265b) 및 제3 가이드 레일(268)을 포함할 수 있다.
슬라이딩 구동 모터(260)는 이동부(230)의 일부에 고정될 수 있다. 슬라이딩 구동 모터(260)는 정회전 및 역회전 가능한 서보 모터일 수 있다.
제2 구동 벨트(261)는 양단이 베이스(210)의 저면의 후단 및 선단에 배치된 고정구들(262a, 262b, 도 4 참조)에 의해 고정될 수 있다.
제1 구동 롤러(263)는 이동부(230)에 설치된 브라켓(263)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 제1 구동 롤러(263)는 슬라이딩 구동 모터(260)의 회전축에 연결되어 회전축과 함께 정회전 또는 역회전 할 수 있다.
이동부(230)와 이에 힌지 연결된 아암(240)은 제1 구동 롤러(263)가 정회전 하는 경우 제1 내지 제3 가이드 레일(265a, 265b, 268)을 따라 전진(예를 들면, 로봇 청소기(100)의 전방 또는 베이스(210)의 전방으로 이동)할 수 있다. 이 경우, 아암(240)은 청소기 본체로(101)부터 더 길게 도출될 수 있다(도 9 참조).
반대로, 제1 구동 롤러(263)가 역회전 하는 경우 제1 내지 제3 가이드 레일(265a, 265b, 268)을 따라 후진할 수 있다. 이 경우, 아암(240)은 원위치로 복귀할 수 있다(도 4 참조).
제1 가이드 레일(265a) 및 제2 가이드 레일(265b)은 베이스(210) 상면에 간격을 두고 평행하게 배치될 수 있다.
제1 가이드 레일(265a)은 직선 구간(G1)과 직선 구간(G1)에 이어지는 경사 구간(G2)포함할 수 있다. 제1 가이드 레일(265a)에는 아암(240)의 일측에 회전 가능하게 연결된 한 쌍의 제1가이드 롤러(267a)가 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 한 쌍의 제1 가이드 롤러(267a)는 제1 가이드 레일(265a)의 직선 구간(G1) 및 경사 구간(G2)을 따라 슬라이딩 될 수 있다.
한 쌍의 제1 가이드 롤러(267a)가 제1 가이드 레일(265a)의 직선 구간(G1)을 따라 슬라이딩 되는 동안, 이동부(230) 및 아암(240)은 베이스(210)의 상면에 실질적으로 평행하게 이동할 수 있다.
한 쌍의 제1 가이드 롤러(267a)가 제1 가이드 레일(265a)의 경사 구간(G2)을 따라 슬라이딩 되는 동안, 이동부(230)에 후단이 힌지 연결된 아암(240)은 햐향 경사지게 이동할 수 있다. 이 경우, 이동부(230)는 아암(240)과 달리 베이스(210)의 상면에 실질적으로 평행하게 이동할 수 있다.
제2 가이드 레일(265b)은 제1 가이드 레일(265a)과 동일한 형상으로 이루어질 수 있고, 아암(240)의 타측에 회전 가능하게 연결된 한 쌍의 제2가이드 롤러(267b)가 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 가이드 레일(265a, 265b)에 경사 구간을 마련함으로써, 헤드부(243)의 흡착 노즐(244)이 피청소면에 있는 장애물을 용이하게 흡착하고, 청소 영역의 구석에 있는 이물질을 수거할 수 있다.
제3 가이드 레일(268)은 베이스(210) 상면에 고정되고 제1 및 제2 가이드 레일(265a, 265b)과 평행하게 배치될 수 있다. 이동부(230)의 저면에는 제3 가이드 레일(268)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 블록이 배치될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 내부를 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 틸팅 장치를 나타낸 확대도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 틸팅 장치(8000)는 틸팅 구동 모터(270), 제3 구동 벨트(271), 제2 구동 롤러(273), 한 쌍의 피동 롤러(274a, 274b), 제1 홀딩 블록(275a), 제2 홀딩 블록(275b), 제1 와이어(277a) 및 제2 와이어(277b)를 포함할 수 있다.
틸팅 구동 모터(270)는 이동부(230)의 일부에 고정될 수 있다. 틸팅 구동 모터(270)는 정회전 및 역회전 가능한 서보 모터일 수 있다.
재3 구동 벨트(271)는 루프 형상으로 이루어지며, 일측은 제2 구동 롤러(273)가 연결되고 타측은 한 쌍의 피동 롤러(274a, 274b)가 연결될 수 있다. 제3 구동 벨트(271)는 제2 구동 벨트(261, 도 6 참조)의 배치 방향과 평행하게 배치될 수 있다.
제1 홀딩 블록(275a) 및 제2 홀딩 블록(275b)은 제3 구동 벨트(271)에 서로 대응하는 위치에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 홀딩 블록(275a)은 제3 구동 벨트(271)의 상부에 연결되고, 제2 홀딩 블록(275b)은 제3 구동 벨트(271)의 하부에 연결된다.
제1 홀딩 블록(275a) 및 제2 홀딩 블록(275b)은 제3 구동 벨트(271)가 회전 할 때 동시에 서로 반대 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 제3 구동 벨트(271)가 정회전 하면, 제1 홀딩 블록(275a)은 전진(예를 들면, 로봇 청소기(100)의 전방 또는 베이스(210)의 전방으로 이동)하고 제2 홀딩 블록(275b)은 후진한다. 또한, 제3 구동 벨트(271)가 역회전 하면, 제1 홀딩 블록(275a)은 후진하고 제2 홀딩 블록(275b)은 전진한다.
제1 와이어(277a)는 일단이 제1 홀딩 블록(275a)에 연결되고 타단이 헤드부의 후부(rear portion) 상단에 연결될 수 있다. 제2 와이어(277b)는 일단이 제2 홀딩 블록(275b)에 연결되고 타단이 헤드부의 후부(rear portion) 상단에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 와이어(277a, 277b)는 제3 구동 벨트(271)가 회전 시 제1 및 제2 홀딩 블록(275a, 275b)과 함께 서로 반대 방향으로 구동할 수 있다.
헤드부(243)의 틸팅 동작을 위해 제1 및 제2 와이어(277a, 277b)를 이용한 구동 방식을 채택함으로써 아암(240)을 경량화 할 수 있다.
제1 및 제2 와이어(277a, 277b)의 구동에 의해 헤드부(243)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다. 이에 대해서 도면을 참조하여 틸팅 장치(8000)에 의해 아암(240)의 헤드부(243)가 틸팅되는 동작(예를 들면, 하향 틸팅 동작, 상향 틸팅 동작)을 설명한다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 아암의 틸팅 동작을 나타낸 도면들이다.
도 9를 참조하면, 아암 장치(4100)는 슬라이딩 장치의 구동에 의해 소정 거리 전진할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 제1 및 제2 가이드 롤러(267a, 267b)가 제1 및 제2 가이드 레일(265a, 265b)의 경사 구간(G2)으로 이동하면, 아암(240)은 하향 경사지게 배치될 수 있다.
이때, 틸팅 장치(8000)의 틸팅 구동 모터(270)를 정회전 구동하면 헤드부(243)는 제1 틸팅 각도(α1)로 하향 틸팅될 수 있다.
예를 들면, 틸팅 구동 모터(270)의 정회전 구동에 따라 제3 구동 벨트(271)가 정회전하면서 제1 홀딩 블록(275a)이 전진하고 동시에 제2 홀딩 블록(275b)이 후진한다. 이에 따라, 제2 와이어(277b)는 헤드부(243)의 후부 하단을 로봇 청소기(100) 측으로 당기고 제1 와이어(277a)는 헤드부(243)의 후부 상단을 릴리즈 시킨다.
이와 같은 틸팅 장치(8000)의 작동에 의해, 아암(240)의 벤딩부(242)가 하측으로 휘어지면서 헤드부(243)의 흡착 헤드(243)가 대략 피청소면(1)을 향하도록 틸팅될 수 있다. 이 경우, 헤드부(243)의 하향 틸팅 각도(α1)는 아암(240)의 중심 축선(A2)으로부터 헤드부(243)의 중심 축선(A3)까지의 각도일 수 있다.
로봇 청소기는(100)는 헤드부(243)를 하향 틸팅시키는 경우 흡착 노즐(244)을 통해 피청소면에 놓여 있는 장애물을 흡착(파지)할 수 있고, 다른 용도로 로봇 청소기(100)가 접근하기 어려운 코너에 존재하는 이물질을 수거할 수 있다.
도 10을 참조하면, 아암(240)이 하향 경사진 상태에서 틸팅 장치(8000)의 틸팅 구동 모터(270)를 역회전 구동하면 헤드부(243)는 제2 틸팅 각도(α2)로 상향 틸팅될 수 있다.
예를 들면, 틸팅 구동 모터(270)의 역회전 구동에 따라 제3 구동 벨트(271)가 역회전하면서 제1 홀딩 블록(275a)이 후진하고 동시에 제2 홀딩 블록(275b)이 전진한다. 이에 따라, 제1 와이어(277a)는 헤드부(243)의 후부 상단을 로봇 청소기(100) 측으로 당기고 제2 와이어(277b)는 헤드부(243)의 후부 하단을 릴리즈 시킨다.
이와 같은 틸팅 장치(8000)의 작동에 의해, 아암(240)의 벤딩부(242)가 상측으로 휘어지면서 헤드부(243)의 흡착 노즐(244)이 피청소면(1)에 대략 평행한 자세를 유지하도록 틸팅될 수 있다. 이 경우, 헤드부(243)의 제2 틸팅 각도(α2)는 아암(240)의 중심 축선(A2)으로부터 헤드부(243)의 중심 축선(A3)까지의 각도일 수 있다.
로봇 청소기(100)는 헤드부(243)를 상향 틸팅시킨 상태에서 장애물 제거 장치(200)를 회전시키는 경우, 아암(240)으로 장애물을 밀어서 주행 경로 상에서 제거시킬 수 있다.
아암(240)의 벤딩부(242)는 전술한 구조에 한정되지 않고 상이하게 구성할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 아암의 벤딩부에 대한 일 실시 예를 설명한다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 장애물 제거 장치의 아암의 일 실시 예를 나타낸 도면들이다.
도 11 및 도 12에 도시된 아암(340)은 전술한 아암(240)과 같이 직선부, 벤딩부 및 헤드부를 포함할 수 있으나, 벤딩부의 구조를 전술한 아암(240)의 벤딩부의 구조와 상이하게 구성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 아암(340)의 벤딩부는 흡입관(341)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워진 다수의 연결 부재(342)를 포함할 수 있다.
이 경우, 흡입관(341)은 전술한 아암(240)의 제3 흡입관(259)에 대응하는 구성으로 실리콘 소재의 탄성이 있는 소재로 이루어질 수 있다. 흡입관(341)의 선단에는 헤드부가 배치되지만 도 11 및 도 12에서는 도시를 생략한다.
다수의 연결 부재(342)는 각각, 제1 와이어(377a)에 고정된 제1 고정부(343a)와 제2 와이어(377b)에 고정된 제2 고정부(343b)를 포함할 수 있다.
자바라 형태의 신축 부재(345)는 후단이 제2 하우징(201)의 관통구멍(203) 주변에 고정되고 선단이 흡입헤드의 후단에 고정될 수 있다. 신축 부재(345)는 도 12와 같이 아암(340)이 로봇 청소기의 전방으로 돌출되면 길이가 신장되면서 아암(340)의 직선부와 벤딩부가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이 경우, 흡입관(341)은 후단부가 장애물 제거 장치(200)의 내부에 감겨 있는 형태를 유지하다가 아암(340)이 로봇 청소기의 전방으로 돌출되면 헤드부와 함께 이동하도록 감긴 형태가 풀릴 수 있다.
아암(340)은 틸팅 장치(8000)의 작동에 따라 상측 또는 하측으로 휘어지면서 헤드부의 상측 또는 하측 틸팅 동작을 수행할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 제어 방법을 설명한다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
로봇 청소기(100)는 청소 영역에서 센서(120)를 통해 획득된 정보에 기초하여 청소 영역의 주행 경로 상에 있는 장애물의 타입을 식별할 수 있다(1301, 도 13 참조).
그리고, 로봇 청소기(100)는 장애물 제거 장치(200)를 제어하여 장애물의 타입에 대응하는 모션으로 장애물을 주행 경로에서 벗어난 위치로 이동시킬 수 있다(1302, 도 13 참조).
이에 따라, 청소 영역에 놓여 장난감이나 수건, 케이블 등의 로봇 청소기의 주행을 방해하는 장애물을 사용자가 미리 치우지 않아도, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는 스스로 장애물을 치우면서 청소를 지속적으로 수행할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 상세하게 설명한다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 상세하게 나타낸 흐름도이다.
로봇 청소기(100)는 청소 전에 청소 영역을 이동하면서 맵핑하여 청소 영역에 대한 맵을 메모리(130)에 저장할 수 있다. 맵핑은 청소 영역에 있는 고정 장애물(예를 들면, 옷장, TV 다이, 냉장고, 식탁 등의 중량물일 수 있다)을 제외하고 가변 장애물(예를 들면, 장난감, 케이블, 수건 등의 경량물일 수 있다)을 치운 상태에서 수행될 수 있다.
로봇 청소기(100)는 청소 영역에 대응하는 맵에 기초하여 청소 영역을 주행한다(1401). 이 경우, 로봇 청소기(100)는 청소 영역을 주행하면서 청소 장치(150)를 통해 피청소면의 이물질을 수거할 수 있다(1401, 도 14 참조).
로봇 청소기(100)는 주행 중에 센서(120)를 통해 주행 경로 상에 있는 장애물을 검출할 수 있다(1402, 도 14 참조).
프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 주행 중에 센서(120)를 통해 들어온 정보를 분석하여 장애물의 종류, 크기, 위치, 거리 정보 등을 얻을 수 있다. 이러한 정보들은 로봇 청소기(100)의 주행을 위해 장애물을 옮길지 또는 회피할지 등의 판단 정보를 제공할 수 있다.
검출된 장애물은 센서(120)에 의해 이미지로 획득되어 메모리(130)에 저장될 수 있다. 프로세서(140)는 센서(120)에 의해 검출된 장애물의 형태를 인식한다(1403, 도 14 참조). 이 경우, 센서(120)는 장애물의 이미지를 획득할 수 있는 RGB 카메라일 수 있다.
프로세서(140)는 획득된 장애물의 이미지를 메모리(130)에 저장된 장애물 카테고리 내의 장애물 형태와 비교하여 해당 분류들 중 하나에 대응하는지 판단한다(1404, 도 14 참조).
프로세서(140)는 획득된 장애물의 이미지가 장애물 카테고리 내에 있으면 장애물 제거 장치(200)를 제어하여 해당 분류에 대응하는 모션을 실행한다(1405, 도 14 참조).
여기서, 메모리(130)에 저장된 프로그램에는 장애물 카테고리 내의 분류 별 모션들이 정의될 수 있다. 예를 들면, 모션들은 장애물을 피청소면으로부터 들어올려 다른 위치로 옮기는 모션, 장애물을 밀어서 다른 위치로 옮기는 모션, 장애물을 옮기지 않고 장애물을 회피하는 모션 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 장애물을 처리하는 모션이 장애물을 피청소면으로부터 들어올려 다른 위치로 치우는 모션인 경우, 도 15 및 도 16을 참조하여 설명한다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 장애물을 흡착(파지)하여 다른 위치로 옮기는 과정들을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 헤드부로 장애물을 파지한 상태를 나타낸 도면이다.
프로세서(140)는 아암 장치(4100)를 전진하도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다(도 15의 (a) 참조).
한 쌍의 제1 및 제2 가이드 롤러(267a, 267b, 도 6 참조)가 제1 및 제2 가이드 레일(265a, 265b)의 경사 구간(G2)으로 이동하면, 이동부(230)에 힌지 연결된 아암(240)은 하향 경사지게 배치될 수 있다(도 16 참조). 이 상태에서, 프로세서(140)는 헤드부(243)가 장애물(400)을 향해 하향 틸팅되도록 틸팅 장치(8000)를 제어한다.
프로세서(140)는 흡착 노즐(244)에 장애물(400)이 파지되도록 진공 흡입 펌프(250)를 제어한다(도 15의 (b) 참조). 프로세서(140)는 장애물(400)이 피청소면으로부터 들어올려 질 수 있도록 아암 장치(4100)를 소정 거리 후진하도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다. 이 상태에서, 프로세서(140)는 흡착 노즐(244)에 파지된 장애물(400)을 로봇 청소기(100)의 주행 경로 상으로부터 다른 위치(예를 들면, 로봇 청소기(100)의 주행을 방해하지 않는 위치)로 옮길 수 있도록 회전 장치를 제어한다(도 15의 (c)참조).
프로세서(140)는 장애물(400)이 피청소면에 놓일 수 있도록 아암 장치(4100)를 소정 거리 후진하도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다. 장애물(400)이 피청소면에 놓이면, 흡착 노즐(244)에 제공되는 부압을 차단하여 흡착 노즐(244)로부터 장애물(400)이 분리되도록 진공 흡입 펌프(250)를 제어한다.
프로세서(140)는 아암 장치(4100)를 후진시키도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다. 프로세서(140)는 아암 장치(4100)가 초기 위치로 이동하도록 회전 장치를 제어한 후(도 15의 (d)참조), 장애물(400)이 치워진 주행 경로를 따라 이동하도록 주행 장치(110)을 제어한다(1407, 도 14 참조)
한편, 프로세서(140)는 획득된 장애물의 이미지가 장애물 카테고리 내에 없으면(예를 들어, 프로세서(140)는 애완동물의 분변 등 장애물 제거 장치(200)로 옮길 수 없는 것으로 판단한다) 장애물을 치우는 모션을 실행하지 않고 장애물을 회피하는 모션을 실행한다(1406, 도 14 참조).
장애물을 회피하는 모션은 예를 들면, 장애물과 접촉 또는 충돌하지 않을 정도로 장애물의 주변을 따라 주행하여 장애물이 점유한 영역의 다음에 이어지는 주행 경로까지 로봇 청소기를 이동시키는 모션일 수 있다.
로봇 청소기(100)가 장애물을 회피한 후, 프로세서(140)는 주행 경로를 따라 로봇 청소기(100)를 이동하도록 주행 장치(110)를 제어한다.
한편, 장애물을 처리하는 모션이 장애물을 밀어서 다른 위치로 치우는 모션에 해당하는 경우에 대하여 도 17을 참조하여 설명한다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 장애물을 밀어서 다른 위치로 옮기는 과정들을 나타낸 도면이다.
프로세서(140)는 아암(240)으로 장애물(400)을 밀수 있는 거리까지 로봇 청소기를 이동시킨 후 멈추도록 주행 장치(110)을 제어한다(도 17의 (a) 참조).
프로세서(140)는 아암(240)으로 장애물(400)의 일측을 밀수 있도록 장애물 제거 장치(200)를 좌측으로 소정 각도 회전하도록 회전 장치(4200)를 제어한다(도 17의 (b) 참조).
프로세서(140)는 아암 장치를 전진하도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다(도 17의 (c) 참조).
한 쌍의 제1 및 제2 가이드 롤러(267a, 267b)가 제1 및 제2 가이드 레일(265a, 265b)의 경사 구간(G2)으로 이동하면, 이동부(230)에 힌지 연결된 아암(240)은 하향 경사지게 배치될 수 있다. 이 상태에서, 프로세서(140)는 헤드부(243)가 상향 틸팅되도록 틸팅 장치(8000)를 제어한다(도 10 참조).
이 상태에서, 프로세서(140)는 장애물 제거 장치(200)를 우측으로 소정 각도 회전시켜 장애물(400)을 아암(240)으로 밀어서 로봇 청소기(100)의 주행 경로 상으로부터 다른 위치(예를 들면, 로봇 청소기(100)의 주행을 방해하지 않는 위치)로 옮길 수 있도록 회전 장치(4200)를 제어한다(도 17의 (d)참조).
프로세서(140)는 아암 장치(4100)를 소정 거리 후진하도록 슬라이딩 장치(6000)를 제어한다. 프로세서(140)는 아암 장치(4100)가 초기 위치로 이동하도록 회전 장치(4200)를 제어한 후, 장애물(400)이 치워진 주행 경로를 따라 이동하도록 주행 장치(110)을 제어한다(도 17의 (e)참조)
한편, 로봇 청소기(100)는 장애물(400)을 들어 옮기거나 밀어서 옮기는 모션을 실행할 때, 장애물(400)의 무게로 인해 장애물(400)을 주행 경로를 벗어난 위치로 옮길 수 없는 돌발 상황이 발생할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(140)는 장애물(400)을 들어 옮기거나 밀어서 옮기는 모션을 실행하도록 회전 구동 모터(220)를 구동시킨 후 엔코더(123, 도 18 참조)로부터 수신된 회전 구동 모터(220)의 동작 신호가 출력 신호와 다르다고 판단하거나 동작 신호를 입력 받지 못하는 경우, 장애물(400)의 무게가 회전 구동 모터(220)의 임계 토크를 초과하는 것으로 판단하고 돌발 상황으로 인식할 수 있다.
프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 장애물(400)을 회피하는 모션을 실행하도록 주행 장치(110)를 제어할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 회전 구동 모터(220)의 작동을 멈춘 후 회전 구동 모터(220)의 회전축을 초기 위치로 리셋(reset) 시킬 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 엔코더(123)를 통해 입력되는 신호에 기초하여 회전 구동 모터(220)의 회전축이 초기 위치로 복귀하지 못하는 것으로 판단하는 경우, 장애물 제거 장치(200)의 출력부(180, 도 18 참조)로 동작 불능 상태를 알리는 경고 메시지 및 경고 사운드를 출력할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(100)는 주행 장치(110), 센서(120), 메모리(130), 프로세서(140) 및 장애물 제거 장치(200)뿐만 아니라, 청소 장치(150), 통신부(160), 입력부(170) 및 출력부(180) 등을 더 포함할 수 있다. 그러나, 이와 같은 구성은 예시적인 것으로서, 본 개시를 실시함에 있어 이와 같은 구성에 더하여 새로운 구성이 추가되거나 일부 구성이 생략될 수 있음을 물론이다. 한편, 도 18을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 18과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
센서(120)는 라이다 센서(121), 카메라(122), 엔코더(123), 3D 센서(124) 및 자이로 센서(125)를 포함할 수 있다.
라이다 센서(121)는 360도 회전하며 레이저를 조사하여, 로봇 청소기(100)와 주변의 물체 사이의 거리를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(140)로 제공할 수 있다.
카메라는 로봇 청소기(100)의 주변을 촬영하여, 로봇 청소기(100)의 주변에 대한 적어도 하나의 장애물 이미지를 획득하고, 획득된 장애물 이미지를 프로세서(140)로 제공할 수 있다. 여기서, 획득된 이미지는 청소 영역 맵핑 시 포함되지 않은 새로운 장애물(예를 들면, 유리제품, 책, 케이블, 인형, 장난감, 애완동물의 분변 등)일 수 있다.
엔코더(123)는 장애물 제거를 위한 모션을 수행할 때 장애물 제거 장치(200)를 좌측 또는 우측으로 회전시키는 회전 구동 모터(220)의 동작 신호를 감지하고 감지된 정보를 프로세서(140)로 제공할 수 있다. 또한, 엔코더(123)는 로봇 청소기(100)의 본체의 좌측 및 우측에 각각 설치된 바퀴의 회전수를 감지하고 감지된 정보를 프로세서(140)로 제공할 수 있다.
3D 센서(124)는 로봇 청소기(100)와 주변의 물체와의 거리를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(140)로 제공할 수 있다.
자이로 센서(125)는 로봇 청소기(100)의 각속도를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(140)로 제공할 수 있다.
청소 장치(150)는 이물질을 흡입할 수 있다. 이를 위해, 청소 장치(150)는 브러시(151), 이물질 수거통(153) 및 흡입 팬 모터(155)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 흡입 장치(2000)는 브러시(151), 이물질 수거통(153) 및 흡입 팬 모터(155)를 포함한다. 구체적으로, 프로세서(140)는 이물질을 수거하기 위한 브러시(151)를 회전시키고 흡입 팬 모터(155)를 통해 흡입력을 발생시켜, 로봇 청소기(100)가 주행하는 피청소면으로부터 이물질을 흡입할 수 있다. 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 청소 영역을 이동하는 동안에 청소 동작을 수행하도록 청소 장치(150)를 제어할 수 있다. 이때, 흡입된 이물질은 이물질 수거통(153)에 수용될 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 청소 장치(150)는 바닥 청소용 걸레를 더 포함할 수도 있다.
통신부(160)는 회로를 포함하며, 외부 장치와의 통신을 수행할 수 있다. 프로세서(140)는 통신부(160)를 통해 연결된 외부 장치로부터 각종 데이터 또는 정보를 수신할 수 있으며, 외부 장치로 각종 데이터 또는 정보를 전송할 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 통신부(160)를 통해 로봇 청소기(100)와 관련된 데이터를 서버로 전송할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)를 제어하기 위한 제어 신호가 통신부(160)를 통해 서버로부터 수신되면, 수신된 제어 신호에 기초하여 로봇 청소기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)가 청소 영역을 주행할 때 수행하는 동작(가령, 벽 청소, 장애물 청소, 청소 툴 동작 여부 등)을 제어할 수 있고, 장애물을 주행 경로 상에서 다른 위치로 이동시키는 모션을 조절할 수 있다.
입력부(170)는 회로를 포함하며, 로봇 청소기(100)에서 지원하는 각종 기능을 설정 또는 선택하기 위한 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 이를 위해, 입력부(170)는 복수의 버튼을 포함할 수 있고, 디스플레이(181)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 입력부(170)를 통해 입력된 사용자 명령에 기초하여 로봇 청소기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)의 입력부(170)를 통해 입력된 로봇 청소기(100)의 온/오프 명령, 로봇 청소기(100)의 기능의 온/오프 명령 등에 기초하여, 로봇 청소기(100)를 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서(140)는 입력부(170)를 통해 사용자 명령에 기초하여 로봇 청소기(100)가 청소 영역을 주행할 때 수행하는 동작(가령, 벽 청소, 장애물 청소, 청소 툴 동작 여부 등)을 제어할 수 있고, 지그재그 모션 시의 간격을 조절할 수도 있다.
출력부(180)는 디스플레이(181) 및 스피커(182)를 포함할 수 있다.
디스플레이(181)는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 이를 위해, 디스플레이(181)는 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 구현될 수 있으며, 입력부(170)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)의 동작과 관련된 정보(예를 들어, 청소 진행 시간, 현재 청소 모드(즉, 흡입 강도), 배터리 정보, 충전 여부, 먼지 통에 먼지가 가득 찼는지 여부, 에러 상태 등의 정보), 장애물 처리 시 돌발 상황을 안내하는 메시지(예를 들면, 장애물의 무게로 인해 장애물을 다른 위치로 치우지 못한 경우)를 디스플레이(181)에 표시할 수 있다.
스피커(182)는 오디오를 출력할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 로봇 청소기(100)의 동작과 관련된 다양한 알림 음 또는 음성 안내 메시지를 스피커(182)를 통해 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 장애물 제거 장치(200)를 이용하여 장애물을 주행 경로 상에서 치울 때 장애물의 무게로 인해 이동하지 않는 경우 돌발 상황임을 알리는 사운드를 출력하도록 스피커(182)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어 "부" 또는 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "부" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(100))를 포함할 수 있다.
상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    주행 장치;
    주행 경로 상의 장애물을 제거하기 위한 장애물 제거 장치;
    청소 영역의 맵과 장애물 카테고리가 저장된 메모리; 및
    상기 로봇 청소기를 상기 청소 영역에서 주행하도록 상기 주행 장치를 제어하는 프로세서;를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 로봇 청소기가 상기 청소 영역을 주행하는 동안, 센서의 의해 검출된 장애물에 대해 상기 장애물 카테고리에 대응하는 모션을 취하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 검출된 장애물이 제1 타입의 장애물인 것으로 식별되면, 흡입력에 의해 상기 제1 타입의 장애물을 파지하여 상기 주행 경로 상에서 제거하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어하고,
    상기 검출된 장애물이 제2 타입의 장애물인 것으로 식별되면, 상기 제2 타입의 장애물을 밀어서 상기 주행 경로 상에서 제거하도록 상기 장애물 제거 장치를 제어하는, 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 장애물의 무게가 상기 장애물 제거 장치의 임계 토크를 초과하는 것에 기초하여, 상기 로봇 청소기가 상기 장애물을 회피하도록 상기 주행 장치를 제어하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 제거 장치는 청소기 본체의 상부에 좌우 회전 가능하게 배치되고, 상기 장애물을 이동시키는 아암 장치를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 아암 장치가 상기 장애물 제거 장치로부터 돌출하도록 상기 아암 장치를 구동하는 제1 모터를 제어하고, 상기 장애물 제거 장치가 좌측 또는 우측 방향으로 회전하도록 상기 장애물 제거 장치를 구동하는 제2 모터를 제어하는 로봇 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장애물 제거 장치는 상기 아암 장치의 헤드부에 흡입력을 제공하는 흡입 장치를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 헤드부로 상기 장애물을 흡입력에 의해 파지하도록 상기 흡입 장치를 제어하는 로봇 청소기.
  6. 로봇 청소기에 있어서,
    개구를 포함하는 본체;
    상기 본체를 이동시키는 주행 장치;
    상기 본체에 마련되어 상기 개구를 통해 이물질을 흡입하는 흡입 팬 모터; 및
    상기 본체의 상부에 마련되어 주행 경로 상에 존재하는 장애물을 치우는 장애물 제거 장치;를 포함하는 로봇 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 장애물 제거 장치는,
    상기 본체에 좌우 방향으로 회전 가능하게 연결된 베이스;
    상기 베이스에 슬라이딩 가능한 아암 장치;
    상기 베이스를 좌우 방향으로 회전시키는 회전 장치;
    상기 아암 장치를 직선 방향으로 이동시키는 슬라이딩 장치; 및
    상기 아암 장치에 흡입력을 제공하는 제2 흡입 장치;를 포함하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아암 장치는,
    상기 베이스의 상면을 따라 이동하는 이동부;
    상기 이동부에 힌지 연결되고 선단에 헤드부가 마련된 아암;
    상기 헤드부를 상하 방향으로 틸팅시키는 틸팅 장치; 및
    상기 아암은 상기 틸팅 장치의 작동에 따라 상기 헤드부를 상측 또는 하측으로 틸팅 시키기 위한 벤딩부를 포함하는 로봇 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 틸팅 장치는,
    모터;
    상기 모터의 구동 방향에 따라 정회전 또는 역회전 구동하는 틸팅 벨트;
    상기 틸팅 벨트에 연결되고 상기 틸팅 벨트의 정회전 또는 역회전 구동 시 서로 반대 방향으로 이동하는 제1 가동 부재 및 제2 가동 부재;
    제1 단이 상기 제1 가동 부재에 연결되고 제2 단이 상기 헤드부에 연결된 제1 와이어; 및
    제1 단이 상기 제2 슬라이더에 연결되고 제2 단이 상기 헤드부에 연결된 제2 와이어;를 포함하는 로봇 청소기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 아암의 벤딩부는 체인 방식으로 연결된 다수의 연결 부재를 포함하는 로봇 청소기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 아암의 내측을 따라 배치된 흡입관을 통해 진공흡입펌프와 연결되고,
    상기 장애물 제거 장치는 상기 흡입관과 상기 진공흡입펌프 사이에 배치된 이물질 수거통을 더 포함하는 로봇 청소기.
  12. 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    맵에 포함된 청소 영역을 주행하는 동안, 센서를 통해 획득된 정보에 기초하여 상기 청소 영역의 주행 경로 상에 있는 장애물의 타입을 식별하는 단계; 및
    장애물의 타입에 따라 상기 장애물을 상기 주행 경로에서 벗어난 위치에 이동하도록 장애물 제거 장치를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 장애물 타입을 식별하는 단계는,
    획득된 이미지를 메모리에 저장되어 있는 장애물 카테고리에 포함된 장애물들과 비교하여 장애물 타입을 결정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 장애물 제거 장치를 제어하는 단계는,
    장애물 타입에 따른 흡입력에 의해 장애물을 흡착하여 상기 주행 경로 상에서 제거하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 장애물 제거 장치를 제어하는 단계는,
    장애물 타입에 따라, 장애물을 상기 주행 경로 상에서 제거하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 장애물의 무게가 상기 장애물 제거 장치의 임계 토크를 초과하는 것에 기초하여, 상기 장애물을 회피하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
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