特表 2024-530640 バッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-23

(54)【発明の名称】バッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボット

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/28 20060101AFI20240816BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

A47L9/28 U

A47L9/28 E

H02J7/00 302C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506701

(86)(22)【出願日】2022-07-28

(85)【翻訳文提出日】2024-02-02

(86)【国際出願番号】 KR2022011098

(87)【国際公開番号】W WO2023013971

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】10-2021-0102063

(32)【優先日】2021-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

【氏名又は名称原語表記】ＬＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１２８， Ｙｅｏｕｉ－ｄａｅｒｏ， Ｙｅｏｎｇｄｅｕｎｇｐｏ－ｇｕ， ０７３３６ Ｓｅｏｕｌ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100159259

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 実

(72)【発明者】

【氏名】ソン ピョンコン

(72)【発明者】

【氏名】イ サンキュ

【テーマコード（参考）】

3B057

5G503

【Ｆターム（参考）】

3B057DA00

5G503AA01

5G503BA01

5G503BA04

5G503DB01

5G503EA02

(57)【要約】

本発明は、複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラを含み、前記バッテリーコントローラは、前記出力電圧に基づいて複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返し、前記第１時間は、前記第２時間より小さなことを特徴とする。
【選択図】図８ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、
前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、
前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、
前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、
前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラを含み、
前記バッテリーコントローラは、
前記出力電圧に基づいて複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、
前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返す、バッテリー管理装置。

【請求項2】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーと前記電圧検出部とが接続された間に前記補助バッテリーの出力電圧を検出する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項3】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、前記残余電圧値が第１電圧値より小さな場合、
前記補助バッテリーの除去状態と判断する、請求項２に記載のバッテリー管理装置。

【請求項4】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、前記残余平均電圧値が第１電圧値より大きいか、または同じ場合、
前記補助バッテリーの装着状態と判断する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項5】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーの出力電圧から周期的に残余電圧値を計算し、前記残余電圧値が前記第１電圧より小さくなってから再度前記第１電圧より大きいか、または前記第１電圧と同じになる場合、
前記補助バッテリーの最初電圧値を算定する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項6】

前記補助バッテリーの最初電圧値は、第３時間の間に第４時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値である、請求項５に記載のバッテリー管理装置。

【請求項7】

前記第３時間は、第２時間より小さく、第１時間より大きく、
前記第２時間は、第４時間より大きく、
前記第１時間は、前記第２時間より小さい、請求項６に記載のバッテリー管理装置。

【請求項8】

前記バッテリーコントローラは、
前記複数のバッテリー各々の最初電圧値を算定し、前記最初電圧値が最も大きなバッテリーを前記メインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを前記補助バッテリーとして選択する、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項9】

前記バッテリーコントローラは、
前記メインバッテリーと前記電源部とを接続させ、前記補助バッテリーと前記電源部との接続を解除させる、請求項１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項10】

前記補助バッテリーの残余電圧値は、第１時間の間に第５時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値である、請求項３に記載のバッテリー管理装置。

【請求項11】

複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、
前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、
前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、
前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、
前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラとを含み、
前記バッテリーコントローラは、
前記各バッテリーの最初電圧値を算定し、前記各バッテリーの最初電圧値に基づいて、複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、
第６時間の間隔で前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、
前記残余電圧値は、第７時間の間に前記補助バッテリーの出力電圧の平均値であり、
前記第６時間は、前記第７時間より大きい、バッテリー管理装置。

【請求項12】

前記各バッテリーの最初電圧値は、第３時間の間に第４時間間隔で測定した複数回の前記各バッテリーの出力電圧値の平均値で、
前記第６時間は、第３時間より大きい、請求項１１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項13】

前記第３時間は、前記第７時間より大きい、請求項１２に記載のバッテリー管理装置。

【請求項14】

前記残余電圧値は、第７時間の間に第５時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値で、
前記第５時間間隔は、前記第４時間間隔より大きい、請求項１２に記載のバッテリー管理装置。

【請求項15】

前記第５時間間隔で測定した前記補助バッテリーの出力電圧値の測定回数は、前記第４時間間隔で測定した前記各バッテリーの出力電圧値の測定回数より小さい、請求項１４に記載のバッテリー管理装置。

【請求項16】

前記バッテリーコントローラは、前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返し、
前記補助バッテリーと前記電圧検出部とが接続された間に前記補助バッテリーの出力電圧を検出する、請求項１１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項17】

前記バッテリーコントローラは、
前記最初電圧値が最も大きなバッテリーを前記メインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを前記補助バッテリーとして選択する、請求項１１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項18】

前記バッテリーコントローラは、
前記メインバッテリーと前記電源部とを接続させ、前記補助バッテリーと前記電源部との接続を解除させる、請求項１１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項19】

前記バッテリーコントローラは、
前記残余平均電圧値が第１電圧値より小さな場合、前記補助バッテリーの除去状態と判断する、請求項１１に記載のバッテリー管理装置。

【請求項20】

複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、
前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、
前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、
前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、
前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラとを含み、
前記バッテリーコントローラは、
前記出力電圧に基づいて複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、
前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を接続する接続状態と前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を接続解除する接続解除状態を交互に実行する、バッテリー管理装置。

【請求項21】

本体と、
前記本体に設置されて前記本体を移動させるホイール部と、
前記本体の駆動のための電源を供給する複数のバッテリーと、
前記複数のバッテリーを管理するバッテリー管理装置とを含み、
前記バッテリー管理装置は、
複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、
前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、
前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、
前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、
前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラとを含み、
前記バッテリーコントローラは、
前記出力電圧に基づいて複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、
前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返す、移動ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

移動ロボットは、底からほこりなどの異質物を吸い込むか、または底の異質物を拭くことによって掃除する機器である。最近では、拭き掃除を行うことができる移動ロボットが開発されている。

【0003】

移動ロボットの掃除時間を増大させ、バッテリーの交換を容易にするためにデュアルバッテリーを使用する。デュアルバッテリーを使用する場合、周期的にバッテリー残量をチェックし、バッテリー残量が多いバッテリーをメインバッテリーとして使用し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして使用する。

【0004】

先行技術文献１には、デュアルバッテリーを使用しながら、各バッテリーから取得した情報と検出された各バッテリーの出力電圧に基づいて、メインバッテリーを選択する技術を開示している。

【0005】

しかしながら、従来技術の場合、使用しない補助バッテリーのバッテリー残量をチェックするための方法を開示しておらず、補助バッテリーの消費電力を減らす方法も全く開示していない。

【0006】

従来の技術の場合、繰り返し的に補助バッテリーのバッテリー残量をチェックし続ける場合、補助バッテリーの消費電力が高まり、補助バッテリーの寿命が減るという問題点が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１６－２２０８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする課題は、デュアルバッテリー使用時にバッテリー使用時間を増加させるためのバッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボットを提供することにある。

【0009】

本発明が解決しようとする他の課題は、デュアルバッテリー使用時に補助バッテリーの残量を継続的に確認しながら補助バッテリーの消費電力を減らすバッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボットを提供するためである。

【0010】

本発明が解決しようとするさらに他の課題は、デュアルバッテリー使用時に補助バッテリーの交換を継続的に確認しながら補助バッテリーの消費電力を減らすバッテリー管理装置及びこれを含む移動ロボットを提供するためである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、本発明は、前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返し、前記第１時間は、前記第２時間より小さなことを特徴とする。

【0012】

具体的に本発明は、複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラを含み、前記バッテリーコントローラは、前記出力電圧に基づいて複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返すことを特徴とする。

【0013】

前記バッテリーコントローラは、前記補助バッテリーと前記電圧検出部とが接続された間に前記補助バッテリーの出力電圧を検出することができる。

【0014】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、前記残余電圧値が第１電圧値より小さな場合、前記補助バッテリーの除去状態と判断することができる。

【0015】

前記バッテリーコントローラは、前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、前記残余平均電圧値が第１電圧値より大きいか、または同じ場合、前記補助バッテリーの装着状態と判断することができる。

【0016】

前記バッテリーコントローラは、
前記補助バッテリーの出力電圧から周期的に残余電圧値を計算し、前記残余電圧値が前記第１電圧より小さくなってから再度前記第１電圧より大きいか、または前記第１電圧と同じになる場合、前記補助バッテリーの最初電圧値を算定することができる。

【0017】

前記補助バッテリーの最初電圧値は、第３時間の間に第４時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値でありうる。

【0018】

前記第３時間は、第２時間より小さく、第１時間より大きく、前記第２時間は、第４時間より大きく、前記第１時間は、前記第２時間より小さくありうる。

【0019】

前記バッテリーコントローラは、前記複数のバッテリー各々の最初電圧値を算定し、前記最初電圧値が最も大きなバッテリーを前記メインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを前記補助バッテリーとして選択することができる。

【0020】

前記バッテリーコントローラは、前記メインバッテリーと前記電源部とを接続させ、前記補助バッテリーと前記電源部との接続を解除させることができる。

【0021】

前記補助バッテリーの残余電圧値は、第１時間の間に第５時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値でありうる。

【0022】

また、本発明の他の実施形態は、複数のバッテリーから動作電源電圧を生成する電源部と、前記電源部と前記各バッテリーとの間の接続及び解除を実施する電源接続転換部と、前記各バッテリーから出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部と、前記各バッテリーと前記各電圧検出部との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部と、前記電圧検出部から入力された情報に基づいて、前記電源接続転換部と前記検出接続転換部を制御するバッテリーコントローラとを含み、前記バッテリーコントローラは、前記各バッテリーの最初電圧値を算定し、前記各バッテリーの最初電圧値に基づいて、複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを補助バッテリーとして選択し、第６時間の間隔で前記補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、前記残余電圧値は、第７時間の間に前記補助バッテリーの出力電圧の平均値であり、前記第６時間は、前記第７時間より大きなことを特徴とする。

【0023】

前記各バッテリーの最初電圧値は、第３時間の間に第４時間間隔で測定した複数回の前記各バッテリーの出力電圧値の平均値で、前記第６時間は、第３時間より大きくありうる。

【0024】

前記第３時間は、前記第７時間より大きくありうる。

【0025】

前記残余電圧値は、第７時間の間に第５時間間隔で測定した複数回の前記補助バッテリーの出力電圧値の平均値で、前記第５時間間隔は、前記第４時間間隔より大きくありうる。

【0026】

前記第５時間間隔で測定した前記補助バッテリーの出力電圧値の測定回数は、前記第４時間間隔で測定した前記各バッテリーの出力電圧値の測定回数より小さくありうる。

【0027】

前記バッテリーコントローラは、前記補助バッテリーと前記電圧検出部との間を第１時間の間に接続し、第２時間の間に接続解除を周期的に繰り返し、前記補助バッテリーと前記電圧検出部とが接続された間に前記補助バッテリーの出力電圧を検出することができる。

【0028】

前記バッテリーコントローラは、前記最初電圧値が最も大きなバッテリーを前記メインバッテリーとして選択し、残りのバッテリーを前記補助バッテリーとして選択することができる。

【0029】

前記バッテリーコントローラは、前記メインバッテリーと前記電源部とを接続させ、前記補助バッテリーと前記電源部との接続を解除させることができる。

【0030】

前記バッテリーコントローラは、前記残余平均電圧値が第１電圧値より小さな場合、前記補助バッテリーの除去状態と判断することができる。

【0031】

また、本発明の一実施形態による移動ロボットは、上述なバッテリー管理装置を含む。

【発明の効果】

【0032】

前記解決手段を介して、本発明は、デュアルバッテリー使用時にバッテリー残量が多い一つのバッテリーだけを使用し、残りは使用しないから、全体バッテリーの使用時間を増加させ、非常時に充填ステーションへ移動するための非常電力を格納することができる利点が存在する。

【0033】

また、本発明は、デュアルバッテリー使用時に最初バッテリーの電圧値算定時に多くの回数の電圧値を平均して計算して正確性を高め、補助バッテリーの残量確認を最初バッテリーの電圧値算定より間歇的に実施して、補助バッテリーの残量確認から消費される消費電力を減らす利点が存在する。

【0034】

また、本発明は、デュアルバッテリー使用時に補助バッテリーの残量を間歇的に確認して、バッテリーを交換するかどうかを判断し、バッテリー交換と判断されると、多くの回数の電圧値を平均して最初バッテリーの電圧値を算定するので、バッテリー交換時に正確なバッテリーの出力電圧値を求めながらも、補助バッテリーの残量確認時にかかる消費電力を減らすことができる利点が存在する。

【0035】

また、本発明は、デュアルバッテリーを使用して、複数のバッテリーのうち、いずれか一つのバッテリーを交換しながら、移動ロボットの電源をオフさせなくても良いから、バッテリーが交換されても、掃除領域に対する情報及び掃除命令に対する情報をそのまま維持できる利点が存在する。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の一実施形態による移動ロボットの斜視図である。

【図2】図１に示す移動ロボットの平面図である。

【図3】図１に示す移動ロボットの正面図である。

【図4】図３に示す移動ロボットの断面図である。

【図5】図４に示すロボット掃除機においてセンシング部を中心に拡大した断面図である。

【図6】図１に示すロボット掃除機の分解斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態による移動ロボットの制御ブロック図である。

【図8a】本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を示す図である。

【図8b】図８ａにおいてメインバッテリーと補助バッテリーが選択された場合のスイッチングを示す図である。

【図9】補助バッテリーと電圧検出部を接続、接続解除する時間と、補助バッテリーの出力電圧を測定する時間とを比較した図である。

【図10】本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置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】

【0037】

以下で言及される構成要素の前に「第１、第２、第３」などの表現がつく用語使用は、指し示す構成要素の混同を避けるためのものに過ぎず、構成要素間の順序、重要度または主従関係などとは関係がない。例えば、第１構成要素無しで第２構成要素だけを含む発明も具現可能である。

【0038】

本明細書において使用される単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。

【0039】

図１は、本発明による移動ロボット１００の一例を示した斜視図で、図２は、図１に示す移動ロボット１００の平面図であり、図３は、図１に示す移動ロボット１００の正面図である。

【0040】

図１ないし図３を参照すると、移動ロボット１００は、一定領域を自律走行しながら自ら周辺環境を認識し、その環境に適合した掃除機能を行う。

【0041】

ここで言う掃除機能には、底領域に存在するほこりまたは異質物を吸入して除去する機能が含まれる。また、移動ロボット１００は、倉庫、家庭、事務室など多様な環境で使用されることができる。

【0042】

移動ロボット１００は、掃除機本体１１０、センシング部１３０及びバンパー１１５を含む。

【0043】

掃除機本体１１０は、移動ロボット１００の自律走行を制御する制御部１０を具備する。また、掃除機本体１１０は、移動ロボット１００の走行のためのホイール部１１７を具備する。前記ホイール部１１７により移動ロボット１００は、地面Ｇ上から移動することができる。

【0044】

ホイール部１１７は、掃除機本体１１０の下部において地面Ｇと接するように配置され、移動ロボット１００の移動方向の転換のために掃除機本体１１０と垂直な軸を中心に回転可能になされる。ホイール部１１７は、掃除機本体１１０に複数構成されることができ、各々独立的に駆動されることができる。

【0045】

一方、掃除機本体１１０には、移動ロボット１００の駆動のための電源を供給するバッテリー１１１が設置されることができる。バッテリー１１１は、第１バッテリー１１１ａと第２バッテリー１１１ｂを含むことができる。第１及び第２バッテリー１１１ａ、１１１ｂは、掃除機本体１１０に対して各々分離可能なように構成されて、別に充電されるか、または掃除機本体１１０に装着された状態で充填可能なようになされることができる。

【0046】

また、掃除機本体１１０の上面上には、移動ロボット１００の駆動と関連した色々な状態情報を表示してユーザに提供するディスプレイ部１１２が配置されることができる。前記状態情報は、電源状態、掃除状態、掃除モード、動作時間、故障の有無などの多様な情報を含むことができる。前記掃除モードは、倉庫や長い廊下のような空間のように障害物が多くない空間を一定のパターンで走行しながら掃除するモードと、事務室のように色々な障害物が多く存在する空間を一定のパターン無しで自律走行しながら掃除を行うモードを含むことができる。

【0047】

また、掃除機本体１１０の上面には、前記ディスプレイ部１１２と共にロボット掃除機１１０の状態をさらに他の形態で表示するランプ１１３が配置されることができる。

【0048】

前記ランプ１１３は、様々な色相の光を様々な方式で発散するように構成されることができる。

【0049】

例えば、ランプ１１３は、光を色相、光の明るさ、光がちらつく形態などを互いに異なるようにして表示できる。これにより、ユーザは、ディスプレイ部１１２を介した移動ロボット１００の状態情報の確認が難しい状況でも、ランプ１１３から発散される光を介して移動ロボット１００の状態情報をより直観的に受け取ることができる。また、本発明では、ランプ１１３が一個で構成される場合を例に挙げて説明したが、複数で構成されて互いに隣接して配置されることができる。

【0050】

センシング部１３０は、掃除機本体１１０の上側隅部分の側面と上面に対して各々傾斜するように配置されて、掃除機本体１１０の側面方向と上方を共に撮影できる。例えば、センシング部１３０は、一般的な撮影用カメラで構成されることができる。そして、センシング部１３０は、図２に示すように、前記バンパー１１５の後方に配置される。

【0051】

また、前記センシング部１３０は、地面を基準として２５゜乃至３５゜の範囲の勾配を有するように形成されることができる。一方、センシング部１３０は、掃除機本体１１０の床面から前記バンパー１１５が形成された第１高さＨ１と同一であるか、または前記第１高さＨ１を超えない第２高さＨ２上に形成されることができる。例えば、センシング部１３０は、図３及び図４に示すように、バンパー１１５が形成された第１高さＨ１より低いながら前記第１高さＨ１に隣接する第２高さＨ２上に形成されることができる。

【0052】

このような構造によれば、バンパー１１５は、掃除機本体１１０の前面を取り囲むように形成されて、障害物から移動ロボット１００を保護する範囲を拡大する一方、バンパー１１５自体の検知機能を利用した障害物検知性能の向上を期待することができる。

【0053】

また、センシング部１３０の位置を前記第１高さＨ１の範囲内で最大限高い地点に配置して、センシング部１３０を介した映像サンプリング作業の信頼度を高めることができる。また、センシング部１３０の位置が前記第１高さＨ１の範囲内に配置されて、衝突による衝撃からセンシング部１３０をさらに安全に保護することができる。

【0054】

一方、移動ロボット１００は、円筒形状の外観を有することができ、後述する掃除機本体１１０の上面と側面との間に形成される傾斜部１４０の構造により、移動ロボット１００の上部に位置する障害物により発生する挟まり現象を防止できる。ここで、前記バンパー１１５は、前記傾斜部１４０に沿って傾斜するように形成されて、障害物による挟まりを防止できる。

【0055】

このようなセンシング部１３０の構成によれば、移動ロボット１００のカメラ構成に対する新しいフォームファクタを提供でき、掃除機本体１１０の周辺環境に対する撮影領域をさらに拡張させることができる。また、移動ロボット１００の走行方向に対して側面方向と側面部の上方領域に対する映像情報をさらに効果的に獲得して、オフィスのように狭くて長い形態の廊下構造、または天井が高い掃除環境でも映像情報のサンプリング作業が容易になされることができる。

【0056】

バンパー１１５は、掃除機本体１１０の前半（ＦＨ、ｆｉｒｓｔ ｈａｌｆ）領域の少なくとも一部を覆うように配置される。前記前半ＦＨは、全体を半分ずつ二つに分けたものの前の方の半分を意味する。例えば、バンパー１１５は、図２に示すように、掃除機本体１１０の前半ＦＨ領域のうち、掃除機本体１１０の側面と上面の少なくとも一部を覆うように配置されることができる。

【0057】

バンパー１１５は、移動ロボット１００が走行中に障害物とぶつかる場合、そのときに発生する衝撃を吸収するように、一面が弾性変形可能な材質からなるか、または衝突時に加圧された後に本来の状態に復元される構造からなることができる。これにより、移動ロボット１００は、走行中に障害物との衝突にともなう衝撃を吸収して、耐久性がさらに向上することができる。また、バンパー１１５は、障害物との衝突時にその衝撃を検知するように構成されることができる。

【0058】

ここで、センシング部１３０は、前記バンパー１１５の後方に配置されることができる。例えば、センシング部１３０は、前記掃除機本体１１０から前記バンパー１１５の形成された部分を除いたバンパー１１５の後方領域のうち、前記バンパー１１５と隣接する位置に配置されることができる。

【0059】

一方、移動ロボット１００は、超音波センシング部１６０をさらに含むことができる。

【0060】

超音波センシング部１６０は、バンパー１１５の前方側の一面に配置され、掃除機本体１１０の前方に超音波を送信し、反射される超音波を受信して障害物との距離、方向を検知できる。一方、超音波センシング部１６０は、掃除機本体１１０の上下方向に基づいて前記センシング部１３０の下に配置されることができる。

【0061】

また、移動ロボット１００の前方側には、移動ロボット１００の前方に向けて配置されて移動ロボット１００の前方側を撮影可能なように構成される前方カメラ１５０が配置されることができる。一方、移動ロボット１００の前方は、掃除機本体１１０が正方向Ｆに走行する側、すなわち掃除機本体１１０の前のほうを意味し、移動ロボット１００の後方［すなわち、正方向Ｆに反対になる逆方向Ｒ］は、掃除機本体１１０の後ろのほうを意味する。

【0062】

また、掃除機本体１１０の床面部の両側には、それぞれ第１サイドブラシ１８１と第２サイドブラシ１８２が備えられることができる。第１及び第２サイドブラシ１８１、１８２は、移動ロボット１００に対して垂直な軸を中心に回転可能に構成され、移動ロボット１００の外側領域の地面Ｇ上に存在する異質物を移動ロボット１００の吸込装置（図示せず）に移す機能を行う。第１及び第２サイドブラシ１８１、１８２の外周面には、地面Ｇの異質物を底から分離させるための複数の第１ブラシ１８１ａと第２ブラシ１８２ａがそれぞれ形成される。

【0063】

一方、移動ロボット１００は、上部センシング部１２０をさらに含むことができる。

【0064】

上部センシング部１２０は、掃除機本体１１０の上面から一定高さ突出して配置される。そして、上部センシング部１２０は、掃除機本体１１０の周辺にレーザーを照射して、移動ロボット１００の走行状態または停止状態で、掃除機本体１１０の周辺に位置する壁のような障害物を検知するようになされる。

【0065】

例えば、上部センシング部１２０は、ライダー（ＬｉＤＡＲ）で構成されることができる。ライダーは、レーザパルスを発射し、その光が周囲の対象物体から反射して帰ってくるのを受けて、物体までの距離などを測定することによって、周辺の姿を精密に描き出す装置である。

【0066】

一方、移動ロボット１００は、傾斜部１４０をさらに含むことができる。

【0067】

傾斜部１４０は、掃除機本体１１０の上側の隅部分の上面から下向きに傾斜するように形成され、センシング部１３０の撮影のための貫通部１４１を具備する。ここで、前記センシング部１３０は、傾斜部１４０の内側に配置され、前記貫通部１４１の貫通領域を介して掃除機本体１１０の周辺領域を撮影するように構成される。

【0068】

以下、センシング部１３０と傾斜部１４０の特徴について、図１ないし図３と共に図４及び図５をさらに参照して説明する。

【0069】

図４は、図３に示す移動ロボット１００の断面図で、図５は、図４に示す移動ロボット１００においてセンシング部１３０を中心に拡大した断面図である。

【0070】

図１ないし図５を参照すると、センシング部１３０は、第１カメラ部１３１と第２カメラ部１３２を含むことができる。

【0071】

掃除機本体１１０の内部には、図４に示すように移動ロボット１００の吸込装置を介して掃除機本体１１０の内部に集まる異質物を収容するためのほこりボックス１７０が配置されることができる。また、ほこりボックス１７０は、比較的粒子の大きな異質物と比較的粒子の小さな異質物を各々集塵するように区画形成される第１収容部１７０ａと第２収容部１７０ｂを具備できる。

【0072】

また、ほこりボックス１７０の上部には、ほこりボックス１７０の外部に排出する空気中の異物やほこりをフィルタリングするほこりフィルタ１７１が装着されることができる。

【0073】

第１カメラ部１３１と第２カメラ部１３２は、掃除機本体１１０の上側の隅領域の一側と他側からそれぞれ傾斜するように配置され、掃除機本体１１０の側面方向と上方を共に撮影するようになされる。第１カメラ部１３１と第２カメラ部１３２は、それぞれ図２に示すように掃除機本体１１０の前方中心線ＣＬから左右対称の位置に配置されることができる。

【0074】

これにより、第１及び第２カメラ部１３１、１３２を介して掃除機本体１１０の周辺環境をより広い領域を含んで撮影でき、結果的に第１及び第２カメラ部１３１、１３２を介して撮影される映像を利用して得られる情報の量をさらに増加させることができる。

【0075】

前記傾斜部１４０は、前記第１及び第２カメラ部１３１、１３２の構成に対応して、掃除機本体１１０の一側と他側にそれぞれ形成される第１斜面１４０ａと第２斜面１４０ｂを具備できる。また、前記第１斜面１４０１ａと第２斜面１４０ｂに対応して、前記貫通部１４１は、前記第１カメラ部１３１と第２カメラ部１３２の撮影のための第１貫通ホール１４１ａと第２貫通ホール１４１ｂをそれぞれ具備できる。

【0076】

また、制御部１０は、第１及び第２カメラ部１３１、１３２から撮影された映像を利用して、移動ロボット１００の走行領域内の現在位置を検知するようになされることができる。このような、移動ロボット１００の位置検知は、第１及び第２カメラ部１３１、１３２を介して獲得する映像情報を利用してＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｐ－Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）作業を行い、これを通じて作られる地図情報を利用することにより具現化されることができる。

【0077】

ここで、前記センシング部１３０の光軸が前記貫通部１４１の中心軸より上方に向けるように、センシング部１３０の勾配が傾斜部１４０の勾配より小さく形成される。図５を参照して、第２カメラ部１３２と第２斜面１４０ｂを例に挙げて第２センシング部１３０と傾斜部１４０の特徴について説明すると、第２カメラ部１３２の光軸１３２ａ、すなわち、光学系において光線の進行を検討するとき、その方向と位置の基準にする線が第２貫通ホール１４１ｂの中心軸１４１ｂ′より移動ロボット１００の上方に向けるように、第２カメラ部１３２の勾配（α）が第２斜面１４０ｂの勾配（β）より小さく形成される。例えば、第２斜面１４０ｂの勾配（β）が４５゜の場合、第２カメラ部１３２の勾配（α）は、３０゜に形成されることができる。

【0078】

図６は、図１に示す移動ロボット１００の分解斜視図である。

【0079】

図６を参照すると、掃除機本体１１０は、上部ケース１１０ａと下部ケース１１０ｂから構成されることができ、上部ケース１１０ａと下部ケース１１０ｂとの結合により移動ロボット１００の駆動のための様々な部品を収容する内部空間を形成できる。

【0080】

バッテリー１１１は、センシング部１３０、入力部１６、出力部１７、制御部１０、第１サイドブラシ１８１と第２サイドブラシ１８２に電源を供給する。

【0081】

図７を参考すると、移動ロボット１００の動作や状態または外部の状況と関連した各種情報を検知するセンシング部１３０を含む。

【0082】

センシング部１３０は、移動ロボット１００から離隔した外部の障害物を検知する障害物検知センサ２１を含むことができる。複数の障害物検知センサ２１は、複数備えられることができる。障害物検知センサ２１は、ボディー３０に配置されることができる。障害物検知センサ２１は、赤外線センサ、超音波センサ、ＲＦセンサ、地磁気センサ、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）センサなどを含むことができる。

【0083】

センシング部１３０は、外部からの識別信号を受信して位置を判別する位置信号センサ２２を含むことができる。例えば、位置信号センサ２２は、超広帯域通信（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ：ＵＷＢ）信号を利用するＵＷＢセンサでありうる。制御部１０は、位置信号センサ２２から受信された信号によって移動ロボット１００の位置を把握できる。

【0084】

外部からの識別信号は、外部に配置されたビーコン（ｂｅａｃｏｎ）等信号発生器が送信する信号であって、信号発生器は複数備えられ、複数の互いに離れた場所に各々が備えられることができる。位置信号センサ２２は、互いに異なる場所に配置された信号発生器から送信された識別信号を受信することが可能である。

【0085】

センシング部１３０は、床面に断崖の存在有無を検知する第１床面検知センサ２３ａを含むことができる。第１床面検知センサ２３ａは、移動ロボット１００の前方及び／または後方の断崖有無を検知できる。第１床面検知センサ２３ａは、底との距離を検知し、制御部は、床面との距離が予め設定された距離より大きな場合、断崖と判断し、これに対応する動作を行うように制御できる。

【0086】

一例として、第１床面検知センサ２３ａは、光センサを含むことができ、光センサは、レーザセンサまたは赤外線センサを含むことができる。第１床面検知センサ２３ａは、床面に向けて光を放出する出光部（図示せず）と床面から反射された光を受光する受光部（図示せず）を含むことができる。第１床面検知センサ２３ａは、受光部に戻ってくる時間差により距離を測定できる。

【0087】

また、第１床面検知センサ２３ａは、床面から反射される光の反射量を検知できる。具体的に、受光部は戻ってくる光の光量、照度などを測定して、出光部から照射された光対比反射率を求めることができる。第１床面検知センサ２３ａは、床面から反射される光の反射量を検知して、制御部に床面の材質を検出できる手段を提供する。

【0088】

センシング部１３０は、床面のイメージに基づいて移動ロボットの移動量を検出する第２床面検知センサ２３ｂを含むことができる。第２床面検知センサ２３ｂは、床面から反射される光の反射量を検知できる。または、第２床面検知センサ２３ｂは、イメージ品質情報から底の反射度（粗さ）を検出できる。

【0089】

例えば、第２床面検知センサ２３ｂは、オプティカルフローセンサ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｓｅｎｓｏｒ）を含むことができる。オプティカルフローセンサ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｓｅｎｓｏｒ）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映像を変換して、所定形式の映像データを生成する。生成された映像データは、制御部に伝達されることができる。

【0090】

また、一つ以上の光源がオプティカルフローセンサに隣接して設置されることができる。一つ以上の光源は、イメージセンサにより撮影される床面の所定領域に光を照射する。すなわち、移動ロボットが床面に沿って特定領域を移動する場合に、床面が平坦であると、イメージセンサと床面との間には、一定の距離が維持される。

【0091】

これに対し、移動ロボットが不均一な表面の床面を移動する場合には、床面の凹凸及び障害物により一定の距離以上遠ざかるようになる。このとき、一つ以上の光源は、照射される光の量を調節するように制御部により制御されうる。光源は、光量調節が可能な発光素子、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などでありうる。

【0092】

オプティカルフローセンサを利用して、制御部は、移動ロボットの滑りに関係なく移動ロボットの位置を検出できる。制御部は、オプティカルフローセンサにより撮影された映像データを時間に応じて比較分析して、移動距離及び移動方向を算出し、これに基づいて移動ロボットの位置を算出できる。オプティカルフローセンサを利用して移動ロボットの下方に対するイメージ情報を利用することによって、制御部は、他の手段により算出した移動ロボットの位置に対して滑りに強靭な補正をできる。

【0093】

第２床面検知センサ２３ｂは、床面から反射される光の反射量を検知したり、床面のイメージを分析して、制御部に床面の材質を検出できる手段を提供する。

【0094】

また、第１床面検知センサ２３ａと、第２床面検知センサ２３ｂが既存に断崖と移動ロボットの移動量を検知する機能しながら、同時に床面の材質を判断する機能も行うことができるという長所が存在する。

【0095】

センシング部１３０は、外部の映像を検知するカメラ２４を含むことができる。カメラ２４は、ボディー３０に配置されることができる。カメラ２４は、ボディー３０の上側の映像を検知できる。

【0096】

センシング部１３０は、外部環境の３次元位置情報を検知する３Ｄセンサ２５を含むことができる。

【0097】

一例として、３Ｄセンサ１３５は、赤外線を照射する光照射部（図示せず）と、外部の物体に反射された赤外線を検知する３Ｄカメラ（３Ｄ Ｄｅｐｔｈ Ｃａｍｅｒａ）（図示せず）を含むことができる。光照射部は、所定のパターンを有した赤外線を照射することもできる。３Ｄカメラは、ＩＲカメラまたはＲＧＢ－Ｄｅｐｔｈカメラなどでありうる。このような３Ｄセンサ１３５は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により具現化されることができる。

【0098】

他の例として、３Ｄセンサ１３５は、２個以上のカメラを具備して、２個以上のカメラから獲得される２個以上の映像を組み合わせることによって、３次元座標情報を生成するステレオビジョン方式により具現化されることができる。

【0099】

センシング部１３０は、本体１１０の床面（Ｈ）に対した勾配情報を獲得する勾配情報獲得部（図示せず）を含むことができる。例えば、勾配情報獲得部は、ジャイロセンサ２６を含むことができる。勾配情報獲得部は、ジャイロセンサ２６の検知信号を勾配情報に変換する処理モジュール（図示せず）を含むことができる。処理モジュールは、制御部１０の一部であって、アルゴリズムやプログラムにより具現化されることができる。他の例として、勾配情報獲得部は、磁界センサ２７を含んで、地球の磁界に対する検知情報に基づいて勾配情報を獲得することもできる。

【0100】

ここで、床面は水平面を意味し、重力方向に垂直な平面を意味する。ジャイロセンサ２６は、本体１１０の水平面に対する回転角速度に対する情報を獲得できる。具体的にジャイロセンサ２６は、水平面に平行し互いに直交するＸ軸及びＹ軸を中心にした回転角速度を検知できる。処理モジュールを介してＸ軸に対する回転角速度（ロール）とＹ軸に対する回転角速度（ピッチ）とを合成して、水平面に対する回転角速度を算出できる。処理モジュールを介して回転角速度を積分して、勾配値を算出できる。

【0101】

ジャイロセンサ２６は、決まった基準方向を検知できる。勾配情報獲得部は、基準方向を根拠として勾配情報を獲得できる。

【0102】

ジャイロセンサ２６は、互いに直交する空間座標系の３個の軸に対するジャイロ（Ｇｙｒｏ）センシング機能を具備できる。ジャイロセンサ２６から収集された情報は、ロール（Ｒｏｌｌ）、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）及びヨー（Ｙａｗ）情報でありうる。処理モジュールは、ローリング（ｒｏｌｌ）、ピッチング（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）角速度を積分して、移動ロボット１００の方向角の算出が可能である。

【0103】

ジャイロセンサ２６は、本体１１０に配置されることが好ましい。これにより、ジャイロセンサ２６は、本体１１０が属する後述する残りのパートＱに配置される。また、勾配情報獲得部は、残りのパートＱに配置される。

【0104】

ジャイロセンサ２６は、別のセンサにより具現されても良く、後述するＩＭＵセンサの一部機能として具現されても良い。

【0105】

センシング部１３０は、磁界を検知する磁界センサ２７を含むことができる。磁界センサ２７は、互いに直交する空間座標系の３個の軸に対する磁界センシング機能を具備できる。磁界センサ２７は、方向角（方位角）を測定できる。磁界センサ２７は、別のセンサにより具現されても良く、後述するＩＭＵセンサの一部機能として具現されても良い。

【0106】

センシング部１３０は、移動ロボット１００の加速度を検知する加速度センサ２８を含むことができる。加速度センサ２８は、互いに直交する空間座標系の３個の軸に対する加速度センシング機能を具備できる。加速度センサ２８は、別途のセンサにより具現されても良く、後述するＩＭＵセンサの一部機能として具現されても良い。

【0107】

移動ロボット１００は、慣性センサユニット（ＩＭＵ）（図示せず）を含むことができる。慣性センサユニットの情報に基づいて、移動ロボット１００は、走行モーションを安定化させることができる。慣性センサユニット（ＩＭＵ）は、ジャイロセンサ２６の機能、磁界センサ２７の機能及び加速度センサ２８の機能を有することができる。

【0108】

センシング部１３０は、移動ロボット１００の実際に動いた経路を認識するエンコーダ（図示せず）を含むことができる。

【0109】

移動ロボット１００は、ユーザの各種指示を入力できる入力部１６を含む。入力部１６は、ボタン、ダイヤル、タッチ型ディスプレイなどを含むことができる。入力部１６は、音声認識のためのマイク（図示せず）を含むことができる。入力部１６は、電源供給のＯＮ／ＯＦＦを入力するための電源スイッチ１６ａを含むことができる。

【0110】

移動ロボット１００は、ユーザに各種情報を出力する出力部１７を含む。出力部１７は、視覚的情報を出力するディスプレイ部１１２を含むことができる。出力部１７は、聴覚的情報を出力するスピーカー（図示せず）を含むことができる。

【0111】

移動ロボット１００は、各種情報を格納する格納部１８を含む。格納部１８は、揮発性または非揮発性記録媒体を含むことができる。格納部１８には、移動ロボット１００の各種エラー対応動作を制御するためのアルゴリズムが格納されることができる。

【0112】

格納部１８には、走行区域に対するマップが格納されることができる。マップは、通信部１９を介して情報を交換できる外部端末機により入力されたものであっても良く、移動ロボット１００が自ら学習して生成したものであっても良い。前子の場合、外部端末機には、マップ設定のためのアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）が搭載されたリモコン、ＰＤＡ、ラップトップ（ｌａｐｔｏｐ）、スマートフォン、タブレットなどを例に挙げることができる。

【0113】

移動ロボット１００は、所定のネットワークと接続可能な通信部１９を含むことができる。通信規約に従って、通信部１９は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮ、ＩＥＥＥ ８０２．１５ ＷＰＡＮ、ＵＷＢ、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｚ－ｗａｖｅ、Ｂｌｕｅ－Ｔｏｏｔｈなどのような無線通信技術を利用して具現されることができる。

【0114】

移動ロボット１００は、自律走行を制御する制御部１０を含む。制御部１０は、本体１１０の内部に配置されたメインＰＣＢ（Ｃｏ）により具現されることができる。

【0115】

制御部１０は、入力部１６の信号または通信部１９を介して入力される信号を処理できる。

【0116】

制御部１０は、センシング部１３０の検知信号を受け取って移動ロボットの走行を制御できる。

【0117】

制御部１０は、センシング部１３０が検知した映像を介して走行区域を学習し、現在位置を認識可能に制御できる。制御部１０は、映像を介して走行区域をマッピングするように備えられることができる。制御部１０は、映像を介して現在位置をマッピングされたマップ上において認識可能に備えられることができる。カメラ２４により撮影された映像は、走行区域のマップを生成し、走行領域内の現位置を検知するのに利用されることができる。例えば、制御部１０は、カメラにより撮影された上側方向の映像のうち、天井と側面との境界を利用して走行区域の地図を生成できる。また、制御部１０は、映像の特徴点に基づいて走行区域内の現位置を検知できる。

【0118】

制御部１０は、移動ロボット１００が走行後に充填台に復帰可能なように制御できる。

【0119】

例えば、移動ロボット１００は、充填台から送出された赤外線（ＩＲ：Ｉｎｆｒａ Ｒｅｄ）信号などを検知して、充填台に復帰可能に備えられることができる。制御部１０は、充填台から送出されて検知された信号に基づいて、移動ロボット１００が充填台に復帰するように制御できる。充填台は、所定の復帰信号を送出する信号送出部（図示せず）を含むことができる。

【0120】

他の例として、制御部１０は、現在位置をマップ上において認識して移動ロボット１００が充填台に復帰するように制御できる。マップ上において充填台に対応する位置と現在位置を認識でき、これを通じて移動ロボット１００は、充填台に復帰できる。

【0121】

制御部１０は、ユーザの端末機（例えば、スマートフォンやコンピュータ等）を介して入力された情報に基づいて、移動ロボット１００を制御できる。移動ロボット１００は、入力された情報を通信部１９を介して受信することができる。制御部１０は、入力された情報に基づいて、移動ロボット１００の走行パターン（例えば、ジグザグ方式で移動する走行または一定領域を集中的に掃除する走行）を制御できる。制御部１０は、入力された情報に基づいて、移動ロボット１００の特定機能（例えば、忘れ物探索機能または虫退治機能等）を活性するかどうかを制御できる。制御部１０は、入力された情報に基づいて、移動ロボット１００の掃除走行開始時点を特定時点に設定できる（予約掃除機能）。

【0122】

制御部１０は、バッテリー管理装置５００を制御できる。他の例として、バッテリー管理装置５００は、バッテリーコントローラ５６０により制御されても良く、バッテリーコントローラ５６０と制御部１０により制御されても良い。

【0123】

バッテリー管理装置５００は、複数のバッテリー１１１を使用する移動ロボットに效率的に電源を供給し、使用されないバッテリー１１１の残量を確認しながら使用されないバッテリー１１１の消費電力を減らす。

【0124】

以下、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置５００について詳説する。

【0125】

図８ａを参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置５００は、複数のバッテリー１１１で動作電源電圧を生成する電源部５２０、電源部５２０と各バッテリー１１１との間の接続及び解除を実施する電源接続転換部５１０、各バッテリー１１１から出力される出力電圧を検出する複数の電圧検出部５５０、各バッテリー１１１と各電圧検出部５５０との間の接続及び解除を実施する検出接続転換部５４０及び電圧検出部５５０から入力された情報に基づいて電源接続転換部５１０と検出接続転換部５４０を制御するバッテリーコントローラ５６０を含む。

【0126】

本実施形態では、２個のバッテリー１１１を使用すると説明するが、これに制限されるものではない。

【0127】

電源部５２０は、複数のバッテリー１１１のうち、少なくとも一つから出力電圧を介して移動ロボットが使用する動作電源電圧を生成する。電源部５２０は、需要先５３０と電気的に接続されることができる。

【0128】

電源部５２０は、第１バッテリー１１１ａと第１ライン５６１により電気的に接続される。電源部５２０は、第２バッテリー１１１ｂと第２ライン５６２により電気的に接続される。

【0129】

電源接続転換部５１０は、電源部５２０と各バッテリー１１１との間の接続及び解除を実施する。電源接続転換部５１０は、バッテリーコントローラ５６０により制御される。

【0130】

電源接続転換部５１０は、第１電源接続転換部５１１と第２電源接続転換部５１２を含む。

【0131】

第１電源接続転換部５１１は、電源部５２０と第１バッテリー１１１ａとの間の接続及び接続解除を実施する。具体的に、第１電源接続転換部５１１は、第１ライン５６１に配置されるスイッチを含むことができる。第１電源接続転換部５１１は、開放（ｏｐｅｎ）状態で電源部５２０と第１バッテリー１１１ａとの間を第１ライン５６１により電気的に接続させ、第１電源接続転換部５１１は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態で電源部５２０と第１バッテリー１１１ａとの間を電気的に断絶させる。

【0132】

第２電源接続転換部５１２は、電源部５２０と第２バッテリー１１１ｂとの間の接続及び接続解除を実施する。具体的に、第２電源接続転換部５１２は、第２ライン５６２に配置されるスイッチを含むことができる。第２電源接続転換部５１２は、開放（ｏｐｅｎ）状態で電源部５２０と第２バッテリー１１１ｂとの間を第２ライン５６２により電気的に接続させ、第２電源接続転換部５１２は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態で電源部５２０と第２バッテリー１１１ｂとの間を電気的に断絶させる。

【0133】

複数の電圧検出部５５０は、各バッテリー１１１から出力される出力電圧を検出して、バッテリーコントローラ５６０または／及び格納部１８に提供する。電圧検出部５５０は、公知された技術が使用されることができる。例えば、電圧検出部５５０は、第１バッテリー１１１ａの出力電圧を検出する第１電圧検出部５５１と、第２バッテリー１１１ｂの出力電圧を検出する第２電圧検出部５５２とを含むことができる。

【0134】

検出接続転換部５４０は、各バッテリー１１１と各電圧検出部５５０との間の接続及び解除を実施する。検出接続転換部５４０は、バッテリーコントローラ５６０により制御される。

【0135】

検出接続転換部５４０は、第１検出接続転換部５４１と第２検出接続転換部５４２とを含む。第１電圧検出部５５１は、第１バッテリー１１１ａと第３ライン５６３により電気的に接続される。第２電圧検出部５５２は、第２バッテリー１１１ｂと第４ライン５６４により電気的に接続される。

【0136】

第１検出接続転換部５４１は、第１電圧検出部５５１と第１バッテリー１１１ａとの間の接続及び接続解除を実施する。具体的に、第１検出接続転換部５４１は、第３ライン５６３に配置されるスイッチを含むことができる。第１検出接続転換部５４１は、開放（ｏｐｅｎ）状態で第１電圧検出部５５１と第１バッテリー１１１ａとの間を第３ライン５６３により電気的に接続させ、第１検出接続転換部５４１は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態で第１電圧検出部５５１と第１バッテリー１１１ａとの間を電気的に断絶させる。

【0137】

第２検出接続転換部５４２は、第２電圧検出部５５２と第２バッテリー１１１ｂとの間の接続及び接続解除を実施する。具体的に、第２検出接続転換部５４２は、第４ライン５６４に配置されるスイッチを含むことができる。第２検出接続転換部５４２は、開放（ｏｐｅｎ）状態で第２電圧検出部５５２と第２バッテリー１１１ｂとの間を第４ライン５６４により電気的に接続させ、第２検出接続転換部５４２は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態で第２電圧検出部５５２と第２バッテリー１１１ｂとの間を電気的に断絶させる。

【0138】

バッテリーコントローラ５６０は、電圧検出部５５０から入力された情報に基づいて電源接続転換部５１０と検出接続転換部５４０とを制御できる。もちろん、上述したように、実施形態によってバッテリーコントローラ５６０が省略され、制御部１０がバッテリーコントローラ５６０の役割を行うことができる。

【0139】

バッテリーコントローラ５６０は、出力電圧に基づいて複数のバッテリー１１１のうち、いずれかつのバッテリー１１１をメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリー１１１を補助バッテリーとして選択できる。

【0140】

具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、複数のバッテリー１１１各々の最初電圧値を算定し、最初電圧値が最も大きなバッテリーをメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリー１１１を補助バッテリーとして選択できる。

【0141】

バッテリーコントローラ５６０は、メインバッテリーと電源部５２０とを接続させ、補助バッテリーと電源部５２０との接続を解除させることができる。

【0142】

具体的に、図８ｂを参考すると、第１バッテリー１１１ａをメインバッテリーとして選択し、第２バッテリー１１１ｂを補助バッテリーとして選択した場合、第１電源接続転換部５１１は、開放（ｏｐｅｎ）状態になって電源部５２０と第１バッテリー１１１ａとの間を電気的に接続させ、第２電源接続転換部５１２は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態になって電源部５２０と第２バッテリー１１１ｂとの間を電気的に断絶させることができる。

【0143】

各バッテリー１１１の最初電圧値は、正確な測定のために多くの回数の出力電圧値の平均値で算定されることができる。例えば、各バッテリー１１１の最初電圧値は、補助バッテリーの残余電圧値より多い回数の出力電圧の平均値で算定されることができる。

【0144】

具体的に、各バッテリー１１１の最初電圧値は、第３時間の間に第４時間の間隔で測定した複数回の各バッテリー１１１の出力電圧値の平均値でありうる。好ましくは、各バッテリー１１１の最初電圧値は、３００～４００ｍｓｅｃの間に８－１０ｍｓｅｃ間隔で測定した３０～４０回の各バッテリー１１１の出力電圧値の平均値でありうる。

【0145】

上述した方法で第１電圧検出部は、第１バッテリー１１１ａの最初電圧値を算定し、第２電圧検出部は、第２バッテリー１１１ｂの最初電圧値を算定する。

【0146】

バッテリーコントローラ５６０は、メインバッテリーと補助バッテリーを選択した後、補助バッテリーの残余電圧値を周期的に測定しながら、補助バッテリーの電力消費を減らすための制御を行うことができる。

【0147】

バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を周期的に断続して、バッテリー１１１消費を減らすことができる。すなわち、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を接続する接続状態と補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を接続解除する接続解除状態を交互に実行できる。

【0148】

バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの出力電圧値の測定回数を減らし、各測定回数間の周期時間を増やしてバッテリー１１１の消費を減らすことができる。バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの出力電圧値の測定回数を減らし、各測定回数間の周期時間を増やし、補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を周期的に断続して、バッテリー１１１の消費を減らすことができる。

【0149】

例えば、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を第１時間Ｔ１の間に接続し、第２時間Ｔ２の間に接続解除を周期的に繰り返すことができる。バッテリーコントローラ５６０は、第２バッテリー１１１ｂと第２電圧検出部５５２との間を第１時間Ｔ１の間に接続し、第２時間Ｔ２の間に接続解除を周期的に繰り返すことができる。

【0150】

具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、第２電源接続転換部５１２を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態で第１時間Ｔ１維持し、第２電源接続転換部５１２を開放（ｏｐｅｎ）状態で第２時間Ｔ２維持できる。

【0151】

第１時間Ｔ１は、第２時間Ｔ２より小さくありうる。第２電源接続転換部５１２を開放（ｏｐｅｎ）状態で維持する第２時間Ｔ２が第２電源接続転換部５１２を閉鎖（ｏｐｅｎ）状態で維持する第１時間Ｔ１より大きいから、第２バッテリー１１１ｂと第２電圧検出部５５２とが電気的に接続されて発生する電力消費を減らすことができる。

【0152】

第２時間Ｔ２は、第１時間Ｔ１に対して２０倍ないし３０倍でありうる。好ましくは、第１時間Ｔ１は、１５～２５ｍｓｅｃで、第２時間Ｔ２は、４５０～５５０ｍｓｅｃでありうる。

【0153】

図９を参照すると、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０が接続された間に補助バッテリーの出力電圧を検出し、残余電圧値を計算できる。バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと第２電源接続転換部５１２が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態の第１時間Ｔ１の間に補助バッテリーの出力電圧を検出し、残余電圧値を計算できる。

【0154】

好ましくは、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと第２電源接続転換部５１２が閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態の第１時間Ｔ１の間に補助バッテリーの出力電圧を２回検出し、検出された２回の補助バッテリー出力電圧を平均して残余電圧値を計算できる。

【0155】

他の例として、バッテリーコントローラ５６０は、第６時間Ｔ６間隔で補助バッテリーの出力電圧から残余電圧値を計算し、残余電圧値は、第７時間Ｔ７の間に第５時間間隔で測定した複数回の補助バッテリーの出力電圧値の平均値でありうる。

【0156】

バッテリーコントローラ５６０は、第６時間Ｔ６間隔と第２時間間隔の周期を一致させ、第１時間Ｔ１と第７時間Ｔ７とを一致させて補助バッテリーと電圧検出部５５０が接続された間に補助バッテリーの出力電圧を検出し、残余電圧値を計算できる。好ましくは、第１時間Ｔ１は、第７時間Ｔ７と同一で、第２時間Ｔ２は、第６時間Ｔ６間隔と同一でありうる。

【0157】

ここで、第６時間Ｔ６は、第７時間Ｔ７より大きくありうる。第６時間Ｔ６は、第３時間より大きくありうる。第３時間は、第７時間Ｔ７より大きくありうる。第５時間間隔は、第４時間間隔より大きくありうる。したがって、補助バッテリーの残余電圧値は、各バッテリー１１１の最初電圧値より間歇的に各バッテリー１１１の出力電圧値を測定して、補助バッテリーの電力消費を減らすことができる。

【0158】

補助バッテリーの残余電圧値は、第１時間Ｔ１の間に第５時間間隔で測定した複数回の補助バッテリーの出力電圧値の平均値でありうる。残余電圧値計算時の第５時間間隔で測定した補助バッテリーの出力電圧値の測定回数は、最初電圧値計算時の第４時間間隔で測定した各バッテリー１１１の出力電圧値の測定回数より小さくありうる。したがって、最初電圧値計算時に出力電圧値の測定回数を大きくし、残余電圧値計算時に出力電圧値の測定回数を小さくして、最初電圧値に正確度を向上させ、残余電圧値の正確度を若干犠牲にしながら、消費電力を減らすことができる。

【0159】

バッテリーコントローラ５６０は、残余電圧値が第１電圧値より小さな場合、補助バッテリーの除去状態と判断できる。バッテリーコントローラ５６０は、残余平均電圧値が第１電圧値より大きいか、または同じ場合、補助バッテリーの装着状態と判断できる。

【0160】

バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーが再度装着されたと判断する場合、出力部１７を介してバッテリー１１１交換情報を出力し、交換された補助バッテリーの最初電圧値を算定できる。

【0161】

バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの出力電圧から周期的に残余電圧値を計算し、残余平均電圧値が第１電圧より小さくなってから再度第１電圧より大きいか、または同じになる場合、補助バッテリーの最初電圧値を算定できる。第１電圧は、２Ｖないし４Ｖでありうる。

【0162】

補助バッテリー交換後に実施する補助バッテリーの最初電圧値の算定は、各バッテリー１１１の最初電圧値の算定中に補助バッテリーの最初電圧値の算定と同じ方法で行われることができる。

【0163】

補助バッテリーの最初電圧値は、第３時間の間に第４時間間隔で測定した複数回の各バッテリー１１１の出力電圧値の平均値でありうる。好ましくは、各バッテリー１１１の最初電圧値は、３００～４００ｍｓｅｃの間に８－１０ｍｓｅｃ間隔で測定した３０～４０回の各バッテリー１１１の出力電圧値の平均値でありうる。

【0164】

第３時間は、第２時間より小さく、第２時間より大きく、第２時間は、第４時間より大きくありうる。

【0165】

バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの交換時に交換された補助バッテリーの最初電圧値を格納部１８に格納する。バッテリーコントローラ５６０は、メインバッテリーの電圧値が一定値以下になる場合、メインバッテリーと電源部５２０の接続を解除させ、補助バッテリーと電源部５２０とを接続させることができる。

【0166】

以下、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置５００の制御方法を説明する。各フローチャートにおいて互いに重複する内容は、同じ図面符号で表記し、重複する説明は省略する。

【0167】

制御方法は、制御部１０または／及びバッテリーコントローラ５６０により行われることができる。本発明は、バッテリー管理装置５００の制御方法になることができ、制御方法を行う制御部１０を含む移動ロボット１００になることができる。本発明は、制御方法の各ステップを含むコンピュータプログラムになることもでき、制御方法をコンピュータにより具現するためのプログラムが記録された記録媒体になることもできる。「記録媒体」は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を意味する。本発明は、ハードウェアとソフトウェアともを含む移動ロボット制御システムになることができる。

【0168】

制御方法のフローチャート図の各ステップとフローチャート図の組み合わせは、コンピュータプログラムインストラクション（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）により行われることができる。インストラクションは、汎用コンピュータまたは特殊用コンピュータなどに搭載されることができ、インストラクションがフローチャートのステップ（ら）において説明された機能を行う手段を生成するようになる。

【0169】

また、いくつかの実施形態では、ステップにおいて言及された機能が順序から外れて発生することも可能である。例えば、相次いで図示されている二つのステップは、事実実質的に同時に行われても良く、またはそのステップが時々該当する機能によって逆順に行われても良い。

【0170】

図９を参考すると、本発明の一実施形態による制御方法は、各バッテリー１１１の最初電圧値を算定する（Ｓ１０）。具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、複数のバッテリー１１１各々の最初電圧値を算定し、各々の最初電圧値を格納部１８に格納する。

【0171】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、複数のバッテリー１１１のうち、メインバッテリーと補助バッテリーを選択する（Ｓ２０）。具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、最初電圧値が最も大きなバッテリー１１１をメインバッテリーとして選択し、残りのバッテリー１１１を補助バッテリーとして選択できる。

【0172】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、メインバッテリーと電源部５２０とを接続させ（Ｓ３０）、補助バッテリーと電源部５２０の接続を解除させる（Ｓ４０）。具体的に、図８ｂを参考すると、第１バッテリー１１１ａをメインバッテリーとして選択し、第２バッテリー１１１ｂを補助バッテリーとして選択した場合、第１電源接続転換部５１１は、開放（ｏｐｅｎ）状態になって電源部５２０と第１バッテリー１１１ａとの間を電気的に接続させ、第２電源接続転換部５１２は、閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態になって電源部５２０と第２バッテリー１１１ｂとの間を電気的に断絶させることができる。

【0173】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの残余電圧値を周期的に測定する（Ｓ５０）。具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０との間を第１時間Ｔ１の間に接続し、第２時間Ｔ２の間に接続解除を周期的に繰り返すことができる。バッテリーコントローラ５６０は、第２バッテリー１１１ｂと第２電圧検出部５５２との間を第１時間Ｔ１の間に接続し、第２時間Ｔ２の間に接続解除を周期的に繰り返すことができる。バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと電圧検出部５５０とが接続される間に補助バッテリーの出力電圧を検出し、残余電圧値を計算できる。バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーと第２電源接続転換部５１２を閉鎖（ｃｌｏｓｅ）状態の第１時間Ｔ１の間に補助バッテリーの出力電圧を検出し、残余電圧値を計算できる。

【0174】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーの交換有無を判断する（Ｓ６０）。具体的に、バッテリーコントローラ５６０は、残余平均電圧値が第１電圧より小さくなってから再度第１電圧より大きいか、または同じになる場合、補助バッテリーが交換されたと判断できる。

【0175】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーが再度装着されたと判断する場合、出力部１７を介してバッテリー１１１交換情報を出力し、交換された補助バッテリーの最初電圧値を算定する（Ｓ７０）。バッテリーコントローラ５６０は、補助バッテリーが再度装着されたと判断する場合、交換された補助バッテリーの最初電圧値を格納部１８に格納することができる。

【0176】

以後、バッテリーコントローラ５６０は、メインバッテリーの出力電圧と交換された補助バッテリーの最初電圧値とを比較して、補助バッテリーを選択するか、メインバッテリーを選択するかを決定できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】