UID: 20200310
Name: Kim Jiun
“I keep the promises between Prof.Lee and I.”
로봇 청소기의 충전스테이션 복귀 방식
 현재 시중에 판매되고 있는 로봇청소기들은 일반적으로 적외선센서를 이용한 충전스테이션과 
로봇청소기 본체에 각각 탑재된 송수신기간의 신호를 주고받아 거리 측정 및 복귀 시간 및 본
체의 배터리 잔량을 계산하여 최단 거리를 계산하여 충전을 하기 위한 동작을 수행한다.  
 청소 동작을 수행하면서 배터리의 전압 레벨을 수시로 체크하여 배터리 충전 시점을 판단하
고, 그 시점을 인지한 경우, 충전 스테이션으로 복귀하여 배터리를 자동 충전할 수 있도록 한
다. 
충전
스테이션
로봇
청소기
적외선을 통한 거리 및 각도를 측정
 그러나 이러한 방식은 복귀 도중 배터리의 방전, 장애물로 인한 복귀시간 지연 등으로 인한 
미복귀 상황이 발생할 수도 있다. 이러한 상황을 방지하기 위해 로봇의 주행속도와 여유 복귀 
거리를 고려한 계산 방법으로 문제를 해결할 수 있다.
 복귀하는 방식과 더불어 충전스테이션의 충전단자와 도킹을 시도하는 방식에서 또한 문제가 
발생할 수 있는데 일반적인 방식은 충전스테이션에 설치된 마그네틱 센서가 감지되면 충전장
치로 판단하고 도킹을 시도하는 것이다. 간단한 원리이지만 로봇청소기가 충전스테이션에 복
귀하는 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 도킹이 부정확하여(다른 마그네틱과의 센서 인식 오류 
등) 도킹 성공률이 떨어진다는 단점이 있다.
 또 다른 방법으로는 적외선 센서를 이용하여 충전스테이션 감지 및 도킹을 시도하는 것이다. 
마찬가지로 동일한 단점이 존재한다.
 정확한 도킹을 위해서는 비젼 시스템을 이용하는 방식이 있다. 로봇청소기의 청소영역 및 충
전스테이션의 위치가 맵 이미지로 저장되어 있어 복귀 및 도킹 시 바로 복귀할 수 있다는 이
점이 있으나, 이러한 방식은 이미지 처리를 위한 연산처리로 인해 부담이 크며, 시스템의 가
격이 고가인 점에서 상업을 목적으로 하는 로봇청소기의 단가를 맞추기에는 쉽지 않다는 단점
이 있다.
 앞선 문제들을 해결하기 위해, 호밍 송수신부를 활용한 방법이 존재한다. 서로 다른 코드와 
발신 거리를 갖는 3가지의 송신부와 서로 다른 코드를 갖는 신호를 발신하는 제4 송신부를 
포함한 호밍수신부를 로봇청소기에 설치하여, 충전스테이션에 장착된 호밍 송신부에서 보내는 
복수의 신호를 수신한다. 순차적으로 다른 발신거리를 갖는 제1~3 송신부는 로봇청소기를 3개
의 센서를 감지하여 각기 다른 각도를 가지는 송수신부의 값을 통해 충전단자에 올바르게 접
속할 수 있도록 주행을 제어하게 된다.
충전
스테이션
로봇
청소기
a
b
c
충전
스테이션
로봇
청소기
a’
b’
c’ 
참고자료
특허: 로봇청소기의 자동충전 복귀장치 및 방법 
등록번호: 10-0492538-0000 (2005-05-23)
http://doi.org/10.8080/1020030000597
특허: 청소 로봇의 충전 스테이션으로의 복귀 방법 및 장치 
등록번호: 10-0841027 (2008.06.18.)
특허: 로봇청소기의 외부충전 복귀장치 및 복귀방법 
등록번호: 10-0645381 (2006.11.06.)