(57)【要約】本発明は、自律走行を行う掃除機に関し、吸入口を有する本体と、前記本体の内部に備えられ、前記吸入口から掃除対象物を吸入する掃除部と、前記本体を移動させる駆動部と、前記本体の移動に関する情報を検知する動作センサと、前記本体の移動に従って複数の画像を撮影するカメラと、前記撮影された画像及び前記移動に関する情報の少なくとも一方に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出する制御部とを含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口を有する本体と、
前記本体の内部に備えられ、前記吸入口から掃除対象物を吸入する掃除部と、
前記本体を移動させる駆動部と、
前記本体の移動に関する情報を検知する動作センサと、
前記本体の移動に従って複数の画像を撮影するカメラと、
前記撮影された画像及び前記移動に関する情報の少なくとも一方に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出する制御部とを含むことを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記撮影された複数の画像から、掃除領域内に存在する所定の被写点に対応する共通の特徴点を検出し、
前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記被写点と前記本体間の距離を算出することを特徴とする請求項２に記載の掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、
前記複数の画像が撮影される間、前記動作センサにより検知された情報に基づいて、前記検出された本体の位置に関する情報を補正することを特徴とする請求項２に記載の掃除機。
【請求項５】
前記制御部は、
前記カメラにより前記掃除領域の天井が撮影された場合、前記複数の画像から前記天井の角に対応する特徴点を検出することを特徴とする請求項２に記載の掃除機。
【請求項６】
前記カメラは、前記第１画像を撮影してから予め設定された時間間隔が経過すると、第２画像を撮影することを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項７】
前記カメラは、前記第１画像を撮影した後、前記本体が所定距離移動するか又は所定角度回転すると、前記第２画像を撮影することを特徴とする請求項６に記載の掃除機。
【請求項８】
前記カメラは、前記カメラのレンズが向く方向が固定されるように、前記本体の一地点に設置されることを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項９】
前記カメラの撮影角は、前記本体から全方位であることを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記複数の画像のうちの第１画像を前記複数の画像のうちの第２画像に投影して第３画像を新たに生成し、
前記生成された第３画像に基づいて、障害物に関する情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行を行うロボット及びその制御方法に関し、より詳細には、自律走行中に掃除機能を実行するロボット及びその制御方法に関する。
【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分を担ってきた。近年、ロボットの応用分野がさらに拡大し、医療用ロボット、宇宙航空ロボットなどが開発され、一般家庭で用いられる家庭用ロボットも製作されている。
【０００３】
家庭用ロボットの代表的な例として挙げられるロボット掃除機は、所定の領域を自律走行しながら周辺の塵又は異物を吸入して掃除する家電機器の一種である。このようなロボット掃除機は、一般的に充電可能なバッテリを備え、走行中に障害物を回避するための障害物センサを備えることにより、自律走行しながら掃除することができる。
【０００４】
近年、単に掃除領域を自律走行して掃除を行うロボット掃除機にとどまらず、ロボット掃除機をヘルスケア、スマートホーム、遠隔制御などの様々な分野に活用するための研究が盛んに行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、単眼カメラ又は１つのカメラのみを用いて障害物に関する情報を検出することのできる、自律走行を行う掃除機及びその制御方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の技術的課題は、１つのカメラのみを用いて掃除機の本体から全方位に存在する障害物を検知することのできる、自律走行を行う掃除機及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記技術的課題を解決するための手段として、本発明による自律走行を行う掃除機は、吸入口を有する本体と、前記本体の内部に備えられ、前記吸入口から掃除対象物を吸入する掃除部と、前記本体を移動させる駆動部と、前記本体の移動に関する情報を検知する動作センサと、前記本体の移動に従って複数の画像を撮影するカメラと、前記撮影された画像及び前記移動に関する情報の少なくとも一方に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出する制御部とを含むことを特徴とする。
【０００８】
一実施形態において、前記制御部は、前記撮影された複数の画像から、掃除領域内に存在する所定の被写点に対応する共通の特徴点を検出し、前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出することを特徴とする。
【０００９】
一実施形態において、前記制御部は、前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記被写点と前記本体間の距離を算出することを特徴とする。
【００１０】
一実施形態において、前記制御部は、前記複数の画像が撮影される間、前記動作センサにより検知された情報に基づいて、前記検出された本体の位置に関する情報を補正することを特徴とする。
【００１１】
一実施形態において、前記制御部は、前記カメラにより前記掃除領域の天井が撮影された場合、前記複数の画像から前記天井の角に対応する特徴点を検出することを特徴とする。
【００１２】
一実施形態において、前記カメラは、第１画像を撮影してから予め設定された時間間隔が経過すると、第２画像を撮影することを特徴とする。
【００１３】
一実施形態において、前記カメラは、前記第１画像を撮影した後、前記本体が所定距離移動するか又は所定角度回転すると、前記第２画像を撮影することを特徴とする。
【００１４】
一実施形態において、前記カメラは、前記カメラのレンズが向く方向が固定されるように、前記本体の一地点に設置されることを特徴とする。
【００１５】
一実施形態において、前記カメラの撮影角は、前記本体から全方位であることを特徴とする。
【００１６】
一実施形態において、前記制御部は、前記複数の画像のうちの第１画像を前記複数の画像のうちの第２画像に投影して第３画像を新たに生成し、前記生成された第３画像に基づいて、障害物に関する情報を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、１つのカメラのみで障害物を検出することができるので、ロボット掃除機の製造コストを低減することができる。
【００１８】
また、本発明によるロボット掃除機は、単眼カメラを用いることにより障害物検出性能を向上させることができる。
【００１９】
さらに、本発明によるロボット掃除機は、カメラの設置状態に影響されることなく、正確に障害物を検出することができる。
【００２０】
以下、実施形態により本発明の構成及び効果をより具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の例示的な記載にすぎず、当該実施形態に本発明の範囲が限定されるものではない。様々な代案、変更及び変形が本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下、好ましい実施形態を示す添付図面に基づいて、本発明の構成と作用をより詳細に説明する。
【００２２】
添付図面は次の通りである。
【００２３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による移動ロボットの構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による移動ロボットのセンサの詳細構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による移動ロボットの外観を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施形態による移動ロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【図４Ａ】本発明による移動ロボットのカメラセンサの撮影角を示す概念図である。
【図４Ｂ】本発明による移動ロボットのカメラセンサの撮影角を示す概念図である。
【図５】本発明による移動ロボットが撮影された画像から特徴線を抽出する態様を示す概念図である。
【図６】本発明による移動ロボットが撮影された複数の画像から掃除領域内に存在する所定の被写点に対応する共通の特徴点を検出する態様を示す概念図である。
【図７】本発明による移動ロボットが撮影された画像を分割して障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ａ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ｂ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ｃ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ｄ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ｅ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図８Ｆ】本発明による移動ロボットが撮影された画像を用いて障害物を検出する態様を示す概念図である。
【図９】本発明の他の実施形態による移動ロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本明細書において用いられる技術用語は、本発明の特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明の範囲を規定するものではない。また、本明細書において用いられる技術用語は、本明細書において特に断らない限り、本明細書に開示された技術分野における通常の知識を有する者に一般的に理解される意味で解釈されるべきであり、非常に包括的な意味で解釈されたり、非常に狭い意味で解釈されたりしてはならない。
【００２５】
さらに、本明細書において用いられる技術用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられるものであり、本発明を限定するものではない。また、本明細書において用いられる技術用語は、本明細書において特に断らない限り、本明細書に開示された技術分野における通常の知識を有する者に一般的に理解される意味で解釈されるべきであり、非常に包括的な意味で解釈されたり、非常に狭い意味で解釈されたりしてはならない。
【００２６】
さらに、本明細書において用いられる技術用語が本明細書に開示された技術思想を正確に表現できない間違った技術用語である場合は、当業者が正しく理解できる技術用語で代替して理解すべきである。さらに、本明細書において用いられる一般的な用語は、辞書の定義に従って又は前後の文脈によって解釈されるべきであり、非常に狭い意味で解釈されてはならない。
【００２７】
さらに、本明細書において用いられる構成要素の接尾辞である「モジュール」及び「部」は、明細書の作成を容易にするために付与又は混用されるものであり、それ自体が有意性や有用性を有するものではない。
【００２８】
さらに、本明細書において用いられる第１、第２などのように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために用いられるが、上記構成要素は上記用語により限定されるものではない。上記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲から外れない限り、第１構成要素は第２構成要素と命名してもよく、同様に、第２構成要素は第１構成要素と命名してもよい。
【００２９】
なお、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する上で、図面番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付す。
【００３０】
また、本明細書に開示された技術を説明する上で、関連する公知技術についての具体的な説明が本明細書に開示された技術の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。さらに、添付図面は本明細書に開示された技術思想を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面によりその技術思想が制限されるように解釈されてはならない。
【００３１】
図１Ａに本発明の一実施形態による移動ロボットの構成を示す。
【００３２】
図１Ａに示すように、本発明の一実施形態による移動ロボット（ロボット掃除機）１００は、通信部１１０、入力部１２０、駆動部１３０、検知部１４０、出力部１５０、電源部１６０、メモリ１７０、制御部１８０及び掃除部１９０の１つ以上又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００３３】
ここで、図１Ａに示す全ての構成要素が必須構成要素であるわけではなく、本発明による移動ロボットは、図示の構成要素よりも多い構成要素で実現してもよく、それより少ない構成要素で実現してもよいことは言うまでもない。以下、各構成要素について説明する。
【００３４】
まず、電源部１６０は、外部の商用電源により充電可能なバッテリを備え、前記移動ロボット内に電源を供給する。電源部１６０は、前記移動ロボットに含まれる各構成に駆動電源を供給することにより、前記移動ロボットの走行や特定機能の実行に要求される動作電源を供給する。
【００３５】
ここで、制御部１８０は、前記バッテリの電源残量を検知し、電源残量が不足していると前記移動ロボットが外部の商用電源に接続された充電台に移動するように制御することにより、前記充電台から充電電流が供給されて前記バッテリが充電されるようにする。前記バッテリは、バッテリ検知部に接続されており、前記バッテリの残量及び充電状態が制御部１８０に送られる。出力部１５０は、制御部１８０により前記バッテリの残量を画面に表示する。
【００３６】
前記バッテリは、前記移動ロボットの中央の下部に配置されてもよく、左右のいずれか一方に配置されてもよい。後者の場合、前記移動ロボットは、前記バッテリの重量の偏りを解消するために、均衡錘をさらに備えてもよい。
【００３７】
一方、駆動部１３０は、モータを備え、前記モータを駆動することにより、左右の主車輪を両方向に回転させて前記移動ロボットの本体を回転又は移動させる。駆動部１３０は、前記本体を前後左右に前進又は後進させたり、曲線走行させたり、その場回転させることができる。
【００３８】
一方、入力部１２０には、ユーザから前記移動ロボットに関する各種制御命令が入力される。入力部１２０は、１つ以上のボタンを含んでもよい。例えば、入力部１２０は、確認ボタン、設定ボタンなどを含んでもよい。前記確認ボタンは、ユーザが検知情報、障害物情報、位置情報、マップ情報を確認する命令の入力を行うためのボタンであり、前記設定ボタンは、ユーザが前記情報を設定する命令の入力を行うためのボタンである。
【００３９】
また、入力部１２０は、以前のユーザ入力を取り消して再びユーザ入力を行うための入力再設定ボタン、予め設定されたユーザ入力を削除するための削除ボタン、作動モードを設定又は変更するボタン、前記充電台に復帰させる命令の入力を行うためのボタンなどを含んでもよい。
【００４０】
さらに、入力部１２０は、ハードキー、ソフトキー、タッチパッドなどからなり、前記移動ロボットの上部に設けられてもよい。さらに、入力部１２０は、出力部１５０と共にタッチスクリーンの形態を有するようにしてもよい。
【００４１】
一方、出力部１５０は、前記移動ロボットの上部に設けられてもよい。設置位置や設置形態を変えてもよいことは言うまでもない。例えば、出力部１５０は、バッテリ状態や走行方式などを画面に表示することができる。
【００４２】
また、出力部１５０は、検知部１４０により検出された前記移動ロボットの内部状態情報、例えば、前記移動ロボットに含まれる各構成の現在の状態を出力することができる。さらに、出力部１５０は、検知部１４０により検出された外部状態情報、障害物情報、位置情報、地図情報などを画面に表示することができる。出力部１５０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パネル（Plasma Display Panel）、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode; OLED）のいずれかの素子からなるようにしてもよい。
【００４３】
出力部１５０は、制御部１８０により行われる前記移動ロボットの動作過程又は動作結果を聴覚的に出力する音響出力手段をさらに含んでもよい。例えば、出力部１５０は、制御部１８０により生成された警告信号に応じて警告音を外部に出力することができる。
【００４４】
ここで、前記音響出力手段は、ブザー（ビーパー）、スピーカなどの音響を出力する手段であってもよい。出力部１５０は、メモリ１７０に保存された所定のパターンを有するオーディオデータ又はメッセージデータなどを、前記音響出力手段により外部に出力することができる。
【００４５】
よって、本発明の一実施形態による移動ロボットは、出力部１５０により、走行領域に関する環境情報を画面に出力したり、音響として出力することができる。また、他の実施形態によれば、前記移動ロボットは、出力部１５０により出力する画面や音響を端末装置が出力するように、通信部１１０により地図情報又は環境情報を前記端末装置に送信することができる。
【００４６】
一方、通信部１１０は、前記端末装置及び／又は特定領域内に位置する他の機器（本明細書においては、「家電機器」ともいう。）と有線、無線、衛星通信方式のいずれかの通信方式で接続され、信号とデータを送受信する。
【００４７】
通信部１１０は、前記特定領域内に位置する他の機器とデータを送受信することができる。ここで、前記他の機器は、ネットワークに接続されてデータを送受信できる装置であれば、いかなるものであってもよい。例えば、前記他の機器は、空気調和装置、暖房装置、空気浄化装置、電灯、テレビ、自動車などの装置であってもよい。また、前記他の機器は、ドア、窓、水道バルブ、ガスバルブなどを制御する装置などであってもよい。さらに、前記他の機器は、温度、湿度、気圧、ガスなどを検知するセンサなどであってもよい。
【００４８】
よって、制御部１８０は、通信部１１０により前記他の機器に制御信号を送信することができ、前記他の機器は、受信した前記制御信号に基づいて動作することができる。一例として、前記他の機器が空気調和装置である場合、前記制御信号に基づいて電源をつけたり特定領域を冷房又は暖房することができ、前記他の機器が窓を制御する装置である場合、前記制御信号に基づいて窓を開閉したり所定の割合で開放することができる。
【００４９】
また、通信部１１０は、前記特定領域内に位置する少なくとも１つの他の機器から各種状態情報などを受信することができる。例えば、通信部１１０は、空気調和装置の設定温度、窓の開閉の有無又は開閉の程度を示す開閉情報、温度センサにより検知される特定領域の現在の温度などを受信することができる。
【００５０】
よって、制御部１８０は、前記状態情報、入力部１２０によるユーザ入力、又は前記端末装置によるユーザ入力に基づいて、前記他の機器に対する制御信号を生成することができる。
【００５１】
ここで、通信部１１０は、前記少なくとも１つの他の機器と通信を行うために、無線周波数（ＲＦ）通信、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、赤外線通信（ＩｒＤＡ）、無線ＬＡＮ、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）などの無線通信方式の少なくとも１つの通信方式を採用することができ、よって、前記他の機器及び移動ロボット１００は、少なくとも１つのネットワークを構成することができる。ここで、前記ネットワークはインターネットであることが好ましい。
【００５２】
通信部１１０は、前記端末装置から制御信号を受信することができる。よって、制御部１８０は、通信部１１０により受信した制御信号に基づいて、様々な作業に関する制御命令を実行することができる。例えば、入力部１２０によりユーザから入力される制御命令を通信部１１０により前記端末装置から受信することができ、制御部１８０は前記受信した制御命令を実行することができる。また、通信部１１０は、前記移動ロボットの状態情報、障害物情報、位置情報、画像情報、地図情報などを前記端末装置に送信することができる。例えば、出力部１５０により出力される各種情報を通信部１１０により前記端末装置に送信することができる。
【００５３】
ここで、通信部１１０は、ラップトップなどのコンピュータ、ディスプレイ装置及び移動端末機（例えば、スマートフォン）などの端末装置と通信を行うために、無線周波数（ＲＦ）通信、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、赤外線通信（ＩｒＤＡ）、無線ＬＡＮ、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）などの無線通信方式の少なくとも１つの通信方式を採用することができ、よって、前記他の機器及び移動ロボット１００は、少なくとも１つのネットワークを構成することができる。ここで、前記ネットワークはインターネットであることが好ましい。一例として、前記端末装置が移動端末機である場合、ロボット掃除機１００は、前記移動端末機が利用可能な通信方式を用いる通信部１１０により、前記移動端末機と通信を行うことができる。
【００５４】
一方、メモリ１７０は、前記ロボット掃除機を制御又は起動する制御プログラム及びそれに付随するデータを保存する。メモリ１７０は、オーディオ情報、画像情報、障害物情報、位置情報、地図情報などを保存することができる。また、メモリ１７０は、走行パターンに関する情報を保存することができる。
【００５５】
メモリ１７０としては、不揮発性メモリ（Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM）を主に使用する。ここで、前記不揮発性メモリは、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り、例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、磁気テープ）、光ディスクドライブ、磁気ＲＡＭ、ＰＲＡＭなどであってもよい。
【００５６】
一方、検知部１４０は、外部信号検知センサ、前方検知センサ及び崖検知センサの１つ以上を含んでもよい。
【００５７】
前記外部信号検知センサは、前記移動ロボットの外部信号を検知する。前記外部信号検知センサは、例えば赤外線センサ（Infrared Ray Sensor）、超音波センサ（Ultra Sonic Sensor）、ＲＦセンサ（Radio Frequency Sensor）などであってもよい。
【００５８】
前記移動ロボットは、前記外部信号検知センサを用いて、前記充電台が発生する案内信号を受信し、前記充電台の位置及び方向を確認することができる。ここで、前記充電台は、前記移動ロボットが復帰できるように、方向及び距離を示す案内信号を発信することができる。すなわち、前記移動ロボットは、前記充電台から送信される信号を受信し、現在位置を判断して移動方向を設定し、前記充電台に復帰することができる。
【００５９】
また、前記移動ロボットは、前記外部信号検知センサを用いて、リモコンや端末機などの遠隔制御装置が発生する信号を検知することができる。
【００６０】
前記外部信号検知センサは、前記移動ロボットの内部又は外部の一側に備えられてもよい。例えば、前記赤外線センサは、前記移動ロボットの内部又は出力部１５０のカメラセンサの周辺に設けられてもよい。
【００６１】
一方、前記前方検知センサは、前記移動ロボットの前部、具体的には前記移動ロボットの外周側面に所定間隔で設けられてもよい。前記前方検知センサは、前記移動ロボットの少なくとも一側面に配置されて前方の障害物を検知するためのものであり、前記移動ロボットの移動方向に存在する物体、特に障害物を検知し、検出情報を制御部１８０に伝達する。すなわち、前記前方検知センサは、前記移動ロボットの移動経路上に存在する突出物、家の中の什器、家具、壁面、壁の角などを検知し、その情報を制御部１８０に伝達する。
【００６２】
前記前方検知センサは、例えば赤外線センサ、超音波センサ、ＲＦセンサ、地磁気センサなどであってもよい。前記移動ロボットは、前記前方検知センサとして１種のセンサを用いてもよく、必要に応じて２種以上のセンサを共に用いてもよい。
【００６３】
一例として、前記超音波センサは、一般的に遠距離の障害物を検知するのに主に用いられる。前記超音波センサは、発信部と受信部とを備え、制御部１８０は、前記発信部から放射された超音波が障害物などにより反射されて前記受信部で受信されるか否かによって障害物の有無を判断し、超音波放射時間と超音波受信時間を用いて障害物との距離を算出する。
【００６４】
また、制御部１８０は、前記発信部から放射された超音波と前記受信部で受信された超音波とを比較し、障害物の大きさに関する情報を検出する。例えば、制御部１８０は、より多くの超音波が前記受信部で受信されるほど障害物が大きいと判断する。
【００６５】
一実施形態においては、前記移動ロボットの前部側面に複数（例えば、５つ）の超音波センサが外周面に沿って設けられてもよい。ここで、前記超音波センサは、発信部と受信部とが前記移動ロボットの前面に交互に設けられることが好ましい。
【００６６】
すなわち、前記発信部は前記本体の前面中央から左右に離隔して配置され、前記受信部間に１つ又は２つ以上の前記発信部が配置され、障害物などから反射された超音波信号の受信領域を形成するようにしてもよい。このような配置により、センサの数を減らしながらも受信領域を拡張することができる。超音波の発信角度は、クロストーク現象を防止するように、他の信号に影響を及ぼさない範囲の角度を維持する。また、前記受信部は、異なる受信感度を有するように設定されてもよい。
【００６７】
また、前記超音波センサから発信される超音波が上向きに出力されるように、前記超音波センサは、所定角度上向きに設けられてもよく、この場合、超音波が下向きに放射されることを防止するために、所定の遮断部材をさらに含んでもよい。
【００６８】
一方、前記前方検知センサは、前述したように２種以上のセンサを共に用いてもよいので、前記前方検知センサとして、前記超音波センサと共に赤外線センサ、ＲＦセンサなどのうちいずれか１種のセンサを用いてもよい。
【００６９】
例えば、前記前方検知センサは、前記超音波センサに加え、他の種類のセンサとして赤外線センサを含んでもよい。
【００７０】
前記赤外線センサは、前記超音波センサと共に、前記移動ロボットの外周面に設けられてもよい。前記赤外線センサも、前方や側方に存在する障害物を検知し、障害物情報を制御部１８０に伝達する。すなわち、前記赤外線センサは、前記移動ロボットの移動経路上に存在する突出物、家の中の什器、家具、壁面、壁の角などを検知し、その情報を制御部１８０に伝達する。よって、前記移動ロボットは、前記本体が障害物に衝突することなく特定領域内を移動することができる。
【００７１】
一方、前記崖検知センサ（又は、クリフセンサ（Cliff Sensor））は、様々なタイプの光センサを主に用いて、前記移動ロボットの本体を支持する床面の障害物を検知する。
【００７２】
すなわち、前記崖検知センサは、床面上の前記移動ロボットの背面に設けられるが、前記移動ロボットの種類によって他の位置に設けてもよいことは言うまでもない。前記崖検知センサは、前記移動ロボットの背面に配置されて床面の障害物を検知するためのものであり、前記障害物検知センサと同様に、発光部と受光部とを備えた赤外線センサ、超音波センサ、ＲＦセンサ、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）センサなどであってもよい。
【００７３】
一例として、前記崖検知センサは、いずれか１つが前記移動ロボットの前部に設けられ、他の２つが相対的に後側に設けられるようにしてもよい。
【００７４】
例えば、前記崖検知センサは、ＰＳＤセンサにしてもよいが、複数の異なる種類のセンサで構成してもよい。
【００７５】
前記ＰＳＤセンサは、半導体の表面抵抗を用いて１つのｐ−ｎ接合により入射光の距離、位置を検出する。前記ＰＳＤセンサには、一軸方向の光のみを検出する１次元ＰＳＤセンサと、平面上の光の位置を検出する２次元ＰＳＤセンサがあり、どちらもｐｉｎフォトダイオード構造を有する。前記ＰＳＤセンサは、赤外線センサの一種であり、赤外線を用い、赤外線を送信した後に障害物から反射されて戻ってくる赤外線の角度を測定して距離を測定する。すなわち、前記ＰＳＤセンサは、三角測量方式を用いて、障害物との距離を算出する。
【００７６】
前記ＰＳＤセンサは、障害物に対して赤外線を発光する発光部と、障害物から反射されて戻ってくる赤外線を受光する受光部とを備え、一般的にモジュール形態で構成される。前記ＰＳＤセンサを用いて障害物を検知すると、障害物の反射率、色の違いに関係なく安定した測定値が得られる。
【００７７】
制御部１８０は、前記崖検知センサが床面に向けて発光した赤外線の発光信号と障害物により反射されて受信される反射信号間の赤外線角度を測定し、崖を検知してその深さを分析することができる。
【００７８】
一方、制御部１８０は、前記崖検知センサを用いて検知した崖の状態によって前記移動ロボットが通過できるか否かを判断し、判断結果によって前記移動ロボットに崖を通過させるか否かを決定することができる。例えば、制御部１８０は、前記崖検知センサにより崖の有無及び崖の深さを判断し、その後前記崖検知センサにより反射信号が検知された場合にのみ前記移動ロボットに崖を通過させる。
【００７９】
他の例として、制御部１８０は、前記崖検知センサを用いて前記移動ロボットの浮き上がり現象を判断することもできる。
【００８０】
また、図１Ｂに示すように、検知部１４０は、ジャイロセンサ１４１、加速度センサ１４２、ホイールセンサ１４３及びカメラセンサ１４４の１つ以上を含んでもよい。
【００８１】
ジャイロセンサ１４１は、前記ロボット掃除機が動く際に回転方向を検知して回転角を検出する。具体的には、ジャイロセンサ１４１は、前記ロボット掃除機の角速度を検出して角速度に比例する電圧値又は電流値を出力し、制御部１８０は、ジャイロセンサ１４１から出力される電圧値又は電流値により回転方向及び回転角を検出することができる。
【００８２】
加速度センサ１４２は、前記ロボット掃除機の速度変化、例えば出発、停止、方向転換、物体との衝突などによる移動速度の変化を検知する。加速度センサ１４２は、主車輪又は補助車輪に隣接した位置に取り付けられ、車輪の滑りや空転を検出することができる。また、加速度センサ１４２は、動作検知部に内蔵されて前記ロボット掃除機の速度変化を検知することができる。すなわち、加速度センサ１４２は、速度変化に応じた衝撃量を検出し、それに対応する電圧値又は電流値を出力する。よって、加速度センサ１４２は電子バンパーの機能を果たす。
【００８３】
ホイールセンサ１４３は、主車輪に連結されて主車輪の回転数を検知する。ここで、ホイールセンサ１４３はエンコーダであってもよい。エンコーダは、左及び／又は右の主車輪の回転数を検知して出力する。前記動作検知部は、回転数により左右の車輪の回転速度を演算することができ、また、左右の車輪の回転数の差により前記ロボット掃除機の回転角を演算することができる。
【００８４】
一方、カメラセンサ１４４は、前記移動ロボットの背面に備えられ、移動中に下方、すなわち床面（又は、被掃除面）に関する画像情報を取得するようにしてもよい。前記背面に備えられたカメラセンサは、下部カメラセンサとして定義され、オプティカルフローセンサ（Optical Flow Sensor）とも呼ばれる。
【００８５】
前記下部カメラセンサは、センサ内に備えられたイメージセンサから入力される下方画像を変換して所定形式の画像データを生成する。生成された画像データはメモリ１７０に保存される。
【００８６】
前記下部カメラセンサは、レンズ（図示せず）と、前記レンズを調節するレンズ調節部（図示せず）とをさらに備えてもよい。前記レンズとしては、焦点距離が短く、かつ深度が深いパンフォーカスレンズを用いることが好ましい。前記レンズ調節部は、前後移動のための所定のモータ及び移動手段を備え、前記レンズを調節する。
【００８７】
また、前記イメージセンサに隣接して１つ以上の光源が設けられてもよい。前記１つ以上の光源は、前記イメージセンサにより撮影される床面の所定の領域に光を照射する。すなわち、前記移動ロボットが床面に沿って特定領域を移動する場合、床面が平坦であれば、前記イメージセンサと床面との間の距離が一定に維持される。それに対して、前記移動ロボットが不均一な表面の床面を移動する場合は、床面の凹凸及び障害物により所定距離以上遠ざかる。ここで、前記１つ以上の光源は、制御部１８０の制御により、照射する光の量が調節される。前記光源は、光量の調節が可能な発光素子、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などであってもよい。
【００８８】
制御部１８０は、前記下部カメラセンサを用いて、前記移動ロボットの滑りに関係なく前記移動ロボットの位置を検出することができる。制御部１８０は、前記下部カメラセンサにより撮影された画像データを時間毎に比較分析して移動距離及び移動方向を算出し、それに基づいて前記移動ロボットの位置を算出することができる。前記下部カメラセンサにより前記移動ロボットの下方に関する画像情報を用いると、制御部１８０は、他の手段で算出した前記移動ロボットの位置に関して滑りに強い補正を行うことができる。
【００８９】
一方、カメラセンサ１４４は、前記移動ロボットの上方又は前方を向くように設けられ、前記移動ロボットの周辺を撮影するようにしてもよい。前記上方又は前方を向くように設けられたカメラセンサは、上部カメラセンサとして定義される。前記移動ロボットが前記上部カメラセンサを複数備える場合、カメラセンサ１４４は、所定距離又は所定角度で前記移動ロボットの上部や側面に形成されるようにしてもよい。
【００９０】
前記上部カメラセンサは、被写体に焦点を合わせるレンズと、カメラセンサを調節する調節部と、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。前記レンズとしては、所定の位置でも周辺の全ての領域、例えば天井の全ての領域を撮影できるように、画角の広いレンズを用いる。例えば、画角が所定角度、例えば１６０度以上であるレンズを用いる。
【００９１】
制御部１８０は、前記上部カメラセンサにより撮影された画像データを用いて、前記移動ロボットの位置を認識し、特定領域の地図情報を生成することができる。制御部１８０は、前記加速度センサ、前記ジャイロセンサ、前記ホイールセンサ、前記下部カメラセンサによる画像データと前記上部カメラセンサにより取得された画像データを用いて、前記位置を精密に認識することができる。
【００９２】
また、制御部１８０は、前記前方検知センサや前記障害物検知センサなどにより検出された障害物情報と前記上部カメラセンサにより検出された位置を用いて、前記地図情報を生成することができる。それとは異なり、前記地図情報は、制御部１８０により生成されるのではなく、外部から入力されてメモリ１７０に保存されるようにしてもよい。
【００９３】
一実施形態において、前記上部カメラセンサは、前記移動ロボットの前方を向くように設けられてもよい。また、前記上部カメラセンサの設置方向は、固定されるようにしてもよく、制御部１８０により変更されるようにしてもよい。
【００９４】
掃除部１９０は、前記ロボット掃除機の本体の下部に回転可能に取り付けられる回転ブラシと、前記ロボット掃除機の本体の垂直方向の回転軸を中心に回転して壁面などの掃除領域の角部や隅部などを掃除するサイドブラシとを含む。
【００９５】
前記回転ブラシは、前記ロボット掃除機の本体の横方向の軸を中心に回転して床面やカーペットなどの塵埃を空気中に浮遊させる。前記回転ブラシの外周面には、複数のブレードが螺旋方向に備えられる。螺旋状の前記ブレード間には、ブラシが備えられてもよい。前記回転ブラシと前記サイドブラシとは回転する軸が異なるので、前記ロボット掃除機は一般的に前記回転ブラシを駆動するモータと前記サイドブラシを駆動するモータとをそれぞれ備えなければならない。
【００９６】
前記回転ブラシの両側に前記サイドブラシを配置し、前記回転ブラシと前記サイドブラシ間に前記回転ブラシの回転力を前記サイドブラシに伝達する伝動手段を備えることにより、１つのブラシモータを用いて前記回転ブラシと前記サイドブラシの両方を駆動するようにしてもよい。後者の場合、前記伝動手段としては、ウォーム（Worm）とウォームギヤ（Worm Gear）を用いることもでき、ベルトを用いることもできる。
【００９７】
掃除部１９０は、集塵された塵埃が貯蔵されるダストボックスと、掃除領域の塵埃を吸入する動力を供給する吸入ファンと、前記吸入ファンを回転させて空気を吸入する吸入モータとを含み、周辺の塵埃又は異物を吸入する。
【００９８】
前記吸入ファンは、空気を流動させる複数の羽根と、前記複数の羽根の上流側外郭にリング状に形成されて前記複数の羽根を連結し、前記吸入ファンの中心軸方向に流入した空気が前記中心軸に垂直な方向に流動するようにガイドする部材とを含む。
【００９９】
ここで、掃除部１９０は、略直方体形状からなり、空気中の汚物や塵埃を濾過するフィルタをさらに含んでもよい。
【０１００】
前記フィルタは、必要に応じて第１フィルタと第２フィルタに分けられて構成されてもよく、フィルタを形成する本体にバイパスフィルタが形成されるようにしてもよい。前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、メッシュフィルタ（Mesh Filter）又はヘパフィルタ（HEPA Filter）であってもよく、また、不織布、ペーパーフィルタのいずれか１つであってもよく２つ以上を複合的に用いてもよい。
【０１０１】
制御部１８０は、前記ダストボックスの状態、具体的には、前記ダストボックス内に塵埃などがどの程度溜まっているかの状態と、前記ダストボックスが前記ロボット掃除機に装着又は脱着されているかの状態を検知することができる。前者の場合は、前記ダストボックス内に圧電センサなどを挿入して検知することができる。後者の場合は、前記ダストボックスの装着状態を様々な形態で検知することができる。例えば、前記ダストボックスが装着されているか否かを検知するセンサとしては、前記ダストボックスが装着される凹部の下面にオン／オフ可能に設けられるマイクロスイッチ、磁石の磁場を用いる磁気センサ、発光部と受光部とを備えて光を受光する光センサなどを用いることができる。前記磁気センサの場合は、前記磁石が接着される部分に合成ゴム製のシール部材を含んでもよい。
【０１０２】
また、掃除部１９０は、前記ロボット掃除機の本体の下部に分離可能に装着されるモッププレートをさらに含んでもよい。前記モッププレートは、分離可能に装着されるモップを含んでもよく、ユーザは前記モップのみを分離して洗濯又は交換することができる。前記モップは、様々な方式で前記モッププレートに装着することができるが、ベルクロ（Velcro）という面ファスナーを用いて前記モッププレートに付着するようにしてもよい。例えば、前記モッププレートは、前記ロボット掃除機の本体に磁力により装着される。前記モッププレートには第１磁石が備えられ、前記ロボット掃除機の本体には前記第１磁石に対応する金属部材又は第２磁石が備えられるようにしてもよい。前記モッププレートが前記ロボット掃除機の本体の底面の定位置に配置されると、前記第１磁石及び前記金属部材又は前記第１磁石及び前記第２磁石により前記モッププレートが前記ロボット掃除機の本体に固定される。
【０１０３】
前記ロボット掃除機は、前記モッププレートが装着されているか否かを検知するセンサをさらに含んでもよい。例えば、前記センサは、磁力により動作するリードスイッチや、ホールセンサなどであり得る。一例として、前記リードスイッチは、前記ロボット掃除機の本体に備えられ、前記モッププレートが前記ロボット掃除機の本体に結合されることにより動作して装着信号を制御部１８０に出力するようにしてもよい。
【０１０４】
以下、図２を参照して、本発明の一実施形態によるロボット掃除機の外観について説明する。
【０１０５】
図２に示すように、ロボット掃除機１００は、単一のカメラ２０１を備えてもよい。単一のカメラ２０１は、カメラセンサ１４４に対応するものであってもよい。また、カメラセンサ１４４の撮影角は、前記本体から全方位であってもよい。
【０１０６】
一方、図２には示していないが、ロボット掃除機１００は、カメラセンサ１４４と共に照明部を備えてもよい。前記照明部は、カメラセンサ１４４が向く方向に光を照射するようにしてもよい。
【０１０７】
なお、以下でロボット掃除機１００と「自律走行を行う掃除機」は同じ概念として扱われる。
【０１０８】
以下、図３を参照して、本発明の一実施形態によるロボット掃除機１００の制御方法について説明する。
【０１０９】
カメラセンサ１４４は、前記本体の移動中に複数の画像を撮影する（Ｓ３０１）。
【０１１０】
図２に示すように、一実施形態において、カメラセンサ１４４は、ロボット掃除機１００の本体に固定設置される単眼カメラであってもよい。すなわち、カメラセンサ１４４は、前記本体の進行方向に固定された方向の複数の画像を撮影するようにしてもよい。
【０１１１】
他の実施形態において、カメラセンサ１４４は、第１画像を撮影してから予め設定された時間間隔が経過すると、第２画像を撮影するようにしてもよい。
【０１１２】
具体的には、カメラセンサ１４４は、前記第１画像を撮影してから、前記本体が所定の距離を移動したり所定の角度だけ回転すると、前記第２画像を撮影するようにしてもよい。
【０１１３】
カメラセンサ１４４の撮影角に関する詳細については図４Ａ及び図４Ｂを参照して後述する。
【０１１４】
制御部１８０は、前記撮影された複数の画像から、掃除領域内に存在する所定の被写点に対応する共通の特徴点を検出する（Ｓ３０２）。
【０１１５】
また、制御部１８０は、前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出する（Ｓ３０３）。
【０１１６】
具体的には、制御部１８０は、前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記被写点と前記本体間の距離を算出するようにしてもよい。
【０１１７】
制御部１８０は、前記複数の画像が撮影される間、動作センサにより検知された情報に基づいて、前記検出された本体の位置に関する情報を補正するようにしてもよい。
【０１１８】
制御部１８０は、前記カメラにより前記掃除領域の天井が撮影された場合、前記複数の画像から前記天井の角に対応する特徴点を検出するようにしてもよい。
【０１１９】
図４Ａに示すように、カメラセンサ１４４の軸が向く方向は、前記掃除領域の床と所定の角度をなすようにすることができる。
【０１２０】
具体的には、カメラセンサ１４４の撮影角は、掃除領域４００の天井４０１ａ、壁４０１ｂ及び床４０１ｃの一部をカバーすることができる。すなわち、カメラセンサ１４４の軸が向く方向は、カメラセンサ１４４が掃除領域４００の天井４０１ａ、壁４０１ｂ及び床４０１ｃを共に撮影できるように、前記床と所定の角度をなすようにすることができる。
【０１２１】
図４Ｂに示すように、カメラセンサ１４４の軸は、掃除領域４００の天井４０２ａを向くようにすることができる。
【０１２２】
具体的には、カメラセンサ１４４の撮影角は、掃除領域４００の天井４０２ａ、第１壁４０２ｂ及び第２壁４０２ｃの一部をカバーすることができる。
【０１２３】
一方、図４Ｂには示していないが、カメラセンサ１４４の視野角は、第３壁（図示せず）及び第４壁（図示せず）の一部もカバーすることができる。すなわち、カメラセンサ１４４の軸が前記掃除領域の天井を向くと、カメラセンサ１４４の撮影角は、前記本体から全方位の領域をカバーすることができる。
【０１２４】
図５に示すように、制御部１８０は、前記撮影された複数の画像から少なくとも１本の特徴線を抽出することができる。制御部１８０は、前記抽出された特徴線を用いて、前記本体の位置に関する情報を検出したり、既に設定された前記本体の位置に関する情報を補正することができる。
【０１２５】
また、図６に示すように、制御部１８０は、前記撮影された複数の画像から、前記掃除領域内に存在する所定の被写点に対応する共通の特徴点を検出することができる。制御部１８０は、前記検出された共通の特徴点に基づいて、前記本体の位置に関する情報を検出したり、既に設定された前記本体の位置に関する情報を補正することができる。
【０１２６】
ここで、前記撮影された複数の画像は、前記本体の前方に位置する壁、前記本体の上方に位置する天井、及び前記本体の下方に位置する床に関連する画像を含むようにしてもよい。
【０１２７】
すなわち、制御部１８０は、各画像から壁、天井及び床に対応する特徴点を抽出することができ、前記各画像毎に前記抽出された特徴点をマッチさせることができる。
【０１２８】
また、本発明によるロボット掃除機１００は、照度センサ（図示せず）を備え、前記本体の一地点に印加される光の量を検知するようにしてもよく、また、制御部１８０は、前記照度センサの出力に基づいて前記照明部の出力を調節するようにしてもよい。
【０１２９】
図５及び図６に示すように、ロボット掃除機１００が暗い環境に置かれると、制御部１８０は、前記照明部の出力を増加させることにより、特徴線及び特徴点の抽出が可能な画像を撮影することができる。
【０１３０】
一方、前記動作センサ（１４１，１４２，１４３）は、ロボットの移動又はロボットの本体の移動に関する情報を検知することができる。
【０１３１】
前記動作センサは、ジャイロセンサ１４１、加速度センサ１４２及びホイールセンサ１４３の１つ以上を含んでもよい。
【０１３２】
制御部１８０は、前記撮影された第１画像及び前記検知された移動に関する情報の少なくとも一方に基づいて、障害物に関する情報を検出することができる。
【０１３３】
具体的には、制御部１８０は、前記第１画像の特徴点を抽出したり、前記第１画像を分割したり、前記第１画像を他の画像に投影することにより、前記障害物に関する情報を検出することができる。このように、制御部１８０は、前記第１画像から前記障害物に関する情報を検出するために、様々な分析を行い、それぞれの分析結果に異なる加重値を適用することにより、最終的に前記障害物に関する情報を検出することができる。
【０１３４】
制御部１８０は、前記検出された障害物に関する情報に基づいて、駆動部１３０を制御することができる。
【０１３５】
具体的には、制御部１８０は、前記検出された障害物に関する情報を用いて、前記障害物に関するマップ情報を生成したり、予め保存されたマップ情報を更新することができる。また、制御部１８０は、前記マップ情報に基づいて、ロボット掃除機１００と前記障害物の衝突を回避するように駆動部１３０を制御することができる。この場合、制御部１８０は、予め設定された回避運転アルゴリズムを用いるようにしてもよく、駆動部１３０を制御してロボット掃除機１００の本体と前記障害物間の距離を所定間隔以上に維持するようにしてもよい。
【０１３６】
以下、本発明によるロボット掃除機１００又は自律走行を行う掃除機がカメラセンサ１４４により撮影された画像から前記障害物に関する情報を検出する様々な実施形態を説明する。
【０１３７】
一実施形態において、制御部１８０は、カメラセンサ１４４により撮影された画像を分割することにより、前記障害物に関する第１情報を検出することができる。
【０１３８】
制御部１８０は、前記撮影された第１画像を複数の画像領域に分割することができる。また、制御部１８０は、前記分割された画像領域からそれぞれ前記障害物に関する第１情報を検出することができる。例えば、制御部１８０は、前記第１画像に対してスーパーピクセルアルゴリズムを適用して、前記第１画像に含まれる複数の画像領域に関する情報を設定することができる。
【０１３９】
以下、図７を参照して、第１画像を分割して複数の画像領域に関する情報を設定する一実施形態を説明する。
【０１４０】
また、カメラセンサ１４４は、前記第１画像を撮影してから予め設定された時間間隔が経過すると、第２画像を撮影することができる。すなわち、カメラセンサ１４４は、第１時点で前記第１画像を撮影し、前記第１時点以降の第２時点で前記第２画像を撮影することができる。
【０１４１】
制御部１８０は、前記第２画像を複数の画像領域に分割することができる。また、制御部１８０は、前記第１画像の分割された画像領域と、前記第２画像の分割された画像領域とを比較することができる。制御部１８０は、前記比較の結果に基づいて前記障害物に関する第１情報を検出することができる。
【０１４２】
制御部１８０は、前記第２画像の分割された画像領域のうち、前記第１画像の分割された画像領域のそれぞれに対応する領域をマッチさせることができる。すなわち、制御部１８０は、前記第１時点で撮影された第１画像に含まれる複数の画像領域と、前記第２時点で撮影された第２画像に含まれる複数の画像領域とを比較し、前記第２画像に含まれる複数の画像領域をそれぞれ前記第１画像に含まれる複数の画像領域のうち対応する領域にマッチさせることができる。
【０１４３】
よって、制御部１８０は、前記マッチさせた結果に基づいて前記障害物に関する第１情報を検出することができる。
【０１４４】
一方、カメラセンサ１４４は、前記第１画像が撮影された前記第１時点以降に行われたロボット掃除機１００の走行が特定条件を満たす場合、前記第２画像を撮影するようにしてもよい。例えば、前記特定条件には、走行時間、走行距離及び走行方向の少なくとも１つに関する条件が含まれる。
【０１４５】
以下、図８Ａ〜図８Ｅを参照して、本発明による移動ロボットが撮影された複数の画像を用いて障害物を検出する一実施形態を説明する。
【０１４６】
図８Ａには第１画像を示し、図８Ｂには第２画像を示す。前述したように、前記第１画像は、前記第１時点でカメラセンサ１４４により撮影されたものであり、前記第２画像は、前記第１時点以降の第２時点でカメラセンサ１４４により撮影されたものである。
【０１４７】
制御部１８０は、ロボット掃除機１００の駆動部１３０に接する床に関する情報に基づいて、前記第１画像を変換することができる。この場合、前記床に関する情報は、ユーザにより予め設定することができる。前記変換された第１画像を図８Ｃに示す。すなわち、制御部１８０は、前記第１画像に対して逆遠近法マッピング（Inverse Perspective Mapping）を行うことにより、前記第１画像を変換することができる。
【０１４８】
例えば、制御部１８０は、前記第１画像に対応する床に関する基準画像に、前記第１画像を投影することにより、前記第１画像を変換することができる。この場合、制御部１８０は、前記第１画像に対応する床に障害物が存在しないと仮定した状態で、前記第１画像を変換するようにしてもよい。
【０１４９】
また、制御部１８０は、前記変換された第１画像を前記第２画像に投影することにより、第３画像を生成することができる。
【０１５０】
具体的には、制御部１８０は、前記変換された第１画像を前記第２画像にバックプロジェクション（Back Projection）することができる。前記変換された第１画像が前記第２画像にバックプロジェクションされて生成された第３画像を図８Ｄに示す。
【０１５１】
また、制御部１８０は、前記生成された第３画像と前記第２画像とを比較し、前記障害物に関する第２情報を検出することができる。制御部１８０は、前記生成された第３画像と前記第２画像の色差に基づいて、前記障害物に関する第２情報を検出するようにしてもよい。
【０１５２】
以下、図８Ｅを参照して、前記検出された第２情報を前記第２画像に表示する一実施形態を説明する。図８Ｅにおいて、前記検出された第２情報は黒い点で示す。
【０１５３】
前記逆遠近法マッピングアルゴリズムは、撮影された画像の分割された画像領域に対しても行うことができる。すなわち、制御部１８０は、前述したように、前記第１及び第２画像にそれぞれ含まれる複数の画像領域のうちマッチングされた複数の画像領域に対して、前記逆遠近法マッピングアルゴリズムを行うことができる。つまり、制御部１８０は、前記第１画像に含まれる複数の画像領域の１つと、前記１つの画像領域にマッチングされる、前記第２画像に含まれる画像領域に対して前記逆遠近法マッピングアルゴリズムを行うことにより、前記障害物に関する情報を検出することができる。
【０１５４】
他の例において、制御部１８０は、前記第１及び第２画像から少なくとも１つの特徴点を抽出することができる。また、制御部１８０は、前記抽出された特徴点に基づいて、前記障害物に関する第３情報を検出することができる。
【０１５５】
具体的には、制御部１８０は、連続して撮影される第１及び第２画像のオプティカルフロー（Optical Flow）に関する情報を推定することができる。制御部１８０は、前記推定されたオプティカルフローに関する情報に基づいて、ロボット掃除機１００が走行中の床面のホモグラフィ（Homography）に関する情報を抽出することができる。よって、制御部１８０は、前記ホモグラフィに関する情報を用いて、前記障害物に関する第３情報を検出することができる。例えば、制御部１８０は、前記抽出された特徴点に対応するホモグラフィのエラー値を算出し、前記障害物に関する第３情報を検出することができる。
【０１５６】
さらに他の例において、制御部１８０は、前記第１及び第２画像に含まれる角又は線分に基づいて特徴点を抽出することができる。
【０１５７】
以下、図８Ｆを参照して、前記第１画像の特徴点を抽出する一実施形態を説明する。図８Ｆにおいて、前記検出された第３情報は黒い点で示す。
【０１５８】
一方、制御部１８０は、前記第１〜第３情報のそれぞれに対して加重値に関する情報を設定することができる。また、制御部１８０は、前記設定された加重値及び前記第１〜第３情報に基づいて、前記障害物に関する第４情報を検出することができる。
【０１５９】
具体的には、制御部１８０は、グラフカット（Graph-Cut）アルゴリズムを用いて、前記第１〜第３情報にそれぞれ対応する加重値に関する情報を設定することができる。また、制御部１８０は、ユーザの入力に基づいて、前記加重値に関する情報を設定することができる。よって、制御部１８０は、前述した障害物検出方法を組み合わせて、最終的に前記障害物に関する第４情報を検出することができる。
【０１６０】
また、制御部１８０は、前記第１〜第４情報を用いて、前記障害物に関するマップ情報を生成することができる。
【０１６１】
以下、図９を参照して、本発明の他の実施形態によるロボット掃除機の制御方法について説明する。
【０１６２】
カメラセンサ１４４は、第１画像を撮影し（Ｓ６０１）、前記第１画像を撮影してから第２画像を撮影する（Ｓ６０２）。
【０１６３】
制御部１８０は、前記第１及び第２画像をそれぞれ複数の画像領域に分割する（Ｓ６０３）。
【０１６４】
制御部１８０は、前記第２画像の分割された画像領域と、前記第１画像の分割された画像領域とをマッチさせる（Ｓ６０４）。
【０１６５】
制御部１８０は、前記マッチされた領域のいずれか一方の領域を他方の領域に逆遠近法マッピングする（Ｓ６０５）。
【０１６６】
制御部１８０は、前記逆遠近法マッピングの結果に基づいて障害物を検出する（Ｓ６０６）。
【０１６７】
本発明によれば、１つのカメラのみで障害物を検出することができるので、ロボット掃除機の製造コストを低減することができる。
【０１６８】
また、本発明によるロボット掃除機は、単眼カメラを用いることにより障害物検出性能を向上させることができる。
【０１６９】
さらに、本発明によるロボット掃除機は、カメラの設置状態に影響されることなく、正確に障害物を検出することができる。
【０１７０】
前述した実施形態及び利点は単なる例示にすぎず、本発明を制限するように解釈されてはならない。本発明は、他のタイプの装置にも容易に適用することができる。本発明の詳細な説明は単なる例示にすぎず、請求の範囲を制限するものではない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば様々な代案、変更及び変形が可能であろう。本明細書で説明された例示的実施形態の特徴、構造、方法及びその他の特性は、追加及び／又は代替の例示的実施形態を得るために、様々な方法で組み合わせられてもよい。
【０１７１】
本発明は、本発明の思想及び必須の特徴から逸脱しない範囲で様々な特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。よって、本発明の詳細な説明は単なる例示にすぎず、あらゆる面で制限的に解釈されてはならない。本発明の範囲は請求の範囲の合理的解釈により定められるべきであり、本発明の等価的範囲内でのあらゆる変更が本発明の範囲に含まれる。
【図１Ａ】
2020518062.tif 000003
【図１Ｂ】
2020518062.tif 000004
【図２】
2020518062.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020518062.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2020518062.tif 000013
【図８Ｃ】
2020518062.tif 000014
【図８Ｄ】
2020518062.tif 000015
【図８Ｅ】
2020518062.tif 000016
【図８Ｆ】
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【図９】
2020518062.tif 000018
【国際調査報告】
2020518062.tif 000019
2020518062.tif 000020