(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも１つの監視カメラと、
上部に備えられて上方を撮影して上方画像を出力する上方カメラと、
ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して前記上方画像に基づいて掃除地図を作成する制御ユニットと、
前記監視画像を圧縮する画像処理ユニットと、
前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する通信サーバと、を有し、
前記制御ユニットは、前記ロボット掃除機の移動中に２回撮影して抽出した複数の特徴点のうち、前記ロボット掃除機の移動による前記特徴点の移動比率が所定の比率より小さく、高さが基準高さより高い特徴点を選択し、前記選択された特徴点に基づいて前記掃除地図を作成する、ロボット掃除機。
【請求項２】
前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項３】
前記外部装置は、コンピュータ、スマートテレビ、スマートフォン及び携帯電話を有する無線端末装置、又は外部ネットワーク網と接続される無線接続装置である、請求項２に記載のロボット掃除機。
【請求項４】
周辺の障害物を検出する障害物検出ユニットと、
少なくとも１つのセンサ又は前記上方カメラを備えて、前記ロボット掃除機の位置を認識する位置認識ユニットと、をさらに有し、
前記制御ユニットは、前記障害物及び前記位置に基づいて前記掃除地図を生成する、請求項３に記載のロボット掃除機。
【請求項５】
前記監視画像、前記障害物に関する情報、前記位置に関する情報、前記外部装置に関する認証情報、前記掃除地図のうち、少なくとも１つの情報を出力する出力ユニットをさらに有する、請求項４に記載のロボット掃除機。
【請求項６】
前記監視画像、前記障害物に関する情報、前記位置に関する情報、前記外部装置に関する認証情報、前記掃除地図のうち、少なくとも１つの情報を保存する保存ユニットをさらに有する、請求項４に記載のロボット掃除機。
【請求項７】
前記制御命令は、前記監視カメラに対する制御命令、又は前記ロボット掃除機に対する制御命令である、請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項８】
掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機と、
前記ロボット掃除機に接続して、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置と、を有し、
前記ロボット掃除機は、
掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも１つの監視カメラと、
上部に備えられて上方を撮影して上方画像を出力する上方カメラと、
前記ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して前記上方画像に基づいて掃除地図を作成する制御ユニットと、
前記監視画像を圧縮する画像処理ユニットと、
前記監視画像及び前記掃除地図を前記接続した無線端末装置に送信し、前記接続した無線端末装置から制御命令を受信する通信サーバと、を有し、
前記制御ユニットは、前記ロボット掃除機の移動中に２回撮影して抽出した複数の特徴点のうち、前記ロボット掃除機の移動による前記特徴点の移動比率が所定の比率より小さく、高さが基準高さより高い特徴点を選択し、前記選択された特徴点に基づいて前記掃除地図を作成する、遠隔監視システム。
【請求項９】
前記ロボット掃除機は、
前記無線端末装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する、請求項８に記載の遠隔監視システム。
【請求項１０】
前記ロボット掃除機は、
周辺の障害物を検出する障害物検出ユニットと、
少なくとも１つのセンサ又は前記上方カメラを備えて、前記ロボット掃除機の位置を認識する位置認識ユニットと、をさらに有し、
前記制御ユニットは、前記障害物及び前記位置に基づいて前記掃除地図を生成する、請求項９に記載の遠隔監視システム。
【請求項１１】
前記無線端末装置は、
遠隔監視プログラムを保存する保存モジュールと、
前記遠隔監視プログラムを実行し、前記制御命令を生成する制御モジュールと、
前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に前記制御命令を送信する通信モジュールと、を有する、請求項８に記載の遠隔監視システム。
【請求項１２】
前記無線端末装置は、
前記掃除地図又は前記監視画像を表示し、前記制御命令が入力されるユーザインタフェースモジュールをさらに有する、請求項１１に記載の遠隔監視システム。
【請求項１３】
前記無線端末装置は、
前記掃除地図の表示中に、前記掃除地図のうち特定の監視領域に該当する部分が選択されると、該当監視領域に対応する監視画像を表示する、請求項１１に記載の遠隔監視システム。
【請求項１４】
前記制御命令は、前記監視カメラに対する制御命令、又は前記ロボット掃除機に対する制御命令である、請求項８に記載の遠隔監視システム。
【請求項１５】
前記ロボット掃除機と前記無線端末装置との間に接続されるか、又は前記ロボット掃除機と外部ネットワーク網との間に接続される無線接続装置をさらに有する、請求項８に記載の遠隔監視システム。
【請求項１６】
掃除領域を探索して掃除地図を作成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置と、を有するロボット掃除機を用いた遠隔監視システムにおいて、
前記ロボット掃除機が前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する段階と、
前記ロボット掃除機が、前記ロボット掃除機の上部に備えられた上方カメラによって上方を撮影して上方画像を取得する段階と、
前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して前記上方画像に基づいて前記掃除地図を作成する段階と、
前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続する段階と、
前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信する段階と、を有し、
前記掃除地図を作成する段階は、
前記ロボット掃除機の制御ユニットが、前記ロボット掃除機の移動中に２回撮影して抽出した複数の特徴点のうち、前記ロボット掃除機の移動による前記特徴点の移動比率が所定の比率より小さく、高さが基準高さより高い特徴点を選択し、前記選択された特徴点に基づいて前記掃除地図を作成する、遠隔監視システムの遠隔監視方法。
【請求項１７】
前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に前記監視画像及び前記掃除地図の送信を要求する段階をさらに有する、請求項１６に記載の遠隔監視システムの遠隔監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除情報や遠隔監視情報を提供するロボット掃除機、並びに前記ロボット掃除機の制御と遠隔監視を行う遠隔監視システム及びその遠隔監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ロボットは、産業用に開発されて工場自動化の一部を担当してきた。近年、ロボットを応用した分野がさらに拡大しており、医療用ロボット、宇宙航空ロボットなどが開発され、一般家庭で使用できる家庭用ロボットも製作されている。
【０００３】
前記家庭用ロボットの代表的な例がロボット掃除機であって、所定の領域を自走しながら周辺の塵埃や異物を吸入して掃除する家電機器の一種である。一般に、このようなロボット掃除機は、充電可能なバッテリを備え、走行中に障害物を避けるための障害物センサを備えることにより、自走しながら掃除を行う。
【０００４】
最近、前記ロボット掃除機を用いた応用技術が開発されているが、その中の１つがロボット掃除機を用いた遠隔モニタリング技術である。ロボット掃除機を用いた遠隔監視システムは、ホームネットワークシステムなどの強力な通信インフラの構築、データ伝送のための別途のネットワーク装置、サーバなどを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、掃除領域を探索して作成した掃除地図及び監視画像を提供するロボット掃除機を提供することを一つの目的とする。
【０００６】
本発明は、ロボット掃除機が掃除又は走行中に作成して提供した掃除地図に基づいてロボット掃除機を制御し、特定の位置又は領域の遠隔監視を行うことのできるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムを提供することを他の目的とする。
【０００７】
本発明は、遠隔監視のためのサーバを内蔵することにより、別途の装置を室内に設置することなく遠隔監視画像を提供するロボット掃除機を提供することをさらに他の目的とする。
【０００８】
本発明は、ホームネットワークシステムや中継サーバを構築することなく、遠隔地で家庭内のロボット掃除機を用いて遠隔監視を行い、ロボット掃除機を制御することのできる遠隔監視システムを提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によるロボット掃除機は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも１つの監視カメラと、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する制御ユニットと、前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する通信サーバとを有する。また、前記ロボット掃除機は、前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する。
【００１０】
本発明の一実施形態による遠隔監視システムは、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置とを有する。
【００１１】
本発明の他の実施形態による遠隔監視システムは、前記ロボット掃除機と前記無線端末装置との間に接続されるか、又は前記ロボット掃除機と外部ネットワーク網との間に接続される無線接続装置をさらに有する。
【００１２】
本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法は、掃除領域を探索して掃除地図を作成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置とを有するロボット掃除機を用いた遠隔監視システムにおいて、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する段階と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して前記掃除地図を作成する段階と、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続する段階と、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信する段階とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によるロボット掃除機は、掃除又は走行時に作成した掃除地図を提供し、特定の位置又は領域の監視画像を提供することにより、遠隔監視効率を向上させ、ユーザの利便性を向上させる。
【００１４】
本発明の実施形態によれば、掃除地図上の特定の位置又は領域にロボット掃除機を移動させたり、該当領域の掃除を行わせたりするように制御することができる。また、本発明の実施形態によれば、ロボット掃除機から該当領域の監視画像を提供することにより、システムの運用効率を向上させる。
【００１５】
本発明の実施形態によるロボット掃除機は、遠隔監視のためのサーバを内蔵して遠隔監視画像を提供することにより、遠隔監視システムの装置構成を最小限に抑え、設置及び運営上の問題を簡素化する。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、ユーザなどは遠隔地で無線端末装置によりロボット掃除機に接続して家の内部を遠隔監視することができる。本発明の実施形態によれば、無線接続装置を備えることにより、近距離通信ネットワーク（Local Area Network）だけでなく、遠距離通信ネットワーク（Wide Area Network）を用いた無線端末装置にも遠隔監視画像を提供することができる。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、遠隔地で無線端末装置によりロボット掃除機を制御し、ロボット掃除機の状態確認及び情報収集を行うことができる。本発明の実施形態によれば、遠隔監視と共に、位置の認識及び補正を正確に行わせることにより、システムを簡素化し、ユーザの利便性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態によるロボット掃除機の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による遠隔監視システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロボット掃除機の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明による無線端末装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるロボット掃除機の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態による遠隔監視システム（近距離通信ネットワークを介して接続された形態）の構成を示す図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システム（遠距離通信ネットワークを介して接続された形態）の構成を示す図である。
【図８】本発明による無線端末装置においてロボット掃除機を掃除モードで制御する動作を説明するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図９】本発明による無線端末装置においてロボット掃除機をセキュリティモードで制御する動作を説明するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図３に示すように、本発明の一実施形態によるロボット掃除機は、少なくとも１つの監視カメラ１１０と、制御ユニット１３０と、通信サーバ１２０とを含む。
【００２１】
少なくとも１つの監視カメラ１１０は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する。監視カメラ１１０は、図１に示すように、一般的にロボット掃除機の正面又は側面に設置される。もちろん、監視カメラ１１０は、必要に応じてロボット掃除機の上部に設置されてもよい。監視カメラ１１０は、走行中又は掃除中に掃除領域を撮影する。ロボット掃除機が複数のカメラを備える場合、複数のカメラは、ロボット掃除機の側面に所定の距離又は所定の角度で形成してもよい。ロボット掃除機は、監視カメラ１１０に連結されて被写体にピントを合わせるレンズと、前記カメラを調節するカメラ調節部と、前記レンズを調節するレンズ調節部とをさらに含んでもよい。ロボット掃除機は、複数の監視カメラ１１０と共に、マルチプレクサ（図示せず）を備えてもよい。ここで、前記マルチプレクサは、制御ユニット１３０の駆動信号によって複数の監視カメラ１１０で生成された監視画像のいずれか１つの画像を選択して出力する。
【００２２】
通信サーバ１２０は、監視画像及び掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する。通信サーバ１２０は、接続された外部装置に前記監視画像をストリーミング配信する。ここで、通信サーバ１２０は、前記外部装置の要求に応じて前記監視画像を送信する。すなわち、通信サーバ１２０は、前記外部装置がロボット掃除機に接続したことを確認し、前記監視画像を送信する。他の例として、通信サーバ１２０は、監視カメラ１１０により撮影された周辺の画像を外部装置に送信するように、常に待機状態にあってもよい。また、通信サーバ１２０は、前記外部装置から制御命令を受信した制御命令を制御ユニット１３０に伝達する。ここで、前記制御命令は、ロボット掃除機を駆動制御する命令、又は画像検出ユニット１１０を制御する命令である。前記制御命令は、例えばロボット掃除機の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。通信サーバ１２０は、後述するアクセスポイント（Access Point；ＡＰ）などの無線接続装置と接続される無線接続モジュール、例えばＷｉ−Ｆｉモジュールを含んでもよい。
【００２３】
制御ユニット１３０は、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する。制御ユニット１３０は、内蔵された自体のアルゴリズムや、後述する保存ユニットに保存されたプログラム、入力ユニットにより入力されるユーザ命令に基づいて、ロボット掃除機の動作を制御する。制御ユニット１３０は、監視カメラ１１０の動作を制御し、通信サーバ１２０を介して外部装置に掃除地図及び監視画像を送信する動作に関与する。また、制御ユニット１３０は、外部装置から受信した制御命令に基づいて、監視カメラ１１０や後述する各ユニットを駆動する。通信サーバ１２０は、接続された外部装置に制御ユニット１３０が作成した掃除地図を送信する。また、通信サーバ１２０は、掃除済み領域、未掃除領域、掃除パターン、掃除不可領域、掃除状態などの情報を外部装置に送信する。
【００２４】
以下、制御ユニット１３０が上方カメラにより撮影した上方画像から特徴点を抽出して掃除地図を作成する動作を説明する。
【００２５】
制御ユニット１３０は、例えば天井を含む上方領域に存在する蛍光灯、インテリア装飾などの標識を利用して特徴点を抽出する。特徴点を抽出する動作は上方領域を１回撮影して行ってもよいが、説明の便宜上、移動中に上方領域を２回撮影して特徴点を抽出する動作を説明する。まず、ロボット掃除機は、移動しながら第１時間と第２時間に天井を含む上方に位置する複数のマーク、例えば天井に位置する第１マークと天井又はその他の地点に位置する第２マークの２つのマークを上方カメラによりそれぞれ撮影する。ここで、第１時間に撮影された画像信号での第１マークと第２マークは、第１特徴点と第２特徴点として示され、第２時間に撮影された画像信号での第１マークと第２マークは、第３特徴点と第４特徴点として示される。制御ユニット１３０は、第１マークの特徴点である第１特徴点と第３特徴点、第２マークの特徴点である第２特徴点と第４特徴点をそれぞれマッチングして比較することでマークの移動距離を算出する。すなわち、第１時間と第２時間に撮影された画像情報の特徴点を比較して、第１特徴点と第３特徴点に基づいた第１マークの移動距離、第２特徴点と第４特徴点に基づいた第２マークの移動距離を算出する。ここで、ロボット掃除機の移動による第１マーク及び第２マークの移動距離は一定であり、ロボット掃除機の実際の移動距離と同一である。しかし、撮影された画像情報の特徴点の移動距離は異なる。ロボット掃除機とマークの距離が遠いほど、マークの特徴点の移動距離は短くなるのに対して、ロボット掃除機とマークの距離が近いほど、すなわち天井より低い壁面に位置するほど、特徴点の移動距離の差が大きくなる。よって、制御ユニット１３０は、ロボット掃除機の移動による特徴点の移動比率が所定の比率以上の場合、不要な特徴点であると判断して除去する。また、制御ユニット１３０は、ロボット掃除機から天井に位置する第１マークまでの距離を利用して、天井又はその他の地点に位置する第２マークの高さを算出し、算出された高さが基準高さ以下の場合、不要な特徴点であると判断して除去する。ここで、実際の移動距離は同一であり、第１マークの高さは天井の高さであるので、第２マークの高さを算出することができる。また、撮影された画像の中心部分に位置する特徴点は天井に位置すると判断し、中心部分に位置する特徴点を基準に特徴点の高さを算出する。次に、制御ユニット１３０は、自己位置推定と地図作成とを同時に行うこと（Simultaneous Localization and Mapping；ＳＬＡＭ）により位置認識及び掃除地図の作成を同時に行う。前記特徴点を抽出する動作は一例に過ぎず、前記特徴点を抽出する動作のアルゴリズムや、位置認識及び掃除地図の作成を行うアルゴリズムは、ロボット掃除機が置かれた環境、ロボット掃除機の構成などによって異なる。
【００２６】
図３を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記監視画像を圧縮する画像処理ユニット１４０をさらに含む。画像処理ユニット１４０は、インターリーブされたオーディオ／ビデオファイル形式（Audio Video Interleaved；ＡＶＩ）、アドバンストストリーミング形式（Advanced Streaming Format；ＡＳＦ）などの圧縮技術を用いて、画像検出ユニット１１０から出力された監視画像を圧縮する。特に、画像処理ユニット１４０はＭＰＥＧエンコーダでもよい。
【００２７】
図３を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニット１５０をさらに含む。認証ユニット１５０は、認証サーバの形で備えてもよい。認証ユニット１５０は、前記外部装置に関する認証情報、例えば電話番号、ユーザＩＤ、パスワード、アドレスなど、前記外部装置を識別できる情報を保存することができる。他の例として、後述するようにロボット掃除機が保存ユニットを備えた場合は、保存ユニットに外部装置に関する認証情報を保存することができる。この場合、認証ユニット１５０は、外部装置が認証又は接続を要求すると、前記保存ユニットから外部装置に関する情報を読み出し、前記外部装置の認証又は接続を許可する。認証する方法は一般的な技術であるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５に示すように、本発明の他の実施形態によるロボット掃除機は、少なくとも１つの監視カメラ１１０と、制御ユニット１３０と、通信サーバ１２０と、障害物検出ユニット１６０と、位置認識ユニット１７０とを含む。ここで、前記ロボット掃除機は、障害物及び自己位置に基づいて掃除地図を生成する。
【００２９】
少なくとも１つの監視カメラ１１０は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する。制御ユニット１３０は、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する。通信サーバ１２０は、前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する。これら構成要素についての説明は上記一実施形態における説明を援用する。
【００３０】
障害物検出ユニット１６０は、掃除領域内で走行中又は掃除中にロボット掃除機周辺の障害物を検出する。障害物検出ユニット１６０は、障害物の有無、位置又は大きさなどの障害物情報を制御ユニット１３０に出力する。障害物検出ユニット１６０としては、赤外線センサ、超音波センサ、電波（Radio Frequency；ＲＦ）センサやバンパなどを使用することができる。制御ユニット１３０は、障害物検出ユニット１６０から出力された前記障害物情報に基づいて掃除領域を確認する。
【００３１】
位置認識ユニット１７０は、少なくとも１つの距離センサを備えて、前記掃除領域内でのロボット掃除機の位置を認識する。位置認識ユニット１７０としては、速度及び位置を認識する加速度センサ、ロボット掃除機の車輪を駆動するホイールモータに連結されて速度を検出するエンコーダ、ロボット掃除機の回転速度を検出するジャイロセンサのうち、少なくとも１つのセンサを使用することができる。また、位置認識ユニット１７０として、前記ロボット掃除機の上部に備えられて上方を撮影して上方画像を出力する上方カメラ１７１を使用することもできる。上方カメラ１７１を利用した特徴点の抽出及び掃除地図の作成動作は、上記一実施形態によるロボット掃除機の内容を援用する。制御ユニット１３０は、位置認識ユニット１７０により認識された位置情報、及び障害物検出ユニット１６０により検出された障害物情報を利用して、前記掃除地図を作成する。また、制御ユニット１３０は、前記位置情報及び前記障害物情報を利用して、前記作成した掃除地図を修正、補完する。
【００３２】
図５を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記監視画像又は圧縮された監視画像、前記外部装置に関する認証情報、前記障害物に関する情報、前記ロボット掃除機の位置に関する情報、前記掃除地図のうち、少なくとも１つの情報を保存する保存ユニット１８０をさらに含む。
【００３３】
保存ユニット１８０は、監視カメラ１１０により生成された監視画像、及び画像処理ユニット１４０により圧縮された監視画像に関する情報、前記外部装置、すなわち無線端末装置や無線接続装置に関する認証情報を保存する。また、保存ユニット１８０は、走行時又は掃除時に障害物検出ユニット１６０により検出された障害物の位置などの障害物情報、制御ユニット１３０により作成された掃除地図のうち、少なくとも１つの情報を記憶する。保存ユニット１８０は、不揮発性メモリ（Non-Volatile Memory；ＮＶＭ，ＮＶＲＡＭ）を主に使用する。ここで、不揮発性メモリは、電源が供給されなくても保存された情報を保持し続ける記憶装置である。不揮発性メモリは、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気コンピュータ記憶装置（例えば、ハードディスク、ディスケットドライブ、磁気テープ）、光ディスクドライブ、磁気ＲＡＭ、ＰＲＡＭなどを含む。
【００３４】
図５を参照すると、本発明の実施形態によるロボット掃除機は、電源ユニット１９７と、駆動ユニット１９５と、入力ユニット１９１と、出力ユニット１９３とをさらに含んでもよい。
【００３５】
電源ユニット１９７は、充電可能な電源供給手段を備えて、ロボット掃除機に電源を供給する。電源ユニット１９７は、ロボット掃除機の走行及び掃除のための動作電源を供給し、電源残量が不足すると充電台から充電電流の供給を受けて充電される。
【００３６】
駆動ユニット１９５は、車輪を駆動してロボット掃除機を走行させる。駆動ユニット１９５は、複数の主車輪と少なくとも１つの補助車輪とを含む複数の車輪に連結される。また、駆動ユニット１９５は、前記車輪を回転させる所定のホイールモータを備え、前記ホイールモータを駆動することによりロボット掃除機を走行させる。
【００３７】
入力ユニット１９１は、少なくとも１つの入力ボタンを備えて、直接制御命令の入力を受ける。ユーザなどは、入力ユニット１９１により、前記ロボット掃除機に直接制御命令を入力することができる。また、ユーザなどは、入力ユニット１９１により、保存ユニット１８０に保存されている情報の少なくとも１つの情報を出力させる命令を入力することができる。前記入力ボタンは、例えば監視画像に関する情報、外部装置に関する認証情報、障害物の位置やロボット掃除機の位置などの位置情報、掃除領域又は掃除地図を確認する命令を入力するための確認ボタン、設定する命令を入力するための設定ボタン、再設定する命令を入力するための再設定ボタン、削除する命令を入力するための削除ボタン、掃除を開始する命令を入力するためのスタートボタン、掃除を終了する命令を入力するためのストップボタンなどである。
【００３８】
出力ユニット１９３は、前記監視画像又は圧縮された監視画像、前記外部装置に関する認証情報、前記障害物に関する情報、前記ロボット掃除機の位置に関する情報、前記掃除地図のうち、少なくとも１つの情報を出力する。出力ユニット１９３は、保存ユニット１８０に保存されている監視画像に関する情報、外部装置に関する情報、障害物に関する情報、掃除領域に関する情報、障害物検出ユニット１６０により検出された情報、位置認識ユニット１７０により認識された情報、制御ユニット１３０により作成された掃除地図などを出力する。出力ユニット１９３は、ロボット掃除機を構成する各ユニットの現在の状態や現在の掃除状態などの状態情報をさらに表示することができる。出力ユニット１９３は、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）、液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel；ＰＤＰ）、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode；ＯＬＥＤ）のうち、いずれか１つの素子で形成してもよい。ここで、入力ユニット１９１と出力ユニット１９３は、入力と出力のどちらも可能なタッチスクリーンタイプにしてもよい。
【００３９】
前記ロボット掃除機は、掃除ユニット（図示せず）をさらに含んでもよい。前記掃除ユニットは、空気を吸入する所定の吸入モータと、塵埃を凝集する手段とを備えて、周辺の塵埃や異物を吸入する。
【００４０】
図２に示すように、本発明の一実施形態による遠隔監視システムは、ロボット掃除機１００と無線端末装置２００とを含む。ロボット掃除機１００は、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する。無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００に接続してロボット掃除機１００から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機１００に制御命令を送信する。ここで、無線端末装置２００は、コンピュータ２００ａ、スマートテレビ２００ｂ、携帯電話２００ｃ、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも１つの装置を含む。以下、ロボット掃除機についての説明は図３又は図５の説明を援用する。
【００４１】
前記制御命令は、ズームイン／ズームアウトやティルトなどの前記監視カメラに対する制御命令、選択命令、及びロボット掃除機１００に対する制御命令のうち、少なくとも１つの命令である。ここで、ロボット掃除機１００に対する制御命令は、ロボット掃除機１００の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。また、無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００から受信した掃除地図を表示して掃除済み領域、未掃除領域などを確認し、前記掃除地図から所望の位置又は領域を選択してロボット掃除機１００を該当位置又は領域に移動させたり、該当位置又は領域の監視画像を要求したりする制御命令を生成してロボット掃除機１００に送信する。
【００４２】
図４に示すように、無線端末装置２００は、保存モジュール２１０と、制御モジュール２３０と、通信モジュール２２０とを含む。保存モジュール２１０は、遠隔監視プログラムを保存する。制御モジュール２３０は、前記遠隔監視プログラムを実行し、前記制御命令を生成する。通信モジュール２２０は、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に前記制御命令を送信する。また、無線端末装置２００は、前記掃除地図又は前記監視画像を表示し、前記制御命令が入力されるユーザインタフェースモジュール２４０をさらに含む。
【００４３】
図２において、無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００内の通信サーバ１２０とＷｉ−Ｆｉダイレクトで直接接続されてデータを送受信する。無線端末装置２００の通信モジュール２２０は、通信サーバ１２０と接続され、通信サーバ１２０から掃除地図又は監視画像を受信する。また、通信モジュール２２０は、制御モジュール２３０で生成された制御命令を通信サーバ１２０に送信する。まず、無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００に接続し、その後ロボット掃除機１００に前記掃除地図又は前記監視画像を要求して受信する。図２は、無線端末装置２００とロボット掃除機１００がアドホックネットワークで接続された形態を示す。無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００が送信した掃除地図又は監視画像をユーザインタフェースモジュール２４０によりユーザなどに提供する。ロボット掃除機１００が認証ユニット１６０を備えた場合は、まず、無線端末装置２００の通信モジュール２２０が認証ユニット１６０にロボット掃除機１００への接続、認証を要求する。認証ユニット１６０は、無線端末装置２００に関する情報を比較、判断して接続を許可する。接続が許可されると（認証されると）、無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００に掃除地図の送信を要求する。通信モジュール２２０が前記掃除地図を受信すると、ユーザインタフェースモジュール２４０は前記掃除地図を表示する。ユーザなどは、ユーザインタフェースモジュール２４０に表示された掃除地図に基づいて、掃除済み領域、未掃除領域などを確認する。また、ユーザなどは、前記掃除地図に基づいて、所望の位置又は領域にロボット掃除機１００を移動させる命令、或いは該当位置又は領域を掃除させる命令をユーザインタフェースモジュール２４０により入力する。ユーザなどが前記掃除地図から特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置２００は、これに対応する監視画像を表示する。また、ユーザなどが特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置２００は、該当位置又は領域の監視画像を要求する命令を生成する。制御モジュール２３０は、前記ユーザの命令が入力されると、ロボット掃除機１００に対する制御命令、状態確認命令、監視カメラに対する制御命令などの制御命令を生成する。通信モジュール２２０は、通信サーバ１２０に前記制御命令を送信する。
【００４４】
図８及び図９は、無線端末装置２００によりロボット掃除機１００を制御するためのユーザインタフェース画面の例を示す図である。無線端末装置２００上でロボット掃除機１００を用いてロボット掃除機１００が位置する室内をモニタリングするか又は掃除を行わせようとする場合は、まず、保存モジュール２１０に保存された遠隔監視プログラムを実行する。図８及び図９は、セキュリティモードと、掃除モードと、情報を確認できる情報確認モードとを備えた遠隔監視プログラムを実行した画面を示す。図８を参照すると、無線端末装置２００は、掃除モードでロボット掃除機１００から受信した掃除地図をユーザインタフェースモジュール２４０上に表示する。ユーザインタフェースモジュール２４０は、スタート、ストップ、充電、掃除パターン設定などの複数のボタンを備えて、ユーザなどからロボット掃除機１００を制御する命令の入力を受ける。ユーザなどが前記表示された掃除地図上の特定の位置又は領域の監視画像を見ようとする場合は、図９に示すように、無線端末装置２００のモードをセキュリティモードに移行する。ユーザなどが前記掃除地図から特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置２００は、これに対応する監視画像を表示する。また、ユーザなどが特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置２００は、該当位置又は領域の監視画像を要求する命令を生成する。無線端末装置２００がユーザなどの所望する特定の位置又は領域の監視画像をロボット掃除機１００に要求すると、ロボット掃除機１００は、該当位置又は領域の監視画像を無線端末装置２００に送信する。このとき、ロボット掃除機１００が該当位置にいなければ、該当位置に移動して該当位置の監視画像を生成して送信する。図９に示すように、無線端末装置２００は、ユーザインタフェースモジュール２４０により監視カメラを制御する命令の入力を受ける。
【００４５】
図６に示すように、本発明の他の実施形態による遠隔監視システムは、ロボット掃除機１００と無線端末装置２００とを含み、無線端末装置２００は、無線接続装置３００を介してロボット掃除機１００に接続される。ロボット掃除機１００は、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する。無線端末装置２００は、ロボット掃除機１００に接続してロボット掃除機１００から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機１００に制御命令を送信する。ここで、無線端末装置２００は、コンピュータ２００ａ、２００ｄ、スマートテレビ２００ｂ、２００ｅ、携帯電話２００ｃ、２００ｆ、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも１つの装置を含む。無線接続装置３００は、ロボット掃除機１００と無線端末装置２００を接続するＡＰなどの装置である。以下、ロボット掃除機についての説明は図３又は図５の説明を援用する。
【００４６】
図６は、無線端末装置２００とロボット掃除機１００が近距離通信ネットワークで接続された形態を示す。つまり、無線端末装置２００は、無線通信モジュール、例えばＷｉ−Ｆｉモジュールを搭載する。無線端末装置２００は、データ伝送のためのサーバを備えることなく、無線接続装置３００を介してロボット掃除機１００の通信サーバ１２０や認証ユニット１６０に接続される。無線端末装置２００は、無線接続装置３００を介してロボット掃除機１００に接続されて、監視画像や掃除地図を受信し、制御命令を送信する。本発明の他の実施形態による遠隔監視システムにおける無線端末装置の詳細構成についての説明と動作例は、上記一実施形態による遠隔監視システムにおける図４、図８及び図９の説明を援用する。
【００４７】
図７に示すように、本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムは、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機１００と、ロボット掃除機１００に接続してロボット掃除機１００から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機１００に制御命令を送信する無線端末装置２００とを含み、無線端末装置２００は、通信業者などが提供するネットワーク網を介してロボット掃除機１００に接続される。本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムは、必要に応じて無線接続装置３００をさらに含んでもよい。ここで、無線端末装置２００は、コンピュータ２００ａ、２００ｄ、２００ｇ、スマートテレビ２００ｂ、２００ｅ、２００ｈ、携帯電話２００ｃ、２００ｆ、２００ｉ、２００ｊ、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも１つの装置を含む。無線接続装置３００は、ロボット掃除機１００と無線端末装置２００を接続するＡＰなどの装置である。以下、ロボット掃除機についての説明は図３又は図５の説明を援用する。
【００４８】
図７は、無線端末装置２００とロボット掃除機１００が遠距離通信ネットワークで接続された形態を示す。図７を参照すると、無線端末装置２００は、移動通信モジュール、無線通信モジュール、モデムなどの公衆ネットワークにアクセス可能なチャネルを備える。つまり、無線端末装置２００は、通信業者が提供するチャネル、又は無線接続装置３００Ａ、３００Ｂを介してネットワーク網に接続される。無線端末装置２００は、接続されたネットワーク網を介してロボット掃除機１００に接続されて、ユーザインタフェースモジュールにより監視画像を提供するなどの遠隔監視動作を行ったり、掃除地図を表示する。無線端末装置２００は、所望の位置又は領域への移動又は掃除を行わせるために、ロボット掃除機１００に制御命令を送信してロボット掃除機１００を制御する。本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムにおける無線端末装置の詳細構成についての説明と動作例は、上記一実施形態による遠隔監視システムにおける図４、図８及び図９の説明を援用する。
【００４９】
以下、図１０及び図１１を参照して本発明によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法を説明する。
【００５０】
図１０に示すように、本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法は、ロボット掃除機が監視カメラにより掃除領域を撮影して監視画像を生成するステップ（Ｓ１１０）と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して掃除地図を作成するステップ（Ｓ１２０）と、無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップと、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信するステップ（Ｓ１４４）とを含む。ここで、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップは、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に認証を要求するステップ（Ｓ１４１）と、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置を認証するか否かを判断するステップ（図示せず）と、その判断に基づいて、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置の接続を許可するステップ（Ｓ１４２）とを含む。
【００５１】
前記遠隔監視方法は、前記ロボット掃除機が前記監視画像を圧縮するステップ（Ｓ１１１）と、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像、又は前記掃除地図を保存するステップ（Ｓ１３０）とをさらに含んでもよい。
【００５２】
前記遠隔監視方法は、前記無線端末装置が前記掃除地図を表示するステップ（Ｓ１５０）と、特定の位置又は領域が選択されると、前記無線端末装置が該当位置又は領域の監視画像を表示するステップ（Ｓ１５１）とをさらに含む。また、前記遠隔監視方法は、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に対する制御命令を生成するステップ（Ｓ１６０）と、前記無線端末装置が前記制御命令を前記ロボット掃除機に送信するステップ（Ｓ１６１）とをさらに含む。
【００５３】
ロボット掃除機１００は、監視カメラ１１０により周辺を撮影して監視画像を取得する（Ｓ１１０）。画像処理ユニット１４０は、前記監視画像を圧縮技術を用いて圧縮し（Ｓ１１１）、保存ユニット１８０は、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像を保存する（Ｓ１３０）。また、ロボット掃除機１００は、掃除領域を探索して掃除地図を作成する（Ｓ１２０）。無線端末装置２００は、保存モジュール２１０に保存された遠隔監視プログラムを実行し、通信サーバ１２０を介して又は直接、認証ユニット１５０に無線端末装置２００の認証を要求する（Ｓ１４１）。認証ユニット１５０は、自体に保存されているデータベース、又は保存ユニット１８０に保存されている外部装置、すなわち無線端末装置２００に関する情報を利用して認証を許可する（Ｓ１４２）。ロボット掃除機１００に接続された無線端末装置２００は、掃除地図及び監視画像の送信を別に要求するか、又は接続と同時に要求し、ロボット掃除機１００から掃除地図及び監視画像を受信する（Ｓ１４４）。無線端末装置２００は、ユーザインタフェースモジュール２４０により受信した掃除地図を表示する（Ｓ１５０）。また、無線端末装置２００は、ユーザなどが所望する特定の位置又は領域の監視画像を表示する（Ｓ１５１）。ユーザなどから、ロボット掃除機１００を制御する、又は監視画像画面を操作するなどの制御命令が入力される（Ｓ１６０）。無線端末装置２００は、ユーザなどから入力された制御命令、又は自体が生成した制御命令を通信モジュール２２０により通信サーバ１２０に送信する。制御ユニット１３０は、前記制御命令に基づいて、ロボット掃除機１００を制御したり、各ユニットの動作を制御したりする（Ｓ１７０）。ここで、前記制御命令は、ズームイン／ズームアウトやティルトなどの前記監視カメラに対する制御命令、選択命令、及びロボット掃除機１００に対する制御命令のうち、少なくとも１つの命令である。ここで、ロボット掃除機１００に対する制御命令は、ロボット掃除機１００の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。また、前記制御命令は、前記掃除地図から所望の位置又は領域を選択してロボット掃除機１００を該当位置又は領域に移動させたり、該当位置又は領域の監視画像を要求したりする制御命令を意味する。
【００５４】
図１１に示すように、本発明の他の実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法は、ロボット掃除機が監視カメラにより掃除領域を撮影して監視画像を生成するステップ（Ｓ２１０）と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して掃除地図を作成するステップ（Ｓ２２０）と、無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップと、前記ロボット掃除機に接続した無線端末装置が前記監視画像及び前記掃除地図の送信を要求すると（Ｓ２４３）、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信するステップ（Ｓ２４４）とを含む。ここで、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップは、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に認証を要求するステップ（Ｓ２４１）と、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置を認証するか否かを判断するステップ（図示せず）と、その判断に基づいて、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置の接続を許可するステップ（Ｓ２４２）とを含む。
【００５５】
ロボット掃除機１００は、監視カメラ１１０により周辺を撮影して監視画像を取得する（Ｓ２１０）。画像処理ユニット１４０は、前記監視画像を圧縮技術を用いて圧縮し、保存ユニット１８０は、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像を保存する（Ｓ２３０）。また、ロボット掃除機１００は、掃除領域を探索して掃除地図を作成する（Ｓ２２０）。無線端末装置２００は、保存モジュール２１０に保存された遠隔監視プログラムを実行し、通信サーバ１２０を介して又は直接、認証ユニット１５０に無線端末装置２００の認証を要求する（Ｓ２４１）。認証ユニット１５０は、自体に保存されているデータベース、又は保存ユニット１８０に保存されている外部装置、すなわち無線端末装置２００に関する情報を利用して認証を許可する（Ｓ２４２）。ロボット掃除機１００に接続された無線端末装置２００は、掃除地図及び監視画像の送信を別に要求するか、又は接続と同時に要求し、ロボット掃除機１００から掃除地図及び監視画像を受信する（Ｓ２４３、Ｓ２４４）。無線端末装置２００は、ユーザインタフェースモジュール２４０により受信した掃除地図を表示する（Ｓ２５０）。その後、ユーザなどから特定の位置又は領域を選択する命令を受信すると（Ｓ２５１）、無線端末装置２００は、該当位置又は領域の監視画像を要求する制御命令をロボット掃除機１００に送信する（Ｓ２５２）。無線端末装置２００が該当位置又は領域の監視画像を予め受信した場合は、選択と同時に表示を行うことができる。無線端末装置２００がユーザなどの所望する特定の位置又は領域の監視画像をロボット掃除機１００に要求すると（Ｓ２５２）、ロボット掃除機１００は、該当位置又は領域の監視画像を無線端末装置２００に送信する（Ｓ２６２）。このとき、ロボット掃除機１００が該当位置にいなければ、該当位置に移動して該当位置の監視画像を生成して送信する（Ｓ２６０、Ｓ２６１）。無線端末装置２００は、該当位置又は領域の監視画像をユーザインタフェースモジュール２４０により表示する（Ｓ２７０）。無線端末装置２００は、ユーザなどから入力された制御命令、又は自体が生成した制御命令を通信モジュール２２０により通信サーバ１２０に送信する（Ｓ２８１）。制御ユニット１３０は、前記制御命令に基づいて、ロボット掃除機１００を制御したり、各ユニットの動作を制御したりする（Ｓ２９０）。
【００５６】
以上のように、本発明の実施形態によるロボット掃除機、並びにそれを用いた遠隔監視システム及びその遠隔監視方法は、掃除又は走行時に作成した掃除地図を提供し、特定の位置又は領域の監視画像を提供するロボット掃除機を備えることにより、掃除地図上の特定の位置又は領域にロボット掃除機を移動させたり、該当領域の掃除を行わせたりするように制御することができる。また、本発明の実施形態によれば、該当領域の監視画像を提供することにより、遠隔監視効率及びシステムの運用効率を向上させ、ユーザの利便性を向上させる。
【符号の説明】
【００５７】
１００    ロボット掃除機
１１０    監視カメラ
１２０    通信サーバ
１３０    制御ユニット
１４０    画像処理ユニット
１５０    認証ユニット
１６０    障害物検出ユニット
１７０    位置認識ユニット
１８０    保存ユニット
１９３    出力ユニット
２００    無線端末装置
２００ａ，２００ｄ，２００ｇ    コンピュータ
２００ｂ，２００ｅ，２００ｈ    スマートテレビ
２００ｃ，２００ｆ，２００ｉ，２００ｊ    携帯電話
２１０    保存モジュール
２２０    通信モジュール
２３０    制御モジュール
２４０    ユーザインタフェースモジュール
３００    無線接続装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005426603.tif 000008
【図８】
0005426603.tif 000009
【図９】
0005426603.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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