로봇청소기 센서의 종류 및 특징

이제는 필수 가전이 되어버린 로봇 청소기!

흔히 로봇 청소기를 고를 때 중요한 사항으로, 가격, 소음, 흡입력, AS 등을 떠올리실 것입니다.

흡입력과 배터리는 거의 평준화가 되어있다고 봐도 무방합니다.

 

로봇청소기는 범퍼, 장애물, 추락방지 센서 등 다양한 감지 센서를 통해 집안 구석구석을 주행하며 공간을 분석합니다.

어떤 센서를 장착했는지, 또 얼마나 장착했는지에 따라 공간 분석의 정확도가 달라지는데, 이 정확도가 로봇청소기의 성능을 결정합니다.

 

사실 로봇청소기를 고를 때 가장 중요한 것은 센서와 맵핑 능력이라고 할 수 있습니다.

그렇기에 센서와 맵핑에 대해서 알아보겠습니다.

센서 / 맵핑

센서

센서는 곧 로봇청소기의 능력치입니다.

일부 저가형을 제외하면 로봇청소기에는 대부분 여러 개의 센서가 탑재됩니다.

고가의 로봇청소기일수록 여러 개의 센서를 탑재해 지도를 그리는 ‘맵핑’ 능력과 주행 중 맞닥뜨릴 수 있는 돌발 상황에 대한 대처 능력을 향상시킵니다.

 

로봇청소기에 탑재되는 센서는 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다.

- 지도를 생성할 때 사용되는 맵핑 센서

- 로봇청소기의 원활한 주행을 돕는 주행 센서

 

로봇청소기의 작동 원리는 집의 공간 구조를 맵핑하여 센서를 통해 돌아다니면서 청소를 하는 방식입니다.

한마디로 청소기가 집안 구석구석을 돌아다니면서 집의 구조를 데이터화 하여 자체가 가지고 있고 이를 토대로 공간을 활용하며 움직입니다.

 

하지만 집안 구조가 매일 같을수도 없고, 집 안에 이전에는 없었던 장애물이 생길수 있습니다.

그렇기에 이런 부분은 센서가 감지하여 피해다니면서 청소를 가능하게 하는 것입니다.

따라서 어떤 센서를 사용하느냐에 따라 그 성능 자체가 달라진다고 할 수 있습니다.

로봇 청소기에 이용되는 센서는 크게 3가지 레이저센서, 자이로센서, 카메라센서로 구분됩니다.

또 레이저센서는 LDS 센서, ToF 센서로 나뉩니다.

 

구세대 - 자이로스코프 센서, 카메라 센터 / 신세대 - LDS 센서 / 최신형 - ToF 센서

뒤로 갈수록 맵핑 성능 우수한 최신 기술이며 가격대도 높아집니다.

자이로 / 카메라 센서

자이로스코프(Gyroscope)가 각속도를 측정하는 기구인데 MEMS 기술을 적용한 칩 형태의 자이로센서도 각속도를 측정하는 센서입니다.

카메라센서는 통상 카메라 내부 이미지 센서로 이미지 센서는 빛을 받아드려 전자신호로 바꾸는 역할을 하는 센서입니다.

이 두 센서는 LDS센서에 비해 동선과 맵핑성능, 구역 설정 성능이 낮은 게 단점입니다만, 구세대 센서인 자이로스코프 센서는 집의 구조를 제대로 파악하지 못해 청소가 안 된 구역이 많이 남게 되는 경우가 종종 있습니다.

장점	- 고장율이 적음 - 가격대비 성능이 좋은 가성비 제품이 많음
단점	- 센서 고장율이 상대적으로 높음

 

 

LDS 레이저센서

LDS는 Laser Distance Sensor의 약자로 해석을 해보자면 레이저로 거리를 측정하는 센서입니다.

센서가 360도 회전을 하며 레이저를 쏴서 장애물에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하고 이를 통해 거리를 계산합니다.

그래서 집의 구조에 맞는 맵을 그리고 이에 맞게 청소 계획을 세워 효율성 있게 청소를 해냅니다.

이는 청소시간을 줄여주고 청소구역의 누락을 최소화합니다.

장점	- 뛰어난 맵핑 성능을 통해 계획적으로 동선을 설정하고 금지구역 설정 또한 가능 - 청소시간의 단축(타 센서 대비)
단점	- 센서 고장율이 상대적으로 높음

아마도 대다수의 집과 사무실 등이 해당 되겠는데, 방이 두개 이상이거나 복잡한 구조라면 레이저센서를 추천합니다.

솔직히 요즘은 해당 제품의 로봇 청소기가 LDS 센서 기능을 탑재하고 있는지 확인해보는 것을 추천드립니다.

 

ToF 레이저센서

ToF 센서는 Time of Flight의 약자입니다.

LDS 센서와 마찬가지로 상단의 원형 센서에서 빛을 내보내 이 빛이 반사돼 되돌아오는 시간으로 거리를 판단합니다.

ToF 센서 역시 청소 시작 전 미리 지도를 만들어 청소 효율이 뛰어나며 LDS 센서 보다 장애물 인식률이 높고 밝기의 영향을 덜 받습니다.

가장 최근 개발된 5세대 맵핑 기술로 제작이 어려워 가격대가 다른 맵핑 센서에 비해 높은 편입니다.

	ToF 센서	LDS 센서	카메라 센서	자이로 센서
지도 정확도	높음	높음	보통	낮음
지도 생성	청소 시작 시  미리 생성	청소 시작 시  미리 생성	청소 이동 중 생성	청소 이동 중 생성
장애물 인식율	매우 높음	높은 편	높음	낮음
청소 속도	빠름	빠름	빠른 편	느린 편
SLAM 알고리즘	적용	적용	제품 별 상이	제품 별 상이
내구성	낮음	낮음	높음	높음
밝기 영향	낮은 편	높음	높음	낮음
가격대	높음	보통	매우 높음	낮음
추천 사용자	맵핑 성능이 높은 제품을 원하는 분	맵핑 성능 대비 가성비 좋은 센서를 원하는 분	반려동물 or 아이가 있는 분	청소 구역이 작은 원룸에 거주하는 분

 

로봇 청소기 구매 전, 해당 제품의 로봇 청소기가 LDS, ToF 센서 기능을 탑재하고 있는지 확인해보는 것을 추천드립니다.

지도 및 구역설정

지도가 저장되는 제품은 훨씬 편리하게 사용이 가능합니다.

청소시간이 단축되고 지도가 점점 정교해집니다 지도를 저장할 수 있는 제품은 다음 청소 시에 지도를 처음부터 그리지 않아도 되기 때문에 청소시간이 단축됩니다.

또한 같은 장소를 반복해서 청소하면서 지도를 업데이트하기 때문에 사용하면서 더 정교하고 더욱 꼼꼼한 청소가 가능해집니다.

특정구역만 청소하거나 금지구역을 설정할 수도 있습니다.