KR20140087260A - Autonomous exploration robot - Google Patents

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KR20140087260A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an autonomous driving robot comprises: an exploration module which provides exploration images by photographing the front view; at least one auxiliary module which is positioned in the back of the exploration module in order to support the movement of the exploration module; and a connection unit which connected the back of the exploration module with the front of the auxiliary module. The exploration module comprises: a camera which is mounted in the front end of the exploration module in order to photograph the front view of the exploration module; a sensor unit which is positioned on the bottom of the camera in order to identify the moving path of the exploration module; a moving unit which includes wheels for moving the exploration module; an up and down motor which is mounted at the back of the exploration module in order to rotate in a horizontal direction of the rotating direction of the moving unit, and where one end of the connection unit is mounted for connecting the auxiliary module; and a control unit which stores or outputs images photographed by the camera, and controls the operation of the sensor unit, the moving unit, the up and down motor, and the auxiliary module. The auxiliary module comprises: a left and right motor where the other end of the connection unit, connected to the up and down motor in the exploration module, is mounted, and which rotates in a vertical direction of the rotating direction of the moving unit in the exploration module; a moving unit which has the same composition as the moving unit in the exploration module and also operates the same; an up and down motor which has the same composition as the up and down motor in the exploration module and also operates the same; and a control unit which receives the operation of the exploration module from the control unit in the exploration module, and control to operate the same operation at a time interval.

Description

자율 주행 로봇{AUTONOMOUS EXPLORATION ROBOT}[0001] AUTONOMOUS EXPLORATION ROBOT [0002]

본 발명은 자율 주행 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an autonomous mobile robot.

자율 주행 로봇은 사람이 직접 탐사하지 못하는 재해 현장, 군사 지역, 좁은 통로 등의 탐사에 이용되어 Autonomous mobile robots are used for exploration of disaster sites, military areas, and narrow aisles where people can not directly explore

본 발명은 자율 주행 로봇으로써, 뱀 형상의 로봇을 형상화 하였다. 하지만 기존의 로봇의 경우, 좌우의 이동은 가능하지만 몸체의 상하 이동은 불가능 하였다. 따라서 기존의 뱀로봇은 계단, 고각의 장애물은 극복할 수 없는 단점이 있었는데, 이번 발명을 통하여 고각의 장애물을 극복할 수 있도록 하였다.The present invention forms a snake-like robot as an autonomous mobile robot. However, in the case of the conventional robot, it is impossible to move the body up and down though the robot can move left and right. Therefore, the conventional snake robot has a disadvantage that it can not overcome stairs and elevation obstacles.

과학기술의 발달과 인명을 중시하는 추세에 따라 유인으로만 수행하던 전투수행 개념이 무인장비를 군사적으로 활용하는 유무인(有無人) 전투수행 개념으로 점차 발전하고 있다.According to the development of science and technology and the emphasis on human life, the concept of combat performance, which was carried out only by incentives, is gradually evolving into the concept of performing unmanned combat using military equipment unmanned.

이에 따라 소규모 전투에서 임무수행의 효율성을 극대화하기 위하여 미국을 비롯한 여러 선진국에서는 소형 로봇(SUGV)의 개발 및 운용을 위한 연구를 지속적으로 수행하고 있다. 특히 전술적 운용의 편리성과 상대적으로 높지 않은 자율 기술 수준이 요구되는 소형 로봇에 대한 연구 및 실제 전장에서의 운용이 활발하게 이루어지고 있다.Therefore, in order to maximize the efficiency of mission performance in small-scale combat, various advanced countries including USA have been continuously studying the development and operation of small robot (SUGV). Especially, researches on small robots requiring tactical operation convenience and relatively high autonomous skill level are being actively carried out in actual field.

한편, 최근에 제한적이나마 로봇에 자율주행 기능을 부여하여 통신이 두절되거나, 필요시 스스로 원래의 위치로 돌아오도록 하기 위한 자율경로 복귀 기술이 연구 중에 있다. 특히 지면과의 마찰을 통해 조향하는 트랙 주행의 특성 때문에 트랙형 소형로봇은 자율 주행 또는 주행 카메라를 이용하여 원격주행할 때 종(縱) 경사로나 계단 등의 장애물의 진입면에 수직방향으로 진입하도록 조정하거나 경사면 진행방향에 평행하게 주행하도록 조종하기가 어려운 실정이다.On the other hand, autonomous path restoration techniques for restricting autonomous travel to the robot and returning to its original position, if necessary, are being studied. Especially, due to the characteristics of the track running through the friction with the ground, the track-type small robot uses autonomous driving or traveling camera to move vertically to the entrance surface of the obstacle such as a ramp or a stairway when traveling remotely It is difficult to steer the vehicle so as to adjust it or to run parallel to the slope traveling direction.

이로 인하여 발생되는 소형 로봇의 빈번한 조향으로 인하여 주행시간 및 에너지 소비가 증가되고, 로봇 자세의 롤 또는 피치 방향으로의 흔들림으로 인하여 감시용 카메라 영상의 과다한 떨림이 발생되는 문제가 있다.Due to the frequent steering of the small robots generated therefrom, travel time and energy consumption are increased, and there is a problem that excessive surge of surveillance camera images occurs due to roll or pitch fluctuation of the robot posture.

또한, 경사로 측면에 대한 소형 로봇의 충돌 또는 낙하에 대한 위험성과 계단 주행 시 계단 모서리부에 대한 접촉면적 축소로 인한 구조적 파손위험 증대 등의 문제를 해결하기 위한 자율 조향 제어가 요구된다.In addition, autonomous steering control is required to solve problems such as the risk of collision or drop of a small robot on the side of a ramp, and the increase of the risk of structural damage due to the reduction of the contact area with the edge of the stairs during the stairs run.

그러나 소형 로봇에 대한 자율 조향 제어는 대부분 주어진 경로를 추종하면서 주행하기 위한 기술이기 때문에 경사면의 방향을 정확히 알고 그 방향으로 정확히 경로가 주어져야만 적용 가능한 문제점이 있다.However, since the autonomous steering control for a small robot is a technique for traveling while following a given route, there is a problem that it can be applied only if the direction of the slope is accurately known and the path is correctly given.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 계단과 같은 고각의 장애물을 회피하여 이동경로를 최적화하는 탐사를 위한 자율 주행 로봇을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an autonomous mobile robot for exploration that avoids high-level obstacles such as a stairway and optimizes a movement route.

본 발명의 한 특징에 따른 자율 주행 로봇은 전면을 촬영하여 탐사 영상을 제공하는 탐사모듈, 상기 탐사모듈의 후단에 위치하며 탐사모듈의 이동을 지지하는 적어도 하나의 보조모듈, 그리고 상기 탐사모듈의 후단 및 상기 보조모듈의 전단을 연결하는 연결부를 구비하며, 상기 탐사모듈은 상기 탐사모듈의 앞단에 장착되어 상기 탐사모듈의 전면을 촬영하는 카메라, 상기 카메라의 하단에 위치하며, 상기 탐사모듈의 이동경로를 파악하는 센서부, 상기 탐사모듈을 이동시키기 위한 바퀴를 구비하는 이동부, 상기 탐사모듈의 후단에 장착되며, 상기 이동부의 회전방향과 수평된 방향으로 회전 구동을 하고, 상기 보조모듈을 연결하기 위한 상기 연결부의 일 단이 장착되는 상하모터, 그리고 상기 카메라가 촬영한 영상을 저장하거나 외부로 출력하고, 상기 센서부, 상기 이동부, 상기 상하모터 그리고 상기 보조모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 보조모듈은 상기 탐사모듈의 상기 상하모터에 연결된 상기 연결부의 다른 측 단이 장착되고, 상기 탐사모듈의 상기 이동부의 회전방향과 수직인 방향으로 회전 구동을 하는 좌우모터, 상기 탐사모듈의 상기 이동부와 동일한 구성 및 구동을 하는 이동부, 상기 탐사모듈의 상기 상하모터와 동일한 구성 및 구동을 하는 상하모터, 그리고 상기 탐사모듈의 상기 제어부로부터 상기 탐사모듈의 동작을 전달받아 시간차를 두고 동일한 동작을 하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an autonomous mobile robot comprising: a probe module for photographing a front surface to provide a probe image; at least one auxiliary module positioned at a rear end of the probe module to support movement of the probe module; And a connection unit connecting the front ends of the auxiliary modules, wherein the exploration module is mounted on a front end of the exploration module and photographs a front surface of the exploration module, A moving part having a wheel for moving the scanning module, a driving part mounted on a rear end of the scanning module, rotationally driven in a direction parallel to a rotating direction of the moving part, A vertical motor for mounting one end of the connection unit for storing images captured by the camera, And a control unit for controlling driving of the auxiliary sensor module, the moving unit, the up / down motor, and the auxiliary module, wherein the auxiliary module is mounted on the other side of the connection unit connected to the up / down motor of the probe module, A left and right motors for performing rotational driving in a direction perpendicular to the rotational direction of the moving part of the module, a moving part for performing the same configuration and drive as the moving part of the probe module, Up and down motors, and a control unit for receiving the operation of the probe module from the control unit of the probe module and controlling the same operation with a time difference.

상기 센서부는 상기 탐사모듈의 이동경로 중 전면에 장애물 유무를 감지하는 전면센서, 상기 탐사모듈의 상기 상하모터에 의해 상기 탐사모듈이 지면으로부터 들어올려졌을 때, 상기 탐사모듈의 하단에 장애물 유무를 감지하는 하단센서, 상기 전면센서와 상기 하단센서를 장착하고 상기 전면센서의 감지 각을 좌측과 우측으로 변경하도록 회전 구동하는 센서부모터를 포함한다.Wherein the sensor unit detects a presence or absence of an obstacle at the bottom of the exploration module when the probe module is lifted from the ground by the up / down motor of the probe module, And a sensor motor mounted with the front sensor and the bottom sensor and rotationally driven to change the sensing angle of the front sensor to left and right.

상기 탐사모듈의 제어부와 상기 보조모듈의 제어부는 CAN통신으로 신호를 주고 받는다.The control unit of the exploration module and the control unit of the auxiliary module exchange signals through CAN communication.

이러한 특징에 따르면, 계단과 같은 고각의 장애물을 회피하는 것이 가능하여 이동경로를 최적화한 탐사를 위한 자율 주행 로봇을 제공하는 효과가 있다.According to this feature, it is possible to avoid an elevation obstacle such as a stair, thereby providing an autonomous traveling robot for exploration that optimizes the movement route.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 자율 주행 로봇의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 자율 주행 로봇을 하단에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 좌우모터가 탐색모듈을 좌측으로 이동시켜 좌회전하는 동작을 하단에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 상하모터가 탐색모듈을 위로 들어올린 동작을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of an autonomous mobile robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom view of an autonomous mobile robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom view of an operation of the left and right motors according to the embodiment of the present invention to move the search module to the left side and turn left.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in which a vertical motor is lifted up a search module according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 자율 주행 로봇에 대하여 설명한다.Hereinafter, an autonomous mobile robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하면 본 발명의 한 실시예에 따른 자율 주행 로봇은 탐사를 위한 카메라(110)가 장착된 탐사모듈(100), 탐사모듈(100) 후단에 위치하며 탐사모듈(100)의 이동을 보조하는 적어도 하나의 보조모듈(200) 그리고 탐사모듈(100)과 보조모듈(200) 사이를 연결하는 연결부(300)를 포함한다.1 and 2, an autonomous mobile robot according to an embodiment of the present invention includes a search module 100 equipped with a camera 110 for searching, a search module 100 located at a rear end of the search module 100, At least one auxiliary module 200 for assisting the movement of the probe 100 and a connection part 300 for connecting between the probe module 100 and the auxiliary module 200.

탐사모듈(100)은 전면을 촬영하여 영상을 저장하는 카메라(110), 카메라(110)의 하단에 위치하며 자율 주행 로봇의 이동 경로와 장애물을 감지하는 적어도 하나의 센서(sensor)를 구비하는 센서부(120), 바퀴(131)를 포함하여 자율 주행 로봇을 이동시키는 이동부(130), 탐사모듈(100)의 후단에 위치하며 바퀴(131)의 회전방향과 수평한 회전 방향을 갖는 상하모터(140) 그리고 카메라(110)가 촬영한 영상을 저장하거나 사용자가 확인 가능한 단말기(미도시)로 전송하고, 카메라(110), 센서부(120), 이동부(130) 그리고 상하모터(140)와 연결되어 각각의 구동을 제어하는 제어부(150)를 포함한다.The probe module 100 includes a camera 110 that captures an image of the entire surface and stores an image, a sensor 110 that is disposed at a lower end of the camera 110 and includes at least one sensor for sensing a path of a self- A moving unit 130 for moving the autonomic traveling robot including the robot 120 and the wheel 131, a vertical motor 130 positioned at the rear end of the exploration module 100 and having a horizontal rotation direction with respect to the rotation direction of the wheel 131, The sensor unit 120, the moving unit 130, and the up / down motor 140, which are connected to the camera 110, And a controller 150 for controlling the respective motors.

카메라(110)는 탐사를 목적으로 하는 자율 주행 로봇이 탐사하고자 하는 위치를 촬영하기 위하여 탐사모듈(100) 앞 단에서 전면을 바라보게 장착된다.The camera 110 is mounted on the front end of the exploration module 100 so as to face the front of the exploration module 100 in order to photograph a location to be searched by an autonomous navigation robot for exploration purposes.

또한, 카메라(110)는 탐사 목적에 따라 탐사모듈(100)의 전면이 아닌 다른 위치에 장착되거나 복수 개로 이루어져 탐사모듈(100)의 상면, 하면, 측면, 후면 중 적어도 하나의 위치에 장착될 수 있다.The camera 110 may be mounted at a position other than the front surface of the probe module 100 or may be mounted on at least one of the upper surface, the lower surface, the side surface, and the rear surface of the probe module 100, have.

센서부(120)는 카메라의 하단에 위치하며, 자율 주행 로봇의 이동 경로를 파악하기 위해 장애물을 감지하는 전면센서(121)와 전면센서 후단에 위치하며 지면을 바라보게 설치되어 아래방향을 감지하는 하단센서(122), 그리고 전면센서(121)와 하단센서(122)에 장착되어 전면센서(121)를 좌, 우로 회전시키는 센서모터(123)을 포함한다.The sensor unit 120 is located at the lower end of the camera, and includes a front sensor 121 for detecting an obstacle for grasping the movement path of the autonomous mobile robot, and a front sensor 121 disposed at the rear end of the front sensor, A bottom sensor 122 and a sensor motor 123 mounted on the front sensor 121 and the bottom sensor 122 to rotate the front sensor 121 left and right.

전면센서(121)와 하단센서(122)는 각각 센서의 앞을 가로막는 장애물의 유무를 확인하여 제어부(150)로 해당 신호를 전송한다.The front sensor 121 and the bottom sensor 122 check whether there is an obstacle blocking the front of the sensor and transmit the signal to the controller 150, respectively.

이러한 전면센서(121)와 하단센서(122)는 동일한 센서모터(123)에 연결되어 센서모터(123)의 회전구동에 의해 동작하는데, 전면센서(121)는 센서모터(123)의 회전축과 수직된 방향을 바라보게 설치되며, 하단센서(122)는 센서모터(123)의 회전축과 수평 된 방향을 바라보게 설치된다.The front sensor 121 and the bottom sensor 122 are connected to the same sensor motor 123 and operated by the rotation of the sensor motor 123. The front sensor 121 is perpendicular to the rotation axis of the sensor motor 123 And the lower sensor 122 is installed so as to face the rotation direction of the sensor motor 123 in a horizontal direction.

이동부(130)는 한 쌍의 바퀴(131) 및 바퀴(131)와 연결되어 바퀴(131)를 회전시키는 이동모터(132)를 포함한다.The moving part 130 includes a pair of wheels 131 and a moving motor 132 connected to the wheels 131 to rotate the wheels 131.

바퀴(131)는 이동모터(132)의 회전에 따라 회전 구동하여 탐사모듈(100)을 포함한 자율 주행 로봇을 이동시킨다.The wheel 131 rotates in accordance with the rotation of the movement motor 132 to move the autonomous traveling robot including the probe module 100.

또한 바퀴(131)는 탐사모듈(100)의 각 측면에 위치하며, 각각의 바퀴(131)는 하나의 이동모터(132)에 연결되어 회전 구동하거나 각 바퀴(131)별로 하나씩 이동모터(132)에 연결될 수 있다. 이동모터(132)는 이를 위해 하나이거나 바퀴(131)의 개수와 동일한 개수일 수 있다.The wheels 131 are located on each side of the probe module 100 and each of the wheels 131 is connected to one of the motors 132 so as to rotate or move the motors 132 one by one for each of the wheels 131, Lt; / RTI > The movement motor 132 may be one or the same number as the number of the wheels 131.

상하모터(140)는 바퀴의 회전방향과 수평한 회전 방향을 가지며, 센서모터(123)의 회전축과는 수직으로 위치하여 회전 구동한다.The up / down motor 140 has a rotation direction that is horizontal to the rotation direction of the wheel, and is vertically positioned with respect to the rotation axis of the sensor motor 123 to rotate.

상하모터(140)는 연결부(300)를 통해 보조모듈(200)과 연결된다.The vertical motor 140 is connected to the auxiliary module 200 through the connection unit 300.

이때 상하모터(140)에 연결되는 연결부(300)는 상하모터의 회전방향과 수직한 방향으로 연결된다.At this time, the connection part 300 connected to the up / down motor 140 is connected in a direction perpendicular to the rotation direction of the up / down motor.

이러한 상하모터(140)의 구동은 이하에서 자율 주행 로봇의 동작을 설명할 때 상세히 설명하도록 한다.The operation of the up / down motor 140 will be described in detail below when explaining the operation of the autonomous mobile robot.

제어부(150)는 카메라(110)가 촬영한 영상을 저장하거나 사용자가 확인 가능한 외부의 단말기(미도시)로 전송하고, 센서부(120)가 감지한 장애물에 따라 자율 주행 로봇의 이동 경로를 변경하고 구동시키는 명령을 전달한다.The control unit 150 stores the image captured by the camera 110 or transmits the captured image to an external terminal (not shown) that can be identified by the user, and changes the movement path of the autonomous traveling robot according to the obstacle detected by the sensor unit 120 And transmits the command to drive.

이러한 제어부(150)의 동작은 이 후 자율 주행 로봇의 구동을 설명할 때 상세히 설명하도록 한다.The operation of the controller 150 will be described later in detail when the autonomous mobile robot is driven.

보조모듈(200)은 연결부(300)를 통해 탐사모듈(100)과 연결되는 좌우모터(210)를 포함하며, 탐사모듈(100)의 구성에서 카메라(110)와 센서부(120)을 제외한 구성과 동일한 구성인 이동부(220), 상하모터(230) 그리고 제어부(240)를 갖는다.The auxiliary module 200 includes left and right motors 210 connected to the exploration module 100 through the connection unit 300 and includes a camera 110 and a sensor 120 in the configuration of the exploration module 100 A moving unit 220, a vertical motor 230, and a control unit 240, which are the same as those in FIG.

이러한 보조모듈(200)의 좌우모터(210)는 탐사모듈(100)의 후단에 위치한 상하모터(140)와 연결부(300)를 통하여 연결되거나, 보조모듈(200)끼리 연결될 경우 전단에 위치하는 보조모듈(200)의 상하모터(230)와 후단에 위치하는 보조모듈(200)의 좌우모터(210)가 연결되어 복수개의 보조모듈(200)이 연결구조를 가질 수 있다.The left and right motors 210 of the auxiliary module 200 are connected to the upper and lower motors 140 disposed at the rear end of the probe module 100 via the connection unit 300 or when the auxiliary modules 200 are connected to each other, The upper and lower motors 230 of the module 200 and the left and right motors 210 of the auxiliary module 200 located at the rear end are connected to each other so that the plurality of auxiliary modules 200 can have a connection structure.

여기에서 이동부(220)는 탐사모듈(100)의 이동부(130)와 동일한 구조 및 동작을 가지며, 상하모터(230)는 탐사모듈(100)의 상하모터(230)와 동일한 구조를 갖고 동작 시 자신이 위치한 보조모듈(200)의 하부면을 전면에 노출시키는 각도로 들어올리거나 지면과 수평의 위치로 내리는 역할을 한다.The moving unit 220 has the same structure and operation as the moving unit 130 of the scanning module 100 and the vertical motor 230 has the same structure as the vertical motor 230 of the scanning module 100 The lower surface of the auxiliary module 200 is lifted at an angle to expose the entire surface of the auxiliary module 200 and lowered to a horizontal position with respect to the ground.

좌우모터(210)는 이동모터(222)의 회전축과 수직으로 위치한 회전축을 가지고 바퀴(211)의 회전방향과 수직한 회전방향을 가짐으로써 좌우모터(210)의 구동 시 장착되어 있는 연결부(300) 및 연결부(300)의 전단에 연결된 탐사모듈(100) 또는 보조모듈(200)을 좌 또는 우측 방향으로 꺾이게 한다.The left and right motors 210 have rotation axes that are perpendicular to the rotation axis of the movement motor 222 and have a rotation direction perpendicular to the rotation direction of the wheels 211. The connection portions 300, And the exploration module 100 or the auxiliary module 200 connected to the front end of the connection unit 300 in the left or right direction.

이때 이동부(130, 220)가 회전구동으로 자율 주행 로봇을 이동시키고 있을 경우, 자율 주행 로봇이 좌회전 또는 우회전 하게 된다.At this time, if the mobile units 130 and 220 are moving the autonomous mobile robot by the rotation driving, the autonomous mobile robot is turned left or right.

제어부(240)는 탐사모듈(100)의 제어부(150)로부터 센서부(120)에 의해 구동되는 탐사모듈(100)의 구동 동작을 전달받아 보조모듈(200)의 구성을 제어한다.The control unit 240 receives the driving operation of the exploration module 100 driven by the sensor unit 120 from the control unit 150 of the exploration module 100 and controls the configuration of the supplementary module 200.

이때 탐사모듈(100)의 제어부(150)와 보조모듈(200)의 제어부(240)는 서로 CAN통신을 통해 신호를 주고 받는다.At this time, the control unit 150 of the probe module 100 and the control unit 240 of the auxiliary module 200 exchange signals with each other through CAN communication.

위와 같이 구성되는 자율 주행 로봇은 제일 앞 단에 탐사모듈(100)이 위치하고, 그 후단에 적어도 하나의 보조모듈(200)이 연결부(300)를 통해 꼬리 물 듯 구비되어 뱀과 같은 형태를 갖게 된다.In the autonomous mobile robot configured as described above, the exploration module 100 is located at the front end, and at least one auxiliary module 200 is provided at the rear end thereof as a tail through the connection part 300 to have a snake-like shape .

또한, 가장 후단에 위치하는 보조모듈(200)의 경우는 사이에 연결된 보조모듈(200)과 달리 상하모터(230)를 구비하지 않아도 된다.In the case of the auxiliary module 200 located at the rearmost end, unlike the auxiliary module 200 connected between the auxiliary modules 200, the vertical motor 230 may not be provided.

이러한 자율 주행 로봇의 구동 동작을 도 3 및 도 4를 참고로 설명하면 다음과 같다.The driving operation of the autonomous mobile robot will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

도 3을 참고로 하면, 센서부(120)에서 전면에 장애물을 발견하였을 때, 센서부(120)로부터 장애물 감지 신호가 제어부(150)로 전달되고, 장애물 감지 신호를 전달받은 제어부(150)는 센서모터(123)를 구동하는 신호를 전달하여, 센서모터(123)가 회전구동하게 되고, 그에 의해 전면센서(121)의 센서 각이 변경되어 자율 주행 로봇의 좌측과 우측을 감지하도록 한다.3, when an obstacle is detected on the front surface of the sensor unit 120, an obstacle detection signal is transmitted from the sensor unit 120 to the controller 150, and the controller 150, which receives the obstacle detection signal, A signal for driving the sensor motor 123 is transmitted so that the sensor motor 123 is rotationally driven so that the sensor angle of the front sensor 121 is changed to detect the left and right sides of the autonomous mobile robot.

이러한 동작으로 전면센서(121)의 전방 좌측 또는 우측에 장애물이 없음을 감지할 경우, 장애물 없는 방향을 제어부(150)로 전송한다.If it detects that there is no obstacle on the front left or right side of the front sensor 121 by this operation, it transmits an obstacle-free direction to the controller 150.

그 후 신호를 전달받은 제어부(150)는 탐사모듈(100)의 바로 후단에 연결부(300)를 통해 연결된 보조모듈(200)의 제어부(240)에 해당 보조모듈(200)의 좌우모터(210)를 구동하는 명령을 전송하고, 해당 보조모듈(200)의 제어부(240)는 좌우모터(210)를 장애물이 없는 방향으로 회전 구동한다.The control unit 150 receives the signal and transmits the signal to the control unit 240 of the auxiliary module 200 connected to the right and left motors 210 of the auxiliary module 200 via the connection unit 300, And the control unit 240 of the auxiliary module 200 rotates the left and right motors 210 in the direction in which there is no obstacle.

그러면 좌우모터(210)의 구동과 그에 연결된 연결부(300)에 의하여 구동되는 탐사모듈(100)은 장애물이 없는 방향을 바라볼 수 있도록 각이 변경된다.Then, the driving module 210 driven by the left and right motors 210 and the connection unit 300 connected to the motors 210 is changed in angle so that the direction without the obstacle can be seen.

이때, 이동부(130)가 구동 중이면 탐사모듈(100)의 각이 변경됨에 따라 해당 방향으로 좌회전 또는 우회전 하게 된다.At this time, if the moving unit 130 is in operation, the angle of the exploration module 100 changes to make a left turn or a right turn in the corresponding direction.

또한, 제어부(150)는 탐사모듈(100)에서 일어난 동작을 후단에 위치하는 보조모듈(200)의 제어부(240)에 순차적으로 전달하여 일정 간격으로 동일한 동작을 하도록 지시한다.In addition, the control unit 150 sequentially transmits the operation of the exploration module 100 to the control unit 240 of the auxiliary module 200 located at the subsequent stage, and instructs the same to perform the same operation at predetermined intervals.

도 4을 참고로 하면, 센서부(120)에서 전면에 장애물을 발견하였을 때, 센서부(120)로부터 장애물 감지 신호가 제어부(150)로 전달되고, 장애물 감지 신호를 전달받은 제어부(150)는 센서모터(123)를 구동하는 신호를 전달하여, 센서모터(123)가 회전구동하게 되고, 그에 의해 전면센서(121)의 센서 각이 변경되어 자율 주행 로봇의 좌측과 우측을 감지하도록 한다.4, when an obstacle is detected on the front surface of the sensor unit 120, an obstacle detection signal is transmitted from the sensor unit 120 to the controller 150, and the controller 150, which receives the obstacle detection signal, A signal for driving the sensor motor 123 is transmitted so that the sensor motor 123 is rotationally driven so that the sensor angle of the front sensor 121 is changed to detect the left and right sides of the autonomous mobile robot.

그러나 전면센서(121)가 좌측과 우측에서도 장애물이 없는 경로를 발견하지 못하였을 경우, 제어부(150)는 자율 주행 로봇을 상하 이동 시키기 위해 상하모터(140)로 구동신호를 전송하게 된다.However, if the front sensor 121 does not find a path without any obstacle on the left and right sides, the controller 150 transmits a driving signal to the up / down motor 140 to move the autonomous mobile robot up and down.

구동신호를 전송 받은 상하모터(140)는 탐사모듈(100)의 하부면을 노출시키는 각도로 구동하게 되어 탐사모듈(100)의 이동부(130)가 공중에 들리게 된다.The upper and lower motors 140 receiving the drive signals are driven at an angle to expose the lower surface of the exploration module 100 so that the moving part 130 of the exploration module 100 can be heard in the air.

그 후 이동부(130)의 바퀴(131)와 전면의 장애물이 닿아서 마찰이 생기면 바퀴(131)의 회전에 의해 벽을 타고 올라가는 형태가 된다. 이때, 하단센서(122)는 해당 장애물을 감지하는 신호를 실시간으로 제어부(150)로 전송하고 있다.Thereafter, when an obstacle comes into contact with the wheel 131 of the moving part 130 and friction occurs, the wheel 131 rises by the rotation of the wheel 131. At this time, the lower sensor 122 transmits a signal for detecting the obstacle to the controller 150 in real time.

이러한 탐사모듈(100)이 장애물이 끝나는 부분에 도달하면, 하단센서(122)는 장애물을 감지하지 못하는 상태가 되고, 장애물이 감지 되지 않음을 제어부(150)로 전달하게 되어 전면 장애물에 전부 올라갔음을 판단하고 구동시켰던 상하모터(140)을 역구동시켜서 탐사모듈(100)을 다시 지면으로 내려놓는 형태가 된다.When the probing module 100 reaches the end of the obstacle, the lower sensor 122 can not detect the obstacle and transmits to the controller 150 that the obstacle is not detected, And drives the up / down motor 140 driven in reverse to return the probe module 100 to the ground.

또한, 제어부(150)는 탐사모듈(100)에서 일어난 동작을 후단에 위치하는 보조모듈(200)의 제어부(240)에 순차적으로 전달하여 일정 간격으로 동일한 동작을 하도록 지시한다.In addition, the control unit 150 sequentially transmits the operation of the exploration module 100 to the control unit 240 of the auxiliary module 200 located at the subsequent stage, and instructs the same to perform the same operation at predetermined intervals.

이러한 지시를 받은 제어부(240)는 탐사모듈의 동작을 따라서 해당 장애물을 위의 설명과 같이 넘어가게 된다.Upon receiving the instruction, the control unit 240 moves the obstacle according to the operation of the exploration module as described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

100: 탐사모듈 110: 카메라
120: 제어부 130: 센서부
131: 전면센서 132: 하면센서
133: 센서부모터 140: 이동부
141: 바퀴 142: 이동부모터
150: 상하모터 200: 보조모듈
210: 좌우모터 220: 제어부
230: 이동부 231: 바퀴
232: 이동부모터 240: 상하모터100: Exploration module 110: Camera
120: control unit 130: sensor unit
131: front sensor 132: bottom sensor
133: sensor part motor 140: moving part
141: wheel 142: moving part motor
150: Up and down motor 200: Auxiliary module
210: right and left motor 220:
230: moving part 231: wheel
232: moving part motor 240: upper and lower motor

Claims (3)

전면을 촬영하여 탐사 영상을 제공하는 탐사모듈,
상기 탐사모듈의 후단에 위치하며 탐사모듈의 이동을 지지하는 적어도 하나의 보조모듈, 그리고
상기 탐사모듈의 후단 및 상기 보조모듈의 전단을 연결하는 연결부
를 구비하며,
상기 탐사모듈은
상기 탐사모듈의 앞단에 장착되어 상기 탐사모듈의 전면을 촬영하는 카메라,
상기 카메라의 하단에 위치하며, 상기 탐사모듈의 이동경로를 파악하는 센서부,
상기 탐사모듈을 이동시키기 위한 바퀴를 구비하는 이동부,
상기 탐사모듈의 후단에 장착되며, 상기 이동부의 회전방향과 수평된 방향으로 회전 구동을 하고, 상기 보조모듈을 연결하기 위한 상기 연결부의 일 단이 장착되는 상하모터, 그리고
상기 카메라가 촬영한 영상을 저장하거나 외부로 출력하고, 상기 센서부, 상기 이동부, 상기 상하모터 그리고 상기 보조모듈의 구동을 제어하는 제어부,
를 포함하고,
상기 보조모듈은
상기 탐사모듈의 상기 상하모터에 연결된 상기 연결부의 다른 측 단이 장착되고, 상기 탐사모듈의 상기 이동부의 회전방향과 수직인 방향으로 회전 구동을 하는 좌우모터,
상기 탐사모듈의 상기 이동부와 동일한 구성 및 구동을 하는 이동부,
상기 탐사모듈의 상기 상하모터와 동일한 구성 및 구동을 하는 상하모터, 그리고
상기 탐사모듈의 상기 제어부로부터 상기 탐사모듈의 동작을 전달받아 시간차를 두고 동일한 동작을 하도록 제어하는 제어부,
를 포함하는
자율 주행 로봇.A probe module for capturing an image of the entire surface and providing a probe image,
At least one auxiliary module located at a rear end of the exploration module and supporting the movement of the exploration module,
A connection part for connecting the rear end of the exploration module and the front end of the auxiliary module,
And,
The exploration module
A camera mounted on a front end of the exploration module for photographing a front surface of the exploration module,
A sensor unit located at a lower end of the camera and recognizing a movement path of the probe module,
A moving unit having a wheel for moving the probe module,
A vertical motor mounted on a rear end of the exploration module and rotationally driven in a direction parallel to the rotating direction of the moving part and having one end of the connecting part for connecting the auxiliary module,
A control unit for controlling driving of the sensor unit, the moving unit, the up / down motor, and the auxiliary module,
Lt; / RTI >
The auxiliary module
A left and right motor mounted on the other side of the connection part connected to the upper and lower motors of the probing module and rotationally driven in a direction perpendicular to the rotating direction of the moving part of the probing module,
A moving unit that has the same configuration and drive as the moving unit of the probe module,
A vertical motor that has the same configuration and drive as the vertical motor of the exploration module, and
A control unit for receiving the operation of the probe module from the control unit of the probe module,
Containing
Autonomous mobile robot. 제1항에서,
상기 센서부는
상기 탐사모듈의 이동경로 중 전면에 장애물 유무를 감지하는 전면센서,
상기 탐사모듈의 상기 상하모터에 의해 상기 탐사모듈이 지면으로부터 들어올려졌을 때, 상기 탐사모듈의 하단에 장애물 유무를 감지하는 하단센서,
상기 전면센서와 상기 하단센서를 장착하고 상기 전면센서의 감지 각을 좌측과 우측으로 변경하도록 회전 구동하는 센서부모터
를 포함하는
자율 주행 로봇.The method of claim 1,
The sensor unit
A front sensor for detecting presence or absence of an obstacle on a front surface of the moving path of the probe module,
A lower sensor for detecting the presence or absence of an obstacle at a lower end of the exploration module when the exploration module is lifted from the ground by the upper and lower motors of the exploration module,
A sensor unit motor mounted with the front sensor and the bottom sensor and rotationally driven to change the sensing angle of the front sensor to left and right,
Containing
Autonomous mobile robot. 제1항에서,
상기 탐사모듈의 제어부와 상기 보조모듈의 제어부는 CAN통신으로 신호를 주고 받는 자율 주행 로봇.The method of claim 1,
Wherein the control unit of the exploration module and the control unit of the auxiliary module exchange signals through CAN communication.
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KR101000879B1 (en) * 2009-10-12 2010-12-13 동국대학교 산학협력단 Mobile robot using spatial mechanism, and system and method for cooperative control of mobile robots using thereof
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