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센서별로 알아보는 로봇청소기 배틀 실험1 - 외형편 다나와 리포터

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2020.02.12 21:29:19
조회 수
1443
7
댓글 수
4

요즘은 가족 구성원 대부분 경제활동에 참여하는 맞벌이 가정이 늘고 있다. 필자 역시 마찬가지인데, 이러한 환경에서 일어날 수 있는 주요 문제는 가사에 대한 부담감이다. 밤이나 주말 여가시간을 이용해 집안일을 해야 하기 때문에 피로가 누적되기 십상이다. 특히 우리나라는 아직까지 가정 보다 일과 야근을 더 중요시하는 회사문화가 자리 잡고 있기 때문에 이러한 일을 더 부추긴다. 필자는 요즘 진심으로 로봇이든 사람이든 누가 대신 집안일을 해줬으면 하는 생각을 하게 된다.


▲ 미래에는 로봇이 가사일도 대부분 대체할 수 있을까?


2000년대도 어느덧 20년이라는 세월이 흘렀다. 아직 가정에서 접할 수 있는 로봇의 AI 수준은 영·유아 수준이지만 로봇이 요리를 하고 청소를 하며, 갖은 집안일을 도맡는 SF 영화와 같은 일도 이젠 꿈만은 아닌 것 같다. 로봇청소기가 상용화 된지도 상당한 시간이 흘렀다. 초기 랜덤 청소 방식이라는 굴러가는 공처럼 지능이라고는 1도 없던 로봇청소기는 어느덧 계획적인 청소가 가능해졌다. 다양한 센서를 통해 거리와 장애물을 계산하며, 청소구역을 맵핑하여 효과적으로 청소한다.


요즘 날 로봇청소기의 작동 원리는 센서라는 장치에 크게 의존한다. 부착된 센서 장치에서 입력되는 지형, 거리 등의 아날로그 신호를 기반으로 데이터화한대로 청소하는 게 전부라 말할 수 있다. 때문에 로봇청소기는 센서의 성능이 굉장히 중요하다고 볼 수 있다.
센서의 종류에 따라 대표적으로 자이로 센서, 카메라 센서, LDS 센서를 사용한 3종류의 로봇청소기로 나눌 수 있다. 이번 콘텐츠는 이 세 가지 센서의 대표 로봇청소기를 선정하고 비교해보는 리뷰로 진행해보려고 한다. 센서별 대표 로봇청소기는 아래와 같이 선정했다.




자이로 센서 로봇청소기 : 유진로봇 아이클레보 G5 YCR-M09-20W





카메라 센서 로봇청소기 : LG전자 코드제로 R9





LDS 센서 로봇청소기 : 에코백스 디봇 오즈모 950 DX9G






센서에 따른 청소 방법




자이로 센서 방식 로봇청소기



자이로스코프가 내재된 센서를 사용하여 시작 점 부터 움직인 거리와 방향을 계산하여 맵핑을 진행하고 청소하는 방식이다. 초기에는 대동여지도를 그리듯 지그재그와 모서리 청소를 반복하며 동시에 맵핑을 진행하기 때문에 맵핑을 완료하기 까지 시간이 꽤 소요된다. 맵핑을 진행할 때 주로 천장을 촬영하는 카메라 센서, LED 모션 트래킹 센서 등의 보조 센서의 도움을 받아야하기 때문에 청소기 가격에 따라 맵핑 기능을 지원하지 않는 경우도 있다.




카메라 센서 방식 로봇청소기


이름 그대로 카메라가 부착된 로봇청소기로 영상처리를 통해 주변 사물의 거리와 장애물을 분석하고 움직이는 방식이다. 화상이 필요 없는 자이로센서나 LDS센서와 달리 조도 등의 환경적 영향을 받을 수 있다. 또한 영상처리 알고리즘의 성능에 따라 청소기별로 제품의 성능차이가 크게 날 수 있다. 카메라가 장착되어 있기 때문에 IP카메라처럼 사용할 수도 있다.




LDS 센서 방식 로봇청소기


LDS는 Laser Distance Sensor의 약어로 레이저를 이용하여 거리를 측정하고 움직이는 방식이다. 360도 측정이 가능한 LDS 센서를 탑재하여, 미리 공간을 분석하고 맵핑하여 계획적인 청소가 가능한 장점이 있다. 또한 레이저를 사용하여 거리를 측정하기 때문에 센서의 정확도도 비교적 높다. 단, 자이로센서 대비 단가가 높으며 고장 확률도 높다고 한다.




주요 스펙 및 특징



1) 모형과 사이드 브러시의 관계


아이클레보 G5와 디봇 오즈모 950은 원형의 모양, LG 코드제로 R9은 전체적으로 D형의 모양을 하고 있다. D형 모양은 모서리와 벽을 따라가면서 청소하기에 원형 보다 최적화되었다. 따라서 원형 모양의 디자인적 단점을 보완하기 위해 대부분 사이드 브러시를 제공하여 모서리를 청소할 수 있도록 하고 있다.



2) 맵핑과 이동 동선


엄밀히 말하면 맵핑과 이동 동선을 확인하는 기능은 다른 기능이다. 맵핑은 청소구역을 사전에 분석하여 지도를 그리는 기능으로, 미리 저장된 지형 정보를 토대로 다음 청소에도 유용하게 사용할 수 있는 정보를 말한다. 로봇청소기에 맵핑 기능이 있으면 사전에 습득한 지형정보를 토대로 효율적인 동선으로 청소가 가능하며, 청소하고 싶은 위치만 지정하여 구역 청소도 가능해진다.
이동 동선은 청소기가 시작점부터 이동한 동선을 선으로 표현한 정보로써 어디까지 청소하였는지 확인하는 용도로 주로 사용된다.




구성품 비교


유진로봇 아이클레보 G5 YCR-M09-20W 구성품




LG전자 코드제로 R9




에코백스 디봇 오즈모 950 DX9G








제품별 주요 구성품 및 외형 특징




유진로봇 아이클레보 G5 YCR-M09-20W


▲ 사용설명서, 퀵 가이드

가독성이 좋은 한글 매뉴얼을 제공한다.


▲ 리모컨

리모컨을 통해 대부분의 조작을 할 수 있어서 간편하다.


▲ 진입 방지 테이프

유진로봇 아이클레보 G5는 맵핑을 지원하지 않기 때문에 구역 청소 또는 금지 구역을 설정할 수 없다. 대신 바닥에 부착할 수 있는 진입 방지 테이프를 제공하여 물리적으로 금지구역을 설정할 수 있다.


▲ 충전 스테이션

충전 스테이션에 선을 정리할 수 있는 가이드는 제공하지 않는다.


▲ 먼지통


▲ 물걸레 겸용 먼지통 (먼지통 + 수통)


미세먼지 집진 필터는 먼지통과 물걸레 겸용 먼지통 그리고 추가 구성품까지 총 3개가 기본으로 포함되어 있다.



자이로 센서는 카메라 또는 레이저 센서와 다르게 외부 환경의 거리를 직접 측정하지 않는다. 따라서 센서가 청소기 안에 내장되어 있는 형태로 제작되기 때문에 굉장히 얇은 두께를 보여준다. 자이로 센서가 탑재된 청소기의 가장 큰 이점은 낮고 작은 부피로 가구 밑 청소에 최적화 되어 있다.


청소기를 중심으로 반원은 범퍼로 구성하여 충격완화는 물론, 범퍼 내부에는 장애물 감지 센서가 탑재되어 장애물 발견 시 감속, 우회하는 청소를 할 수 있다.


또한 범퍼에는 가구 손상 방지를 위해 고무를 덧대어 놓았다.


청소기 바닥면은 위와 같이 구성되어 있다. 방향을 전환하는 회전 바퀴가 전면에 위치하고 있으며, 양쪽으로 사이드 브러시가 있다. 추락 방지 센서는 전면의 정중앙과 측면 부분에 3개가 자리잡고 있다. 뒤쪽으로는 구동 바퀴와 메인브러시, 먼지통이 위치하고 있는 가장 일반적인 로봇청소기의 디자인을 보여주고 있다.


메인 브러시 및 사이드 브러시는 분리할 수 있어서 관리하기가 쉽다.


▲ 추락 방지 센서




LG전자 코드제로 R9


▲ 사용설명서, 퀵 가이드
가독성이 좋은 한글 매뉴얼을 제공한다.


▲ 리모컨
리모컨을 통해 대부분의 조작을 할 수 있고, 아이클레보 G5 보다 직관적인 컨트롤러라서 학습 없이 사용하기에도 굉장히 쉬웠다.


청소기의 높이가 높은 만큼 충전 스테이션도 높은 편이다.


또한 충전 스테이션 뒤편으로는 선을 정리할 수 있는 가이드가 제공되어 깔끔하게 정리할 수 있다.


카메라 센서는 전면을 감시하기 위해 전면으로 노출되어 있다. 전면에는 장애물 감지 센서도 위치하고 있다. 상단은 조작부 및 디스플레이가 있다.
전면 흡입구 브러시에는 LED 조명이 들어와서 어두운 곳에서 효과적으로 사물을 감지하기 위해 사용된다. 스마트 인버터 모터가 탑재되고 5단계 미세먼지 여과 시스템이 장착되어 높이가 상당히 긴 편에 속한다. 대신 흡입력은 로봇 청소기 중에서 최상급의 성능을 보여준다.


파워 드라이브 전면 흡입구는 마치 일반 청소기의 흡입구와 같이 굉장히 넓은 범위를 커버한다. 기본적인 흡입 성능까지 더해져 흡입력 자체로는 거의 최상급의 스펙을 보여줄 것이라고 예상된다.


흡입구 전면과 측면에는 범퍼가 부착되어 있다. 범퍼의 크기가 작고 소재는 플라스틱으로 되어 있어서 고무를 덧댄 아이클레보 G5 보다 아쉽다. 하지만 전면 카메라와 장애물 감지 센서가 있기 때문에 어느 정도 효과적으로 장애물에 부딪히기 전에 감속 성능을 보여줄지 기대해 볼 수 있겠다.


▲ 3D DUAL Eye 센서

코드제로 R9은 3D 듀얼아이 센서를 사용하여 맵핑하며 자신의 위치를 파악한다. 3D 센서는 장애물과 벽면 모서리를 기억하고 거리를 측정함으로써 정확하게 주행할 수 있도록 프로그래밍한다.


청소기 전원을 켜면 상단에는 대부분의 기능을 조작할 수 있는 조작부가 활성화 된다.



후면에는 대용량 먼지통이 장착되어 있으며, 얼핏 보기에 LG 코드제로 A9의 먼지통이 생각나는 디자인이다.


스마트 인버터 모터는 코드제로 A9과 같이 총 10년의 무상보증을 동일하게 적용하였다.


먼지통은 상단 커버를 열면 쉽게 분리되어 먼지를 쉽게 버릴 수 있게 디자인하였다.


먼지통의 상단을 오픈하면 프리필터가 보인다. 프리필터 밑에는 12개의 구멍이 보이는데, 흡입된 먼지를 효과적으로 여과할 수 있는 시스템이다.


먼지통은 위와 같이 단계적으로 분리되기 때문에 세척과 관리에 굉장히 용이하다.


또한 먼지통을 분리하고 청소기 내부를 살펴보면 배출구 쪽에 미세먼지 차단필터가 내장되어 미세먼지의 배출을 여러 단계에 걸쳐 차단하도록 디자인 하였다. 또한 먼지 흡입구 바로 위에는 먼지 센서가 탑재되어 먼지 유입량에 따라 자동으로 흡입력의 세기를 조절한다. LG 코드제로 R9은 비록 부피는 크지만 흡입 및 먼지 차단 관련 기술이 굉장히 좋아 보였다.


청소기 바닥면은 위와 같이 구성되어 있다. 방향을 전환하는 회전 바퀴가 후면에 위치하고 있다. 전면에는 일반청소기 노즐이라 생각될 만큼 기다란 대형 브러시가 장착되어 있다. 브러시의 길이는 22cm가 약간 넘는다. 추락 방지 센서는 전면과 무면에 총 4개가 자리 잡고 있다.


▲ 안티헤어 브러시

메인 브러시는 분리할 수 있어서 관리하기가 용이하다. 또한 브러시에 고무 블레이드를 밀착하여 브러시 사이사이로 머리카락이 걸리지 않는 안티헤어 브러시를 적용한 점이 마음에 든다.


▲ 추락 방지 센서(전면)


▲ 추락 방지 센서(후면)




에코백스 디봇 오즈모 950 DX9G


▲ 사용설명서, 퀵 가이드

가독성이 좋은 한글 매뉴얼을 제공한다.


재사용할 수 있는 물걸레 1장과 1회용 물걸레 5장이 구성품으로 포함되어 있다.


▲ 충전 스테이션


충전 스테이션은 선을 정리할 수 있는 가이드가 제공되며, 부피가 작아서 공간 활용에서도 좋아 보인다.



LDS 센서가 탑재된 로봇청소기의 공통적인 특징으로는 외부에 돌출된 원형의 구조물이 보인다. 때문에 자이로 센서가 내재되어 있는 로봇청소기보다는 두께가 약간 더 상승하지만 2~3cm 정도 차이로 차이가 크지는 않다.


▲ LDS 센서

레이저 측정 기반의 LDS센서는 돌출된 원형 구조물로 360도 주변의 거리를 측정한다. 어떤 방향에서도 360도로 공간을 분석할 수 있고 레이저로 측정하기 때문에 정확성도 매우 높은 센서로 알려져 있다.


청소기를 중심으로 반원은 범퍼로 구성하여 충격완화는 물론, 범퍼 내부에는 장애물 감지 센서가 탑재되어 장애물 발견 시 감속, 우회하는 청소를 할 수 있다.


또한 범퍼에는 가구 손상 방지를 위해 고무를 덧대어 놓았다.


에코백스 디봇 오즈모 950은 상판이 열리도록 디자인 하였다.



▲ 전원 스위치 및 재설정 버튼


▲ 다목적 청소 도구 (2-in-1)

디봇 오즈모 950의 가장 큰 장점은 먼지통과 수통을 분리한 구조이다. 에코백스 G5는 물걸레 청소를 할 때 먼지통을 교체해야하는 번거로움이 있지만 디봇 오즈모 950은 그럴 필요가 없어서 좀 더 간편하다. 청소기 내부에는 엉킨 머리카락을 끊어주거나 청소기를 클리닝할 수 있는 다목적 청소 도구도 포함되어 있다.


▲ 먼지통과 수통이 분리되어 있어 간편하다.



청소기 바닥면은 위와 같이 구성되어 있다. 방향을 전환하는 회전 바퀴가 전면에 위치하고 있으며, 양쪽으로 사이드 브러시가 있다. 추락 방지 센서는 테두리에 총 6개나 자리 잡고 있다.



메인 브러시 및 사이드 브러시는 분리할 수 있어서 관리하기가 쉽고, 직접 흡입 노즐로 교체하여 요긴하게 사용할 수 있다. 메인 브러시는 LG 코드제로 R9처럼 안티헤어 브러시가 적용되어 있지 않기 때문에 머리카락이 많은 환경에서는 직접 흡입 노즐을 사용하여 청소하는 것을 권장하고 있다.


▲ 추락 방지 센서






구성품 및 외형 특징 요약





1부에서는 자이로, 카메라, LDS 센서별 로봇청소기를 선정하고 스펙과 외형적 특징을 요약해 보았다. 스펙과 외형만 살펴볼 때는 워낙 독특한 디자인과 많은 기능이 들어간 LG전자 코드제로 R9의 볼거리가 가장 많았다고 생각된다. 가격대가 높은 만큼 외형적으로는 볼거리가 많았다고 생각되지만 실제 청소 능력에서는 어떠할지 귀추가 주목된다.


센서별 로봇청소기의 성능은 2부에서 살펴볼 예정이다. 2부에서는 각 청소기별 흡입력 테스트와 맵핑, 이동 동선 등을 비교하여 성능을 집중적으로 확인해 볼 예정이다.



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