KR930000081B1 - 청소기의 자동 청소방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

청소기의 자동 청소방법
제1도의 (a)는 본 발명에 따른 청소기의 개략적인 정면도. (b)는 본 발명에 따른 청소기의 개략적인 평면도. (c)는 본 발명에 따른 청소기의 개략적인 측면도.
제2도는 본 발명 방법의 전체 동작과정 설명을 위한 플로우챠트.
제3도는 제2도에서 청소영역 학습과정의 설명을 위한 플로우챠트.
제4도는 제2도에서 좌표 산출과정의 설명을 위한 플로우챠트.
제5도는 제2도에서 청소블록 판별과정의 설명을 위한 플로우챠트.
제6도는 제2도에서 청소 진행과정의 설명을 위한 플로우챠트.
제7도의 (a)는 제3도에 따른 청소기의 주행경로와 청소영역의 평면도. (b)는 제3도에 따른 변수의 설명을 위한 도표. (c)는 제3도에 따른 학습결과의 도표.
제8도의 (a)는 제4도에 따른 청소영역의 좌표 평면도. (b)는 제4도에 따른 변수의 설명을 위한 도표. (c), (d)는 제4도에 따른 산출결과의 도표.
제9도의 (a)는 제5도에 따른 청소영역의 블록평면도. (b)는 제5도에 따른 변수의 설명을 위한 도표. (c)는 제5도에 따른 판별결과의 도표. (d)는 제5도에 따른 청소영역의 다른 실시예에 의한 블록 평면도. (e)는 제5도에 따른 청소영역의 다른 실시예에 의한 판별결과의 도표.
제10도는 제6도에 따른 청소기의 주행궤적 및 청소영역의 평면도.
제11도는 종래의 방법에 따른 청소기 제어장치의 블록구성도.
제12도는 종래의 방법에 따른 청소기의 개략적인 평면구성도.
제13도는 종래 방법의 동작과정 설명을 위한 플로우챠트.
제14도는 종래의 방법에 따른 청소기의 주행궤적 및 청소영역의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 청소기본체 3 : 장애물 센서
4, 5, 5' : 바퀴 6 : 먼지흡입기
7 : 집진실 8 : 스위퍼모터
10,10' : 바퀴모터 11,11' : 거리센서
12 : 제어장치 13,14 : 전원장치
본 발명은 청소기의 자동주행 청소방법에 관한 것으로 특히, 사용자가 리모콘을 사용하여 청소기를 청소 할 영역의 외곽을 따라 주행시켜 청소영역을 지정하면 청소기가 청소영역의 외곽선을 이루는 경로들의 구간별 길이 및 방향을 기억한 데이타에 의하여 지정된 청소영역을 다수개의 청소블록으로 분할한후 소정의 폭만큼 중첩시키면서 차례로 청소블록을 청소하여 지정된 청소영역을 자동적으로 청소할 수 있도록한 청소기의 자동주행 청소방법에 관한 것이다.
종래 자동주행 청소기의 구성은 제11도 및 제12도에서와 같이 청소기(30)의 주행제어를 위한 제어회로(31)와, 단위 주행거리마다 2차원 좌표(X-Y좌표) 상에서의 청소기(30) 위치를 식별하는 위치식별회로(32)와, 청소기(30)의 전원 온, 오프, 주행모드의 절환, 청소 시작위치의 설정, 제반센서의 감도조정을 위한 조작부(33)와, 청소기(30)의 원격제어를 위한 리모콘 송신기(34) 및 수신기(35)와, 청소기(30)의 몸체 앞쪽 및 좌, 우측에 설치된 바퀴(36, 37, 37')를 가역적으로 구동시키는 서보모터 또는 스텝핑 모터를 사용한 바퀴모터(38, 38')와, 청소기(30)전면 양측에 설치된 먼지흡입기(39)를 구동하는 스위퍼모터(40)와, 제반모터의 구동을 위한 모터구동부(41)와, 청소기(30)의 주행시 전, 후, 좌, 우측에서 초음파를 송, 수신하여 장애물의 유, 무 및 장애물까지의 거리를 감지하는 장애물센서(42)와, 청소기(30)의 외곽에 설치된 범퍼 (43)가 장애물과 접촉하는 경우 이를 감지하는 접촉센서(44)와, 감지된 신호를 증폭하여 제어회로(31)에 공급하는 증폭기(53)로 구성된다.
또한 상기 위치식별회로(32)에는 청소기(30)의 주행거리 예를들면 바퀴(36, 37, 37')의 회전수에 비례한 펄스를 출력하는 거리센서(45)와, 청소기(30)의 주행방향의 변화를 검출하는 가스레이트자이로등으로 된 방향센서(46)가 구성되고 상기 제어회로(31)에는 장치전체를 제어하는 CPU(47)와, 데이타의 입, 출력을 위한 다수개의 입, 출력회로(48)와, 프로그램 또는 청소 및 주행에 관련된 데이타가 기억되는 ROM(49) 및 RAM(50)과, 제어회로(31) 동작을 위한 클럭발생기(51)와, 인터럽트 제어를 위한 인터럽트 제어기(52)가 구성된다.
이와같이 구성된 종래 청소기의 동작은 제13도에서와 같이 종래의 청소방법에 따른 동작과정을 수행하여 청소를 행하게 되는데 이 과정을 설명하면 다음과 같다.
제14도에서와 같이 중앙에 장애물(53)이 위치한 청소영역을 S지점으로부터 청소시키고자 하는 경우 사용자는 조작부(33)를 조작하여 학습주행 모드로 설정한 상태에서 리모콘 송신기(34) 및 리모콘 수신기(35)를 이용하여 청소기(30)를 S지점으로 이동시키고 조작부(33)의 셋트버튼을 조작하면 S지점의 좌표(x0, y0) 및 진행방향의 기준각도(θ0)가 각각 설정된다.
이어서 리모콘 송신기(34)를 이용하여 청소영역의 외곽경로(점선으로 표시된 경로)를 따라 청소기(30)를 주행시키면 CPU(47)는 위치식별회로(32)에 의하여 검출되는 현재위치(X, Y좌표) 및 진행방향의 각도(θ)를 RAM(50)에 기억시키고 학습경로의 주행이 완료되면 모든 청소영역의 이동경계가 2차원 좌표상에서의 X축과 Y축에 대응하여 단위거리(청소기(30)의 폭)마다 분할시킨 n개의 블록(일정 간격으로 나누어진 정사각형)으로 청소영역을 구분하고 n개의 각 청소블록을 RAM(50) 내부의 지도 (Ma p)에 기억시킨다.
이어서 조작부(33)를 조작하여 A지점에 위치한 청소기(30)를 무인 주행모드로 전환시키면 제어회로(31)의 제어에 따른 모터구동부(41)의 동작에 의하여 바퀴모터 (38, 38')가 구동되어 청소기(30)가 주행되면서 동시에 스위퍼모터(40)가 구동되어 먼지흡입기(39)에 의한 청소가 행하여진다.
즉, A지점으로부터 세로 방향으로 첫번째 열의 각 블록위를 주행하면서 통과한 블록을 RAM(50)에 기억시킴과 동시에 통과한 블록수만큼 RAM(50)에 기억된 주행가능블록(청소영역)을 소거하고 위치식별회로(32)에 의하여 청소기(30)의 위치와 청소영역의 경계를 판별하면서 좌, 우측의 장애물 유, 무를 검출하고 방향을 반전하면서 다음열의 블록위를 순차적으로 주행하여 청소를 한다.
F지점에서 장애물(53)이 감지되면 F지점부터 청소기(30)를 미 주행열의 블록을 청소하는 방향으로 반전시키고 동시에 장애물(53)이 감지한 블록(장애물(53)에 의하여 청소할 수 없는 블록)을 RAM(50)에 기억시키면서 장애물(53)과 청소영역의 경계사이를 왕복 주행하여 청소하고 이어서 전방에 장애물이 감지되지 않으면 B지점까지 직진 수행한다.
이 경우에 청소기(30)가 장애물(53)을 경과한 위치에서 우측으로 청소할 블록이 존재하는 것이 장애물센서(42) 및 위치식별회로(32)에 의하여 식별되므로 B지점의 좌표를 RAM(50)에 기억시킨후 C지점까지 주행하여 청소를 하고 이어서 D지점으로 복귀한후 나머지 청소할 블록을 주행하여 G지점에서 청소를 종료한다.
그러나, 이와같이 청소하도록 하는 종래의 청소기 자동주행 청소방법은 청소영역의 학습후 청소영역이 지정되면 단위거리(청소기(30)의 폭)의 간격으로 X축, Y축으로 분할하여 구한 정사각형 청소블록의 지도위에 n개의 블록을 대응시키고 그 블록의 수만큼의 기억장소에 청소영역이 지정된 상태에서 청소기(30)의 주행시의 위치에 해당되는 블록의 기억장소에 재차 청소 완료임을 지정하기 때문에 n개의 블록당 n개의 기억장소가 필요하여 메모리 용량이 증가하는 문제점이 있었다.
또한 청소영역의 넓이에 비례하여 블록의 수가 증가되므로 메모리 용량이 한정됨에 따른 청소가능영역의 최대넓이에 제한을 받게 되는 문제점이 있었다.
또한 청소영역의 가로, 세로길이를 단위거리로 분할하였을 경우 분할하고 남게 되는 부분 예를들어 제14도에서 가로×세로=13×13개의 블록으로 분할하고 남게 되는 부분(우측 및 하측의 빗금친부분 : 54)은 청소가 되지 않고 누락되는 문제점이 있었다.
또한 각 블록의 경계를 이루는 개소의 청소상태가 불량해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 청소영역의 외곽을 이루는 각 경로들의 길이 및 방향을 기억하며 청소영역의 지정이 이루어지고 지정된 청소영역의 직진 주행거리 및 방향데이타로부터 청소 블록의 좌표를 산출하여 청소블록의 판별이 이루어지고 판별된 청소블록에 따른 전체 청소영역의 가로길이로부터 청소기의 왕복주행시 소정의 폭만큼 중첩시키면서 청소를 행하여 메모리 용량의 제약없이 최대 청소가능 영역의 넓이를 구할 수 있고 이에따라 청소가능 넓이는 메모리 용량에 의하여 제한을 받지 않도록 하며 중첩청소에 의하여 청소가 안되는 부분없이 청소효율을 최대화시킬 수 있도록한 청소기의 자동주행 청소 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 방법 및 본 발명 방법에 따른 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명 방법에 따른 청소기의 구성은 제1도의 (a), (b), (c)에서와 같이 청소기본체(1)의 외곽사방에는 범퍼(2)가 설치되고 상기 범퍼(2)의 전면에는 초음파를 송, 수신하여 장애물을 식별하는 장애물센서(3)가 다수개 설치된다.
또한 청소기본체(1)의 바닥에는 앞바퀴(4)와 좌, 우 뒷바퀴(5, 5')가 설치됨과 동시에 바닥 앞쪽으로 구성된 먼지흡입기(6)와 집진실(7) 및 집진을 위한 스위퍼모터 (8)가 설치되고 상기 좌, 우 뒷바퀴(5, 5')에는 감속기어로 구성된 감속장치 (9, 9')가 연결됨과 동시에 바퀴구동을 위한 바퀴모터(10, 10')와 바퀴구동에 따른 주행거리를 검출하는 거리센서(11,1')가 연결된다. 또한 청소기본체(1)에는 본 발명 방법 수행을 위한 제어장치(12)가 설치되고 상기 제어장치(12)의 구성은 종래의 청소기 제어장치 (제11도 참조) 구성과 동일하고 상기 스위퍼모터(8)와 바퀴모터(10,10') 및 제어장치 (12)에 각각 전원을 공급하는 전원공급장치(13, 14)가 청소기본체(1)내에 설치된 구성이다.
이와같이 구성된 본 발명 방법에 따른 청소기에 의하여 수행되는 본 발명 방법은 제2도에서와 같이 초기에 청소영역의 지정을 위한 청소기의 청소영역 외곽경로(i)의 주행을 시작하는 지점으로부터 종료지점까지 직진주행을 하면서 리모콘 송신기로부터 90°좌회전 또는 90°우회전신호가 입력되면 그 신호에 따라 90°좌회전 또는 90°우회전을 행하고 회전하기전까지 주행한 직진주행거리[PL(i)] 및 회전후의 청소기방향 [PD(i)]을 구하여 청소영역의 외곽을 이루는 각 경로의 길이[PL(i)] 및 방향[PD(i)]과 경로들의 총갯수(mi)를 RAM에 저장하는 청소영역 학습과정과 ; 각 경로의 길이 [P L(i)] 및 방향[PD(i)] 데이타로부터 90°회전한 지점을 교차지점으로 하고 X, Y축에 평행한 직선들의 위치를 구하여 그 직선들에 의하여 청소영역을 분할하는 청소블록[B (i,j)]들의 위치 및 크기를 결정하는 좌표[x(k), y(j)], 블록 세로분할선의 총갯수 (mk ), 블록 가로분할선의 총갯수(mj)를 구하는 좌표 산출과정과 ; 청소블록[B(i,j)]들의 좌표[x(k), Y(j)]에 따라 청소기의 직진 주행방향에 대하여 하단이 청소영역 외곽경로를 이루는 청소블록[S(j)(L)]으로부터 상단이 청소영역 외곽경로를 이루는 청소블록 [E(j)(L)]까지 연속된 청소블록들을 한개의 통합된 청소영역으로 구분하고 그 청소시작블록[S(j)(L)]과 청소종료블록[E(j)(L)]을 구하는 청소블록 판별과정과 ; 연속된 청소블록들로 이루어진 통합된 청소영역의 가로길이(H)를 임의의 짝수(n)로 나누어 청소기의 폭(W)보다 작아지는 최소의 n값을 구하고 이어서 중첩값(x)=(W-H/n)을 산출한 x값만큼 중첩시키면서 직진주행 및 반전을 반복하여 청소하는 과정을 모든 통합된 청소영역에 대하여 순차적으로 수행하는 청소진행 과정으로 이루어진다.
이와같이 이루어진 본 발명 방법의 작용효과를 각 단계별로 제3도 내지 제10도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 청소영역 학습과정은 제3도 및 제7도의 (a),(b),(c)에서와 같이 청소기를 원격제어하여 청소할 영역의 출발지점에 위치시키고 학습모드로 설정한 상태에서 주행을 개시시키면 제1도에서와 같이 제어장치(12) 및 바퀴모터(10, 10')에 의하여 청소기가 주행됨과 동시에 거리센서(11,11')에 의하여 그 주행거리가 검출되어 제어장치 (1 2)에 입력된다. 여기서 제어장치(12)의 동작은 종래의 제11도 회로동작에 따른다.
즉, 제3도에서와 같이 청소영역의 지정이 시작되면 청소영역의 첫번째 외곽경로 (i=1)와 그 경로의 방향[PD(i)]을 각각 i=1, PD(i)=0(직진)으로 초기조건이 설정되고 이어서 소정거리(20) 직진주행을 하다가 90°좌회전 신호가 입려되면 거리센서 (11,11')로 검출된 첫번째 경로의 직진거리(20)를 RAM에 저장하고 [PL(1)=20] 이어서 i값을 +1증가시킨 다음 PD(2)=PD(2-1)-1=-1을 산출한 값을 (-1)과 비교한다.
이 경우에 비교결과는 동일하므로 두번째 경로(i=2)의 방향[PD(2)]은 “3”(좌회전)으로 치환하여 PD(2)=3(좌회전)으로 설정하고 90°좌회전을 행하여 직진 주행한다.
이어서 두번째 경로(i=2)를 소정거리(15) 직진 주행을 하다가 90°우회전 신호가 입력되면 거리센서(11,11')로 검출된 두번째 경로의 직진거리(15)를 RAM에 저장하고 [PL(2)=15] 이어서 i값을 +1증가시킨 다음 PD(3)=PD(3-1)+1=4를 산출한 값을 (4)와 비교한다.
이경우에 비교결과는 동일하므로 세번째 경로(i=3)의 방향[PD(3)]은 출발지점에서의 방향을 기준으로 “0”(직진)으로 치환하여 PD(3)=0(직진)으로 설정하고 90°우회전을 행하여 직진 주행한다.
이어서 세번째 경로(i=3)를 소정거리(30)진직 주행하다가 90°우회전 신호가 입력되면 거리센서(11, 11')로 검출된 세번째 경로의 직진거리(30)를 RAM에 저장하고 [PL(3)=30] 이어서 i값을 +1증가시킨 다음 PD(4)=PD(3)+1=1를 산출한 값을(4)와 비교한다. 이 경우에 비교결과는 동일하지 않으므로 “0”(직진)으로 치환하지 않으며 PD(4)=1(우회전)으로 설정하고 90°우회전을 행하여 직진 주행한다.
상기한 과정전체를 모든 경로(i=1,2,…,8)에 대하여 수행하면 각 경로의 방향[PD(i)]과 그 경로의 길이[PL(i)]가 구하여지고 (제7도의 (c)참조) 이어서 제7도 (a)에서와 같이 청소기가 종료지점에 도달하여 사용자가 청소영역지정 완료신호를 제어장치(12)에 입력하면 각 경로의 총갯수(mi)를 mi=i-1계산에 의하여 구하고 청소영역 학습과정을 종료한다.
이어서 제4도 및 제8도의 (a) 내지 (d)에서와 같이 좌표 산출과정을 수행한다.
즉, 제8도의 (a)에서와 같이 가로, 세로로 분할된 블록들의 k번째 세로분할선의 x좌표[x(k)], j번째 가로분할선의 y좌표[y(j)]에 대하여 x(k)=0, y(i)=0, i=1, j=0, k=0으로 초기조건을 설정하고 첫번째 경로(i=1)의 방향[PD(1)]을 판별하여 PD(1) =0(직진)이므로 j값을 +1증가시키고 이어서 y(1)=y(1-1)+PL(1)=20을 산출한 다음 현재의 경로(i=1)와 총경로수(mi=8)를 비교하여 동일하지 않으면 i값을 +1증가시키고 두번째 경로(i=2)의 방향[PD(2)]을 판별한다.
이 경우에 PD(2)=3(좌회전)이므로 k값을 +1증가시키고 x(1)=x(1-1)-PL(2)=-15를 산출한 다음 현재의 경로(i=2)과 총경로수(mi=8)를 비교하는 단계부터 i=8이 될때까지 상기 과정 전체를 재 수행한다.
여기서, i번째 경로의 방향[PD(i)]판별 단계에서 PD(i)=1(우회전)인 경우에는 K값을 +1증가시키고 x(k)=x(k-1)+PL(i)산출한 다음 i=mi 비교단계로 이행되고, PD(i)=2(반전)인 경우에는 j값을 +1증가시키고 y(j)=y(j-1)-PL(i)산출한 다음 i=mi 비교단계로 이행되므로 8개의 모든 경로에 대하여 좌표 산출과정의 전 과정을 수행하고 종료하게 되면 가로 및 세로분할선의 y 및 x좌표는 1차적으로 제8도의 (c)에서와 같이 구해지고 청소영역을 구분하는 블록의 가로 분할선의 총갯수(mj)=4, 세로분할선의 총갯수(mk)=4 가 된다.
이어서 제8도의 (c)에서와 같이 구하여진 좌표값을 그 값이 작은 순위로 분류하면 제8도의 (d)에서와 같이 분류하여 가로분할선과 세로분할선의 교차지점의 좌표가 구하여진다.
즉, 예를들어 제8도의 (a)에서 A지점의 좌표는 첫번째 세로분할선(-14…55축)의 x좌표인 x(1)=-15이고 첫번째 가로분할선(0…50축)의 y좌표인 y(1)=0이므로 A지점의 좌표는 A(-15, 0)이다.
또한 다른예로 B지점의 좌표는 두번째 세로분할선의 x좌표인 x(2)=0이고 두번째 가로분할선의 y좌표인 y(2)=20이므로 B지점의 좌표는 B(0, 20)이다. 마찬가지로 C지점의 좌표는 (35, 30), D지점의 좌표는 D(55, 50)과 같이 가로, 세로분할선 교차지점의 좌표가 구하여진다.
이와같이 청소영역을 분할하는 좌표에 따라 제8도 (a)의 청소영역은 모두 9개의 블록중에서 7개의 청소가능 블록으로 구분된다. 이어서 제5도 및 제9도의 (a) 내지 (e)에서와 같이 청소블록 판별과정을 수행한다.
즉, 제9도의 (a)에서와 같이 상기 좌표 산출과정에서 구한 좌표에 따른 i번째행 j번째 열로 구분지어지는 9개의 청소블록[B(i,j)]으로부터 그 블록의 j번째열 L번째층 (Layer)의 청소영역을 1개의 통합된 청소영역으로 구획지은 경우 제9도의 (b),(c)에서와 같이 청소시작 블록의 행수[S(j)(L)] 및 청소종료블록의 행수[E(j)(L)]를 구한다.
예를들면 L=1, j=2번째 열의 청소블록인 B(1, 2), B(2, 2), B(3, 2)을 1개의 통합된 청소영역으로 구획지은 경우 그 영역에서 청소를 시작할 블록은 첫번째 행에 위치한 블록[B(1, 2)]이고 청소를 종료할 블록은 세번째행에 위치한 블록[B(3, 2)]이므로 청소시작블록의 행수[S(2)(1)=1, 청소 종료블록의 행수[E(2)(1)]=3이다.
이와같이 청소시작 및 종료블록의 행수를 구하는 과정을 모든 청소블록[B(i, j)]에 대하여 수행한다.
즉, 제5도에서와 같이 청소영역의 총수(L) 및 최대층수(ML)에 대하여 i=1, j=1, L=0, ML=1로 초기조건을 설정하고 첫번째행 첫번째열의 청소블록[B(1, 1)]의 하단이 상기 청소영역 학습과정에서 구한 청소영역 지정 경로인지의 여부를 판별한다.
B(1, 1)은 그 하단이 청소영역 지정경로가 아니므로 i 값을 +1증가시키고 이어서 가로분할선의 총갯수(mj=4)와 같이 비교하여 imj가 아니므로 두번째행 첫번째열의 청소블록[B(2, 1)]의 하단이 청소영역 지정 경로인가를 판별한다.
B(2, 1)의 하단은 청소영역 지정 경로이므로 L값을 +1증가시키고 L〉ML 비교 단계에서 L(=1)〉ML(=1)가 아니므로 첫번째열 첫번째층의 청소시작블록[B(2, 1)]의 행수는 [S(1)(1)]=2가 된다.
이어서 B(2, 1)의 청소영역 지정 경로인가를 판별하여 청소영역 지정경로가 아니므로 i값을 +1증가시킨 다음 블록 즉 세번째행 첫번째열의 청소블록[B(3, 1)]의 상단이 청소영역 지정 경로인가를 판별한다.
B(3, 1)의 상단은 청소영역 지정 경로이므로 첫번째열 첫번째층의 청소종료블록[B(3, 1)]의 행수는 E(1)(1)=3이 된다.
이어서 i값을 +2증가시키고 imk(세로분할선의 총갯수=4) 비교 단계에서 i(=5)mk(4)이므로 j값을 +1증가시켜서 두번째열(j=2)에 대하여 i=1, L=0으로 초기조건이 설정된 상태에서 j=mk가 될때까지 상기 청소블록[B(i,j)]하단이 청소영역 지정 경로인가를 판별하는 단계부터 재 수행하면 제9도의 (c)에서와 같이 첫번째열의 청소블록[B(2, 1), B(3, 1)]을 1개의 통합된 청소영역으로 구획지은 경우의 청소시작 및 종료블록 행수[S(1)(1)=2, E(1)(1)=3]가 구해지고 또한 두번째열의 청소블록 [B(1, 2), B(2, 2), B(3, 2)]을 1개의 통합된 청소영역으로 구획지은 경우의 청소시작 및 종료블록 행수[S(2)(1)]=1, [E(2)(1)]=3이 구해지고 또한 세번째열의 청소블록 [B(1,3), B(2,3)]을 1개의 통합된 청소영역으로 구획지은 경우의 청소시작 및 종료블록의 행수[S(3)(1)]=1, [E(3)(1)]=2가 구해진다.
상기 청소블록 판별과정에서 제9도의 (a)에서와 같은 청소영역인 경우에는 청소할 층수가 “1”개 층밖에 없지만 다른 실시예로 제9도의 (d)에서와 같이 청소영역인 경우에는 첫번째 열의 두분째 행을 이루는 청소블록[B(2, 1)]에 의하여 첫번째 열의 청소영역은 하측의 청소블록[B(1, 1)]으로 이루어진 층 1개와 상측의 청소블럭[B(3, 1) 및 B(4, 1)]으로 이루어진 층 1개로 구분되어 모두 2개의 청소층이 발생된다.
이 경우에는 제5도에서 ML=2가 되므로 그 결과는 제9도의 (e)에서와 같이 청소시작 블록은 B(1, 1), B(3, 1), B(1, 2), B(1, 3)가 되고 청소종료 블록은 B(1, 1), B(4, 1), B(4, 2), B(3, 3)이 된다. 본 청소블록 판별과정에서 구한 각 청소블록 열의 행수로부터 청소기가 청소를 시작하고 종료할 블록이 결정된다.
즉, 제9도의 (c)에서와 같은 결과에 따라 첫번째 열의 청소시작 블록은 S(1) (1)=2이므로, 두번째 행에 위치하는 블록[B(2, 1)]이 되고 두번째 열의 청소시작 블록은 S(2)(1)=1이므로 첫번째 행에 위치하는 블록[B(1,2)]이 되며 세번째 열의 청소시작 블록은 S(3)(1)=1이므로 첫번째 행에 위치하는 블록[B(1,3)]이 된다.
마찬가지로 첫번째, 두번째, 세번째 열의 청소종료 블록은 E(1)(1)=3, E(2) (1)=3, E(3)(1)=2로 부터 각각 세번째 행과 두번째 행에 위치하는 블록[B(3, 1), B (3, 2), B(2, 3)]이 된다. 이어서 제6도 및 제10도에서와 같이 청소진행 과정을 수행한다.
즉, 제6도에서와 같이 i=0, j=1, L=1로 초기조건을 설정하고 이어서 첫번째로 청소할 영역의 청소시작블록 [B(2, 1)]의 초기 위치인 블록[B(2, 1)]의 좌측 하단으로 청소기가 제10도에서와 같이 출발 지점으로부터 주행하여 이동한다.
여기서 청소시작 블록인 B[S(j)(L), j]=B[S(1)(1), 1]=B(2, 1)로 구하고 청소종료 블록인 B[E(j)(L), j]=B(3, 1)로 구한다.
이어서 청소시작 블록[B(2, 1)]과 청소종료 블럭[B(3, 1)]을 통합된 1개의 청소영역으로 구획지은 경우 그 영역의 가로길이(H) 및 세로길이(V)을 구한다.
이 경우에 가로 및 세로길이(H, V)는 상기 제3도 청소영역 학습과정에서 구한 외곽경로의 길이에 의하여 H=15, V=30이 된다.
이어서 가로길이(H)를 임의의 짝수(n)로 나눗셈하여 청소기의 폭(W)보다 작아지는 최소의 n값을 구하고 중첩시켜 청소할 값(x)을 x=(W-H/n)으로 산출하여 세로길이(v)만큼 청소기를 직진시킨 다음 x값 만큼 중첩시키면서 180°우회전하여 방향을 반전하고 이어서 세로길이(V)만큼 청소기를 직진시킨 다음 x값만큼 중첩시키면서 180°좌회전하여 방향을 반전하고 i값을 +2증가시킨 후 i=n이 될때까지 중첩시켜 청소하는 과정을 반복한다.
i=n이 되면 청소블록[B(2, 1) 및 B(3, 1)]의 청소가 완료된 것이므로 j값을 +1 증가시키고 j=mk 비교 단계에서 j(=2)mk(=4)이므로 i=0으로 설정하고 두번째 열의 청소블록[B(1, 2), B(2, 2), B(3, 2)]에 대하여 B[S(j)(L),j]의 초기위치로 청소기를 이동시키는 단계부터 j=mk가 될때까지 반복하여 나머지 청소블록[B(1, 2),B(2, 2),B(3, 2),B(1, 3),B(2, 3)]의 청소를 수행하고 j=mk가 되면 L=ML 비교단계에서 L(=1)=ML(=1)이므로 청소를 종료하고 본 발명 방법의 모든 과정을 종료한다.
그러나, 제9도의 (d) 및 (e)에서와 같이 ML=2인 경우의 청소영역에 대하여는 상기 과정중 L=ML 비교단계에서 LML이므로 L값을 +1증가시키고 이어서 j=1로 설정한 상태에서 B[S(j)(L), j]의 초기 위치로 청소기를 이동시키는 단계부터 L=ML이 될때가지 반복 수행하여 2개 층으로 구분된 블록[B(1, 1), B(3, 1), B(4, 1)]의 청소를 행한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 청소영역의 외곽을 이루는 경로들의 길이 및 방향을 기억하여 청소영역이 지정되고 그 지정된 데이타에 의하여 주행청소가 행하여지므로 청소가능 넓이는 기억용량에 의하여 제한을 받지 않고 따라서 광범위한 청소영역에 대한 청소가 가능하며 청소영역의 각 경계에서 중첩시키면서 청소를 하여 효율적이고 정확한 청소가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 청소영역의 외곽경로 주행을 시작하는 지점으로부터 종료지점가지 직진주행을 하면서 방향 전환하기 전까지 주행한 직진거리 및 방향 전환후의 청소기 방향을 구하여 청소영역의 외곽을 이루는 각 경로의 길이 및 방향을 기억장소에 지정하는 청소영역 학습과정과 ; 상기 청소영역 학습과정에서 방향을 전환한 지점을 교차지점으로 하는 X, Y축에 평행한 직선들의 위치를 구하고 이어서 그 직선들에 의하여 분할되는 청소블록들의 위치 및 크기를 결정하는 좌표를 구하는 좌표 산출과정과 ; 상기 좌표 산출과정에서 구한 청소블록들의 좌표에 따라 청소기의 직진주행 방향에 대하여 하단이 청소영역 외곽경로를 이루는 청소블록으로부터 상단이 청소영역 외곽경로를 이루는 청소블록까지 연속된 청소블록들을 한개의 통합된 청소영역으로 구분하고 그 청소시작 블록과 청소종료 블록을 구하는 청소블록 판별과정과 ; 상기 청소블록 판별과정에서 구한 연속된 청소블록들로 이루어진 통합된 청소영역의 가로길이(H)를 임의의 짝수(n)로 나누어 청소기의 폭(W)보다 작아지는 최소의 n값을 구하고 이어서 중첩하여 청소할 중첩값(x )=(W-H/n)을 산출한 x값 만큼 중첩시키면서 직진주행 및 반전을 반복하여 청소하는 과정을 모든 통합된 청소영역에 대하여 순차적으로 수행하는 청소진행 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청소기의 자동 청소방법.
  2. 제1항에 있어서, 청소영역 학습과정은, 청소기를 청소할 영역의 출발지점에 위치시키고 주행을 개시시켜 청소영역의 지정이 시작되면 초기위치에 대한 청소영역의 외곽경로와 그 경로의 방향을 기억하는 제 1 과정과, 이어서 상기 제 1 과정에서 초기위치로부터 소정거리 직진주행을 하면서 방향전환 여부를 판별하는 제 2 과정과, 상기 제 1 과정의 판별결과 방향이 전환되면 현재 경로의 직진거리를 저장하고 이어서 다음 경로로 방향 전환하여 전환 방향을 기억한 후 직진주행하는 제 3 과정과, 상기 제 2 및 제 3 과정을 청소주행의 종료지점까지 반복하여 청소기가 종료지점에 도달하면 청소영역의 외곽 테두리를 구성하는 경로의 총갯수를 구하고 종료하는 제 4 과정으로 이루어진 청소기의 지동 청소방법.
  3. 제1항에 있어서, 좌표 산출과정은, 청소영역의 외곽 테두리를 구성하는 각 경로의 방향을 차례로 판별하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 판별된 방향 각각에서 방향 전환 지점을 기준으로 분할된 블록들의 세로분할선의 x좌표와 가로분할선의 y좌표를 모든 외곽경로에 대하여 산출하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정의 x 및 y좌표 산출결과로부터 청소영역을 구분하는 블록들의 가로분할선의 총갯수, 세로분할선의 총갯수를 구한후 구하여진 좌표값으로부터 가로분할선과 세로분할선의 교차지점의 좌표를 구하는 제 3 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  4. 제1항에 있어서, 청소블록 판별과정은, 청소영역의 총수(L) 및 최대층수(ML)에 대하여 초기위치에 대한 조건을 설정하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정의 초기 조건으로부터 청소블록의 행값을 증가시키면서 청소블록의 가로행과 세로열의 청소블록 하단이 청소영역 지정경로인지의 여부를 판별하여 청소시작 블록의 행수를 구하고 이어서 청소블록의 행값을 증가시키면서 청소블록의 가로행과 세로열의 청소블록 상단이 청소영역 지정경로인가를 판별하여 청소종료 블록의 행수를 구하는 제 2 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  5. 제1항에 있어서, 청소진행 과정은, 구해 놓은 청소블록 중에서 첫번째로 청소할 영역의 청소시작 블록으로 청소기가 이동한 후 청소시작 블록과 청소종료 블록을 통합된 1개의 청소영역으로 구획지은 경우 가로 및 세로길이(H.V)를 구하는 제 1 과정과, 이어서 상기 제 1 과정에서 구한 가로길이(H)를 임의의 짝수(n)로 나누어 청소기의 폭(W)보다 작아지는 최소의 짝수(n)를 구하는 제 2 과정과, 이어서 상기 제 2 과정에서 구한값(n)을 이용해 청소기의 폭으로부터 중첩시켜 청소할 값(x)을 산출된 소정값만큼 중첩시키면서 방향을 반전하면서 모든 청소영역을 청소하는 제 3 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  6. 제2항에 있어서, 청소영역 학습 제 1과정은, 청소기를 청소할 영역의 출발지점에 위치시키고 학습모드로 설정한 상태에서 주행을 개시시켜 청소영역의 지정이 시작되면 청소영역의 첫번째 외곽경로(i=1)와 그 경로의 방향[PD(i)]을 각각 첫번째 경로(i=1), 직진(PD(i)=0)으로 초기조건을 설정하는 과정으로 이루어지고, 청소영역 학습 제 2 과정은, 소정거리 직진주행을 하면서 좌회전 또는 우회전 신호입력 여부를 판별하는 과정으로 이루어지고, 청소영역 학습 제 3 과정은, 판별결과 좌회전 신호가 입력되면 거리센서(11, 11')로 검출된 그 경로의 직진거리[PL(i)]를 저장하고 이어서 경로값(i)을 다음 경로로 증가시킨 후 다음 경로의 방향[PD(i)]을 판별하여 좌회전후 직진주행하거나 또는 다음 경로의 방향 [PD(i)]은 좌회전으로 설정하고 좌회전을 행하여 직진주행하는 과정과, 상기 판별결과 우회전 신호가 입력되면 거리센서(11, 11')로 검출된 그 경로의 직진거리[PL(i)]를 저장하고 이어서 경로값을 다음 경로로 증가시킨 다음 다음 경로의 방향[PD(i)]을 판별하여 우회전후 직진주행하거나 또는 다음 경로의 방향[PD(i)]은 직진으로 설정하고 우회전을 행하여 직진주행하는 과정으로 이루어지고, 청소영역 학습 제 4 과정은, 상기한 과정전체를 수행하여 청소기가 종료지점에 도달하여 사용자가 청소영역 지정완료 신호를 제어장치(12)에 입력하면 각 경로의 총갯수(mi)를 최종경로값(i)으로부터 구하고 종료하는 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  7. 제3항에 있어서, 좌표산출 제 1과정은 가로, 세로로 분할된 블록들의 세로분할선의 x좌표[x(k)], 가로분할선의 y좌표[y(i)]에 대하여 초기조건을 설정하는 과정과, 이어서 첫번째부터 최종번째 경로의 방향[PD(i)]을 판별하는 과정으로 이루어지고, 좌표산출 제 2 과정은 방향 판별결과가 직진이면 가로분할선 값(j)을 +1 증가시키고 이어서 y좌표[y(j)]를 산출하고 상기 판별결과 좌회전이면 세로분할선 값(k)을 +1 증가시키고 x좌표[x(k)]를 산출하고 상기 판별결과 우회전인 경우에는 세로분할선값(k)을 +1 증가시키고 x좌표[x(k)]를 산출하고 상기 판별결과 반전인 경우에는 세로분할선값 (j)을 +1 증가시키고 y좌표[y(j)]를 산출하고 상기한 x,y 좌표산출에 이어서 현재의 경로수(i)와 총경로수(mi)를 비교하여 상기 비교결과 상이하면 경로값을 최종경로까지 증가시키면서 상기 과정을 반복 수행하는 과정으로 이루어지고, 좌표산출 제 3 과정은 현재 경로(i)수와 총경로수(mi)가 동일해지면 청소영역을 구분하는 블록의 가로분할선의 총갯수(mi)와 세로분할선의 총갯수(mk)를 산출하고 이어서 구하여진 좌표값 [x(k), y(j)]을 그 값이 작은 순위로 분류하여 가로분할선과 세로분할선의 교차지점의 좌표를 구하는 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  8. 제4항에 있어서, 청소블록 판별 제 1 과정은, 청소영역의 층수(L) 및 최대층수 (ML)에 대하여 행수(i)와 열수(j)의 초기조건을 설정하는 과정으로 이루어지고, 청소블록 판별 제 2 과정은 행수(i)를 +1씩 증가시키면서 가로분할선의 총갯수 (mj)에 도달하기까지 각 행과 열의 청소블록[B(i, j)]의 하단이 상기 청소영역 학습과정에서 구한 청소영역 지정경로인지의 여부를 판별하는 과정과, 판별결과 청소영역 지정경로이면 층수(L)를 +1 증가시키고 층수(L)가 최대층수(ML)를 초과하면 최대층수를 재설정하고 그 열(j)과 층수(L)의 청소시작 블록의 행수를 설정하며 이어서 행수(i)를 +1씩 증가시키면서 청소블록 [B(i, j)]의 상단이 청소영역 지정경로인가를 판별하는 과정과, 판별결과 청소영역 지정경로이면 그 열(j)과 층수(L)의 청소종료 블록의 행수를 설정하고 이어서 행수(i)를 +2 증가시킨후 행수(i)와 세로분할선의 총갯수(mk)를 비교하는 과정과, 비교결과 행수(i)가 작은값이면 상기 청소블록[B(i, j)] 하단이 청소영역 지정경로인가를 판별하는 과정부터 재수행하고 행수(i)가 큰값이면 열수(j)를 +1증가시킨 후 세로분할선의 총갯수(mk)가 될때까지 행수 (i)와 층수(L)의 초기조건을 설정한 상태에서 상기 청소블록[B(i, j)] 하단이 청소영역 지정경로인가를 판별하는 과정부터 재수행하는 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  9. 제5항에 있어서, 청소진행 제 1 과정은 초기조건 설정에 이어서 첫번째로 청소할 영역의 청소시작 블록의 좌측하단으로 청소기가 출발지점으로부터 주행하여 이동한 후 청소시작 블록과 청소종료 블록을 통합된 1개의 청소영역으로 구획지은 경우 그영역의 가로길이(H) 및 세로길이(V)를 구하는 과정으로 이루어지고, 청소진행 제 2 과정은 가로길이(H)를 임의의 짝수(n)로 나눗셈하여 청소기의 폭(W)보다 작아지는 최소의 n값을 구하고 중첩시켜 청소할 값(x)을 산출하는 과정으로 이루어지고, 청소진행 제 3 과정은 세로길이(V)만큼 청소기를 직진시킨 다음 x값 만큼 중첩시키면서 방향을 반전하고 이어서 반전횟수가 n값이 될때까지 중첩시켜 반복청소하는 과정과, 이어서 블록의 열수(j)를 증가시키면서 세로분할선의 총갯수(mk)가 될때까지 상기 청소시작 블록으로의 이동단계부터 재수행하여 세로분할선의 총갯수가 되면 층수가 최대 층수가 될때까지 상기 청소시작 블록으로의 이동단계부터 재수행하는 과정으로 이루어진 청소기의 자동 청소방법.
  10. 제6항에 있어서, 청소영역 학습 제 3 과정에서 다음 경로의 방향[PD(i)]은 PD(i)=3인 경우를 좌회전, PD(i)=2인 경우를 반전, PD(i)=1인 경우를 우회전, PD (i)=0인 경우를 직진으로 설정하고 좌회전 신호입력후 다음 경로의 방향[PD(i)] 판별은 PD(i)=PD(i-1)-1 연산결과를 “-1”과 비교하여 판별하고 우회전 신호입력 후 다음 경로의 방향[PD(i)] 판별은 PD(i)=PD(i-1)+1 연산결과를 “4”와 비교하여 판별하고, 청소영역 학습 제 4 과정에서 각 경로의 총갯수(mi)는 최종경로값(i)으로부터 mi=i-1 계산에 의하여 산출함을 특징으로 하는 청소기의 자동 청소방법.
  11. 제7항에 있어서, 좌표산출 제 1 과정에서 초기조건은 블록들의 X좌표 [x(k)]= 0, y좌표[y(j)]=0, 경로수(i)=0, 세로분할선값(k)=0, 가로분할선값 (j)=0으로 설정하고, 좌표산출 제 2 과정에서 방향 판별결과 직진인 경우의 y좌표[y(j)]=y(j-1) +PL(i)로 산출하고 좌회전인 경우의 x좌표[x(k)]=x(k-1)-PL(i)로 산출하고 우회전인 경우의 x좌표[x(k)]=x(k-1)+PL(i)로 산출하고 반전인 경우의 y좌표[y(j) ]=y(j-1)-PL(i)로 산출함을 특징으로 하는 청소기의 자동 청소방법.
  12. 제8항에 있어서, 청소블록 판별 제 1 과정에서 초기조건은 블록의 행수(i)=1, 열수(j)=1, 층수(L)=0, 최대층수(ML)=1로 설정하고 청소시작 블록의 행수[S(j)(L) ]=i, 청소종료 블록의 행수 [E(j)(L)]=i로 설정함을 특징으로 하는 청소기의 자동 청소방법.
  13. 제9항에 있어서, 청소진행 제 1 과정에서 초기조건은 청소블록의 행수(i)=0, 열수(j)=1, 층수(L)=1로 설정하고 청소할 통합된 영역의 청소시작 블록의 좌표는 B[S(j)(L), j], 청소종료 블록의 좌표는 B[E(j), (L), j]로 통합하여 구하는 것을 특징으로 하는 청소기의 자동 청소방법.
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