KR100486029B1

KR100486029B1 - Control method of a mobile robot for the use of a narrow space expedition and maintenance

Info

Publication number: KR100486029B1
Application number: KR1020030065521A
Authority: KR
Inventors: 류재용; 안정하; 류승현; 류상현
Original assignee: 류재용; 류상현; 류승현; 안정하
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-05-03

Abstract

본 발명은 협소 공간 정밀 탐사 보수용 이동로봇 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동로봇을 유선으로 원격제어하는 주제어부와 협소공간을 이동하는 이동로봇으로 구성되어, 주제어부와 이동로봇간에 통신되는 영상신호 및 제어신호를 2선으로 이루어진 전원공급선에 중첩하여 송수신함으로써, 협소공간에 설치된 이동로봇의 제어 및 정확한 위치를 확인할 수 있도록 하는 이동로봇 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile robot control method for narrow space precision exploration repair, and more specifically, consisting of a main control unit for remotely controlling the mobile robot by wire and a mobile robot for moving the narrow space, communication between the main control unit and the mobile robot The present invention relates to a mobile robot control method capable of confirming the control and accurate position of a mobile robot installed in a narrow space by transmitting and receiving an image signal and a control signal superimposed on a power supply line consisting of two wires.

상기 목적달성을 위한 본 발명은, 주제어부 및 이동로봇부의 각부에 전원을 공급해주는 전원부와, 영상신호를 보내고 받을 수 있는 영상부와, 로봇의 동작과 이동거리측정 및 기울기 측정을 제어하는 제어부로 구성되고, 상기 제어부와 이동로봇부 간에 송수신되는 모든 신호는 변조된 후에 전원에 중첩되어 전원공급선을 통해 상호 전달되며, 상기 중첩되어 전달된 신호는 전원으로부터 분리되고 복조되어 표시장치에 표시되거나 제어 신호로 작용하는 단계를 포함하는 점을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a power supply unit for supplying power to each of the main control unit and the mobile robot unit, an image unit that can send and receive video signals, and a control unit for controlling the operation and movement distance measurement and tilt measurement of the robot All signals transmitted and received between the control unit and the mobile robot unit are modulated and superimposed on a power source and mutually transmitted through a power supply line. The superimposed signals are separated from the power source and demodulated and displayed on a display device or a control signal. It characterized in that it comprises a step of acting as.

Description

Control method of a mobile robot for the use of a narrow space expedition and maintenance}

통상 원격로봇 제어에서 협소 공간 혹은 위험지역에 많은 동력이 요구되는 경우와 상하수도 가스관 등 무선으로 제어시 전기적인 노이즈 전기 반사파의 간섭 등으로 많은 에러가 발생하는 경우에 그 대책으로 유선제어를 한다.In general, when a lot of power is required in a narrow space or a dangerous area in remote robot control, and when a large number of errors occur due to interference of electrical noise or electric reflected waves during wireless control such as water and sewage gas pipes, wired control is used as a countermeasure.

유선으로 이동 로봇을 제어할 경우 영상신호를 전달하는 선과 로봇을 제어하는 선, 그리고 전원을 공급하는 선등 제어에 필요한 선의 수가 많아지면서 로봇의 동작 제어에 따라 선을 드럼에 감았다 풀었다 하는 반복 작업이 진행되고 이 때 케이블 내부에서 꼬임 단락 합선 등이 일어나 고장이 발생할 수 있다.When controlling a mobile robot by wire, the number of wires required to control the robot, and the wire to control the robot, and the wire to supply the power increase. In this case, a twisted short circuit may occur inside the cable, which may cause a failure.

상술한 바와 같은 이동 로봇 제어방법에 의하면, 제어에 필요한 많은 선에 의하여 협소공간에서의 제어와 관리가 힘들고 고장의 발생원인이 많이 생기는 문제점이 있다. According to the above-described mobile robot control method, there are problems that control and management in a narrow space are difficult due to many lines necessary for control, and that causes a lot of failures.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 이동로봇과 주제어부가 유선으로 연결되되, 이동로봇과 주제어부 간에 통신되는 영상신호 및 제어신호를 2선으로 이루어진 전원공급선에 중첩하여 송수신되도록 하여, 이동로봇의 정밀한 이동을 제어할 뿐만 아니라 이동로봇의 위치를 정확히 검출할 수 있는 협소공간 정밀 탐사보수용 이동로봇의 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the mobile robot and the main control unit is connected by wire, the video signal and the control signal communicated between the mobile robot and the main control unit by overlapping the power supply line consisting of two lines The purpose of the present invention is to provide a method of controlling a mobile robot for narrow space precision exploration and repair that can precisely detect the position of the mobile robot as well as control precise movement of the mobile robot.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 협소공간 정밀 탐사보수용 이동로봇의 유선 제어방법은, 메인측 트랜스(1)를 가지는 제1 전원부와, 상기 제1 전원부와 연결되는 제1 영상부와, 상기 제1 전원부와 연결되며 메인측 CPU 모듈(5)이 포함된 제1 제어부와, 상기 제1 영상부에 연결되는 영상모니터 및 상기 제1 제어부에 연결된 초음파수신장치(11)를 포함하는 주제어부(MAIN)와; 로봇측 트랜스(2)를 가지는 제2 전원부와, 상기 제2 전원부와 연결되는 제2 영상부와, 상기 제2 전원부에 연결되며 로봇측 CPU 모듈(6)이 포함된 제2 제어부와, 상기 제2 영상부에 연결되는 카메라와, 상기 제2 제어부에 연결된 레벨센서(8) 및 초음파송신장치(12)를 포함하는 이동로봇부(ROBOT);로 구성되며, 상기 주제어부와 이동로봇부는 상호 전원선만으로 연결되어, 상기 제1 제어부에서 제어신호를 변조한 후, 상기 변조신호를 상기 제1 전원부에서 전원선에 중첩하여 전원선을 통해 상기 제2 전원부로 송신하는 단계;상기 송신된 중첩신호를 상기 제2 전원부에서 분리하여 상기 제2 제어부에 전달하는 단계;상기 제2 영상부에서 영상신호를 변조하고, 상기 제2 전원부에서 상기 변조신호를 전원선에 중첩하여, 전원선을 통해 상기 제1 전원부로 송신하는 단계;상기 중첩되어 송신된 영상신호를 상기 제1 전원부에서 분리하고, 상기 제1 영상부에서 복조하여, 상기 영상모니터에 출력하는 단계; 상기 레벨센서의 신호를 이용한 기울기 측정단계; 및상기 초음파 송신장치 및 초음파 수신장치를 이용한 이동거리 측정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wired control method of a narrow space precision exploration and repair mobile robot, comprising: a first power supply unit having a main side transformer (1), a first image unit connected to the first power supply unit, and A main control unit including a first control unit connected to a first power supply unit and including a main CPU module 5, an image monitor connected to the first image unit, and an ultrasonic receiver 11 connected to the first control unit ( MAIN); A second power supply unit having a robot side transformer (2), a second image unit connected to the second power supply unit, a second control unit connected to the second power supply unit, and including a robot side CPU module (6); 2, a robot connected to the image unit, and a robot (ROBOT) including a level sensor (8) and the ultrasonic transmitter 12 connected to the second controller; Connecting only the wires, modulating a control signal in the first control unit, and transmitting the modulated signal to the second power supply unit through a power supply line by overlapping the modulation signal with the power supply line in the first power supply unit; Separating from the second power supply unit and transferring the second signal to the second control unit; modulating the video signal in the second image unit, and superimposing the modulation signal on the power supply line in the second power supply unit, through the power line Transmitting to a power supply unit; Separating the superimposed transmitted video signal from the first power supply unit, demodulating the first video unit, and outputting the demodulated image signal to the video monitor; A tilt measurement step using the signal of the level sensor; And a moving distance measuring step using the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

도 1 은 본 발명에 따른 주제어부와 이동로봇부 간의 통신선로 및 하드웨어 구조를 나타낸 회로도이다. 도시된 바와 같이, 주제어부(MAIN)는, 전원입력단자(POWER 1)가 연결되며 로봇으로 전원을 공급하고 각종 신호를 송수신하기 위한 전원단자(Le1, Le2)가 부착된 메인측 트랜스(1)를 가지는 전원부와; 상기 전원부와 연결되며, 변조된 신호를 원래의 신호로 변환시키는 비디오 디모듈레이터(Video demodulator)(3)가 포함된 영상부와; 상기 전원부와 연결되며, 제어신호를 압축, 변조, 복원하며 각종 디지털/아날로그신호 입출력단자(DI INPUT, AD INPUT, DO OUT, DA OUT)가 구비된 메인측 CPU 모듈(5)이 포함된 제어부;로 구성되는데, 비디오 디모듈레이터(3)에는 모니터와 같은 영상표시장치의 연결을 위한 비디오출력단자(VID OUT) 및 레벨신호 출력단자(LEVEL OUT SIGNAL)가 구비되어 있다. 한편, 협소공간을 이동하는 로봇부에 설치된 이동로봇부(ROBOT)는 그 구조에 있어서 상기 주제어부와 유사한 대칭적 구조를 갖는다. 즉, 주제어부(MAIN)로부터 전원을 공급받고 각종 신호를 송수신하기 위한 전원단자(Le1, Le2)와 전원출력단자(POWER 2)가 구비된 로봇측 트랜스(2)를 가지는 전원부와; 상기 전원부와 연결되며, 입력된 신호에 대해 진폭변조 또는 주파수 변조 등을 수행할 수 있는 비디오 모듈레이터(Video modulator)(4)가 포함된 영상부와; 상기 전원부에 연결되며, 제어신호를 압축, 변조, 복원하며 각종 디지탈/아날로그신호 입출력단자(DI INPUT, AD INPUT, DO OUT, DA OUT)가 구비된 로봇측 CPU 모듈(6)이 포함된 제어부;로 구성되며, 비디오 모듈레이터(4)에는 카메라의 영상신호를 입력받기 위한 영상입력단자(VIDEO INPUT) 및 레벨센서의 신호를 입력받기 위한 레벨신호입력단자(LEVEL METER OUT SIGNAL)이 마련되어 있다.도2는 주제어부와 로봇(7)을 이용하여 거리를 측정하고 기울기를 측정하는 실제 작업예를 보이고 있는데, 도시된 바와 같이 로봇(7)을 제어하는 주제어부는 차량 등에 탑재되어 지상에 위치하며, 로봇(7)은 지하에 매설된 관로와 같은 협소공간을 이동한다. 상기 지상에 위치하는 주제어부와 로봇(7)에 설치된 이동로봇부 간에는 2개의 선((Le1, Le2)으로만 상호 연결되어, 로봇(7)의 구동 및 작업에 필요한 전원이 공급되며 주제어부와 이동로봇부 간에 소정의 제어신호가 통신된다. 또한 로봇(7)에는 카메라, 레벨센서(8) 및 초음파 발신장치(12)가 각각 장착된다. 상기 카메라는 로봇(7)이 위치한 협소공간을 촬영하여 로봇제어부의 비디오 모듈레이터(4)로 보내고 이 신호는 2개의 유선을 통해 주제어부로 송신되어, 주제어부의 비디오 디모듈레이터(Video demodulator)(3)를 거쳐 최종적으로 모니터와 같은 영상표시장치에 로봇(7)이 촬영한 영상이 표시된다. 즉, 이동로봇부의 영상부는 로봇(7)의 CCD 카메라에서 촬영된 디지털 영상신호를 로봇제어부의 비디오 모듈레이터(4)를 통하여 고주파 신호로 변조하고, 변조된 고주파 신호를 이동로봇부에 구비된 로봇측 트랜스(2)의 L5, L6, L8에 의하여 전원 라인으로 이동 가능한 신호로 변환하여, 2선으로 구성된 전원라인에 중첩하여 주제어부에 전송한다. 고주파 신호의 형태로 주제어부에 수신된 신호는 메인측 트랜스(1)의 L1, L2, L4에 의하여 전원과 분리되고, 고주파 신호만 비디오 디모듈레이터(Video demodulator)(3)에 전송되어 디모듈레이터를 포함하는 영상부에서 영상신호로 복원되어 최종적으로 비디오 출력 단자를 통하여 복원된 영상 신호가 출력된다. 또한 로봇(7)에는 레벨센서(8)가 설치되어 있는데, 측정된 로봇(7)의 기울기는 로봇제어부를 통해 주제어부로 송신된다. 즉, 도 2 에 도시된 바와 같이 로봇(7) 주행 시 로봇(7)의 기울기에 비례하는 아날로그 전압신호가 레벨센서(8)에서 출력되는데, 이 아날로그 전압신호는 A-F 컨버터를 사용하여 전압에 비례하는 주파수를 가지는 신호로 변환되어 비디오 모듈레이터(4)의 레벨센서 입력단에 전달된다. 상기 레벨신호는 상기 디지털 영상신호와 같은 방식으로 비디오 모듈레이터(4)의 비디오모듈을 이용하여 영상신호와 기울기 신호를 고주파(20MHz~100MHz)로 변조하여 주제어부측에 전송한다. 변조된 고주파 신호는 주제어부측에 도달하여 메인 측 트랜스(1)의 L1, L2, L4에 의하여 전원과 분리되고 비디오 디모듈레이터(3)에 의해 영상신호 및 기울기 신호로 분리된다. 상기 영상신호는 비디오 출력 단자를 통하여 영상모니터로 출력되며, 상기 기울기 신호는 주파수를 전압으로 변환시켜주는 F-A 컨버터에 의하여 전압으로 변환되고 이 전압을 A-D 컨버터를 통과시켜 디지털 신호로 변환하여 영상모니터에 표시한다. 따라서 영상모니터에는 로봇(7)에서 촬영한 영상이 표시됨과 동시에 로봇의 기울기가 표시된다.1 is a circuit diagram illustrating a communication line and a hardware structure between a main controller and a mobile robot according to the present invention. As shown, the main control unit MAIN, the main input transformer (1) to which the power input terminal (POWER 1) is connected and to which the power terminals (Le1, Le2) for supplying power to the robot and transmitting and receiving various signals are attached. A power supply unit having a; An image unit connected to the power supply unit and including a video demodulator 3 for converting a modulated signal into an original signal; A control unit connected to the power supply unit and including a main side CPU module 5 for compressing, modulating, and restoring a control signal and having various digital / analog signal input / output terminals (DI INPUT, AD INPUT, DO OUT, DA OUT); The video demodulator 3 includes a video output terminal (VID OUT) and a level signal output terminal (LEVEL OUT SIGNAL) for connecting a video display device such as a monitor. On the other hand, the ROBOT installed in the robot unit for moving the narrow space has a symmetrical structure similar to the main controller in its structure. That is, a power supply unit having a robot side transformer 2 provided with power terminals Le1 and Le2 and a power output terminal POWER 2 for receiving power from the main control unit MAIN and transmitting and receiving various signals; An image unit connected to the power supply unit and including a video modulator 4 capable of performing amplitude modulation or frequency modulation on an input signal; A control unit connected to the power supply unit, the control unit including a robot side CPU module 6 that compresses, modulates, and restores a control signal, and is provided with various digital / analog signal input / output terminals (DI INPUT, AD INPUT, DO OUT, DA OUT); The video modulator 4 is provided with a video input terminal for receiving a video signal of a camera and a level signal input terminal for receiving a signal of a level sensor. Shows a working example of measuring the distance and the tilt using the main control unit and the robot (7), as shown, the main control unit for controlling the robot (7) is mounted on a vehicle, and is located on the ground, the robot ( 7) moves narrow spaces such as pipelines buried underground. The main control part located on the ground and the mobile robot part installed in the robot 7 are interconnected only by two lines (Le1 and Le2), so that power for driving and working of the robot 7 is supplied, and the main control part and A predetermined control signal is communicated between the mobile robot units, and the robot 7 is equipped with a camera, a level sensor 8, and an ultrasonic transmitter 12. The camera photographs a narrow space where the robot 7 is located. The signal is transmitted to the video modulator 4 of the robot control unit, and this signal is transmitted to the main control unit via two wires, and finally, through the video demodulator 3 of the main control unit, the robot 7 is finally connected to an image display device such as a monitor. The captured image is displayed, that is, the image unit of the mobile robot unit modulates the digital image signal photographed by the CCD camera of the robot 7 into a high frequency signal through the video modulator 4 of the robot control unit, The wave signal is converted into a signal which can be moved to the power line by L5, L6, and L8 of the robot side transformer 2 provided in the mobile robot, and is superimposed on a power line composed of two wires and transmitted to the main control part. The signal received from the main control unit in the form of a main body is separated from the power supply by the L1, L2, L4 of the transformer 1, only the high-frequency signal is transmitted to the video demodulator (Video demodulator) (3) including a demodulator The reconstructed image signal is finally outputted through the video output terminal at and the reconstructed image signal is outputted.The robot 7 is also equipped with a level sensor 8, and the measured tilt of the robot 7 is controlled by the robot controller. In other words, as shown in Fig. 2, an analog voltage signal proportional to the inclination of the robot 7 is output from the level sensor 8 when the robot 7 is driven. The butter is converted into a signal having a frequency proportional to the voltage and transmitted to a level sensor input terminal of the video modulator 4. The level signal is used by the video module of the video modulator 4 in the same manner as the digital image signal. The video signal and the slope signal are modulated at high frequency (20MHz ~ 100MHz) and transmitted to the main control part. The modulated high frequency signal reaches the main control part side and is separated from the power supply by L1, L2 and L4 of the main transformer 1 and is separated into a video signal and a gradient signal by the video demodulator 3. The video signal is output to a video monitor through a video output terminal, and the slope signal is converted into a voltage by an FA converter for converting a frequency into a voltage, and then converted into a digital signal through an AD converter to a video monitor. Display. Accordingly, the image monitor displays the image taken by the robot 7 and the tilt of the robot.

주제어부와 이동로봇부 간의 각종 제어신호는 주제어부측과 이동로봇부측에 설치된 CPU 모듈(5,6)에서 압축, 변조, 복원되며 변조된 신호는 이동로봇부측과 주제어부의 트랜스(1,2)에 의해 전원에 중첩되어 양방향으로 송·수신된다. 상기의 CPU 모듈(5,6)에서는 디지털 신호 입력, 디지털 신호 출력, A-D 변환, D-A 변환, 거리측정 신호 등을 처리한다. 상기의 제어신호에 대하여 예를 들어 설명하면, 주제어부에서 로봇(7)의 전조등 제어신호, 전진/후진/정지 신호, 카메라의 상/하/좌/우 조절, 거리측정신호 등을 발생시키면, 주제어부에 구비된 제어부에서 모뎀신호로 변조하여 상기 신호를 전원과 중첩하여 전원선을 이용하여 로봇(7)측의 이동로봇부로 전송하고, 상기 전송된 신호는 이동로봇부에 구비된 제어부에서 제어신호로 복조시키고, D/A 콘버터에 의해 아날로그 전압으로 변환되어 각종 제어신호에 대응되는 동작이 수행된다. 특히 카메라의 상/하/좌/우, 거리측정 시작/정지, 기울기 측정 신호 등은 로봇(7)에서 명령을 수행하고 명령수행 결과를 주제어부측으로 전송하고 이를 영상모니터에 표시할 수 있다. Various control signals between the main control part and the mobile robot part are compressed, modulated and decompressed by the CPU modules 5 and 6 installed on the main control part and the mobile robot part, and the modulated signals are transmitted to the transformer (1, 2) of the mobile robot part and the main control part. It is superimposed on the power supply and sent and received in both directions. The CPU modules 5 and 6 process digital signal input, digital signal output, A-D conversion, D-A conversion, ranging signals, and the like. For example, the control signal described above may be generated by generating a headlight control signal, a forward / reverse / stop signal, an up / down / left / right adjustment of the camera, a distance measurement signal, etc., from the main controller. The control unit provided in the main control unit modulates the modem signal and transmits the signal to the mobile robot unit on the robot 7 side by using the power line, and the transmitted signal is controlled by the control unit provided in the mobile robot unit. The signal is demodulated and converted to an analog voltage by a D / A converter to perform an operation corresponding to various control signals. In particular, the camera's up / down / left / right, distance measurement start / stop, tilt measurement signal, etc. may execute a command in the robot 7 and transmit the command execution result to the main control part and display it on the image monitor.

영상신호는 20MHz-100MHz대의 고주파를 사용하며, 제어신호는 1KHz-20KHz대의 주파수를 사용하고, 전원은 DC 24V-48V로 서로 각기 다른 주파수 대역을 사용하기 때문에 2선으로 구성된 전력선만을 이용하여 모든 신호의 전송이 가능한 것이다.The video signal uses high frequency in the 20MHz-100MHz band, the control signal uses the frequency in the 1KHz-20KHz band, and the power supply uses different frequency bands with DC 24V-48V. Can be transferred.

도 3 은 본 발명에 따른 로봇의 이동거리를 측정하기 위해 초음파를 이용하는 경우의 신호들을 보이고 있다.거리측정의 기본 원리를 살펴보면, 도 3 의 A 신호와 같이 거리측정을 명령하는 제어신호(t1)가 주기적으로 주제어부에서 이동로봇부로 전송되고, 이동로봇부에서는 일정한 주파수를 갖는 B 신호를 생성한 후에 주제어부로부터 전송된 A 신호와 복합하여 C 신호와 같은 주기적인 신호를 생성한다. 상기 C 신호는 로봇에 설치된 초음파송신장치(12)에 의하여 초음파로 변경되어 로봇(7)의 외부로 전송되는데, 상술한 초음파가 주제어부측에 설치된 초음파수신장치(11)에 수신되는 경우에 E 신호와 같은 주기적 신호가 얻어진다.Figure 3 shows the signals in the case of using the ultrasonic wave to measure the moving distance of the robot according to the present invention. Looking at the basic principle of the distance measurement, the control signal (t1) for commanding the distance measurement as the signal A of FIG. Is periodically transmitted from the main controller to the mobile robot, and the mobile robot generates a B signal having a constant frequency and then combines the A signal transmitted from the main controller to generate a periodic signal such as a C signal. The C signal is converted into an ultrasonic wave by the ultrasonic transmitter 12 installed in the robot and transmitted to the outside of the robot 7. When the ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiver 11 installed on the main controller side, the E signal is transmitted. A periodic signal such as

결과적으로 A 신호는 주제어부측에서 전송한 초음파 발생 시작신호이고, E 신호는 로봇(7)이 이동한 위치에서 송신한 초음파를 주제어부측에서 수신한 신호이다. 상기 A 신호와 E 신호를 주제어부에서 RS 플립플롭(FLIPFLOP)에 통과시키면 F 신호와 같이 지연시간이 포함된 신호를 얻게 된다. 상기의 F 신호 상에 표기된 Z와 Y의 간격은 초음파 전달 지연시간이므로, 상기 지연시간이 주제어부에 구비된 메인측 CPU 모듈(5)에 전달되어 음의속도(340M/s)를 곱하면 현재 로봇(7)이 주제어부로부터 이격된 정확한 거리가 산출되며, 상기와 같이 산출된 이동거리는 메인측 CPU 모듈(5)에 의해 메인측 영상모니터에 이동거리로 표시된다.As a result, the A signal is the ultrasonic generation start signal transmitted from the main control part side, and the E signal is the signal from the main control part receiving the ultrasonic wave transmitted at the position where the robot 7 moved. Passing the A and E signals through the RS flip-flop (FLIPFLOP) in the main control section to obtain a signal including a delay time, such as the F signal. Since the interval between Z and Y indicated on the F signal is an ultrasonic wave propagation delay time, the delay time is transmitted to the main CPU module 5 provided in the main controller to multiply the negative speed (340M / s). The exact distance from which the robot 7 is separated from the main controller is calculated, and the movement distance calculated as described above is displayed as the movement distance on the main image monitor by the main CPU module 5.

또한 로터리 엔코더를 케이블 드럼에 설치하여 로봇이 이동할 때 케이블이 엔코더의 축에 설치된 원판을 회전시키면서 1회전에 일정한 거리로 환산하여 거리신호가 펄스로 변환된 펄스로 얻는다. 이 거리신호는 10진으로 가감산하여 메인 측 CPU 모듈(5)에 전달되어 메인 측 영상모니터에 거리를 표시하여준다.In addition, the rotary encoder is installed on the cable drum, and when the robot moves, the cable is converted to a certain distance in one revolution while rotating the original disk installed on the axis of the encoder, so that the distance signal is converted into a pulse. This distance signal is added to and subtracted from decimal to the main CPU module 5 to display the distance on the main video monitor.

어느 임의의 거리에서 기울기를 구할 때는 도 4 의 자주 차에서 수평 방사형으로 LASER BEAM(X1)을 보낸 후 이 LASER BEAM(X1)을 카메라를 통하여 영상모니터에서 확인하고 A에서도 LASER BEAM(X2)를 발사한다. 이 때 영상모니터를 보며 B에 장치된 모터를 제어하여 X2의 위치를 상 또는 하로 작동하여 X1과 X2가 일치하게 조절한다. 이 때 모니터에 표시된 거리를 Z1이라 하고 B에 장치된 모터와 엔코더에서 A위치의 거리(Y1)를 표시하고 로봇을 이동하여 임의의 위치(Z2)에서 B를 위와 같이 조절하여 Y2를 얻는다. 여기서 Z1, Z2와 Y1, Y2를 환산하여 기울기 값을 얻는다.To find the slope at any arbitrary distance, send the LASER BEAM (X1) horizontally radially from the car in Fig. 4, check the LASER BEAM (X1) on the video monitor through the camera, and fire the LASER BEAM (X2) at A. do. At this time, control the motor installed in B while watching the video monitor and operate the position of X2 up or down to adjust X1 and X2 to match. At this time, the distance displayed on the monitor is called Z1, and the distance Y1 of the A position is displayed from the motor and encoder installed in B, and the robot is moved to adjust B as described above at an arbitrary position Z2 to obtain Y2. Here, the slope value is obtained by converting Z1, Z2 and Y1, Y2.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention that can be expected by the configuration and action as described above are as follows.

로봇의 제어를 위해 전원을 공급해주는 전원 공급선에 영상신호와 제어신호를 변조하여 중첩 사용함으로써 협소공간에 위치한 이동로봇과 모든 통신을 원활히 할 수 있으며, 이동로봇과 주제어부를 연결하는 유선의 수가 최소화되었기 때문에 로봇의 다양한 움직임에 따른 유선의 관리가 용이할 뿐만 아니라, 로봇 주행 시 CCD 영상과 로봇이 이동한 거리, 그리고 로봇의 기울기를 영상모니터에 동시에 표시함으로써 협소공간을 이동하는 로봇을 운영관리가 용이한 효과를 갖는다.By modulating and superimposing the video signal and the control signal on the power supply line that supplies power for the control of the robot, all communication with the mobile robot located in the narrow space can be performed smoothly, and the number of wires connecting the mobile robot to the main control part is minimized. Therefore, it is easy to manage wires according to various movements of robots, and it is easy to operate and manage robots that move in narrow spaces by simultaneously displaying CCD image, distance traveled by robots, and tilt of robots on video monitor. Has one effect.

도 1 은 본 발명에 따른 로봇과 주제어부 간의 통신선로를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a communication line between the robot and the main control unit according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따른 로봇과 주제어부를 이용한 실제 작업예.2 is an actual working example using the robot and the main control unit according to the present invention.

도 3 은 초음파로 인한 거리 측정 원리를 나타낸 그림.Figure 3 is a diagram showing the principle of distance measurement due to the ultrasonic wave.

도 4 는 레이저 빔을 사용하여 각도를 측정하는 모습.4 is a view of measuring the angle using a laser beam.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(1): 메인 측 트랜스 (2): 로봇 측 트랜스(1): main side transformer (2): robot side transformer

(3): 비디오 디모듈레이터 (4): 비디오 모듈레이터(3): Video demodulator (4): Video modulator

(5): 메인 측 CPU 모듈 (6): 로봇 측 CPU 모듈(5): main side CPU module (6): robot side CPU module

(7): 이동 로봇 (8): 레벨 센서(7): mobile robot (8): level sensor

(9): 레이저빔 발사장치 (10): 모터(9): laser beam launcher (10): motor

(11): 초음파 수신장치 (12): 로봇측 초음파 송신 장치(11): ultrasonic receiver 12: robot-side ultrasonic transmitter

Claims

In the control method of the narrow space precision exploration and repair mobile robot,

A first control unit having a main side transformer (1), a first image unit connected to the first power unit, a first control unit connected to the first power unit and including a main side CPU module (5), A main control unit (MAIN) including an image monitor connected to the first image unit and an ultrasonic receiver 11 connected to the first control unit;

A second power supply unit having a robot side transformer (2), a second image unit connected to the second power supply unit, a second control unit connected to the second power supply unit, and including a robot side CPU module (6); 2, a robot connected to the image unit, and a robot (ROBOT) including a level sensor (8) and the ultrasonic transmitter 12 connected to the second controller; Connected only by lines,

Modulating a control signal in the first control unit and transmitting the modulated signal to the second power supply unit through a power supply line by overlapping the modulation signal with the power supply line in the first power supply unit;

Separating the transmitted overlapping signal from the second power supply unit and transferring the transmitted overlapping signal to the second control unit;

Modulating an image signal in the second image unit, and transmitting the modulation signal to a power line by overlapping the modulated signal in the second power unit through a power line;

Separating the superimposed transmitted video signal from the first power supply unit, demodulating the first video unit, and outputting the demodulated image signal to the video monitor;

A tilt measurement step using the signal of the level sensor; And

A moving distance measuring step using the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver;

Mobile robot control method for narrow space precision exploration repair comprising a.

The method of claim 1, wherein the tilt measurement step,

Obtaining a voltage signal proportional to the tilt of the robot at the level sensor;

Converting and modulating the voltage signal into a frequency signal;

Transmitting the modulated signal to the main controller by overlapping the modulated signal;

Separating and demodulating a frequency signal from the received superimposed signal;

Converting the demodulated frequency signal into an analog voltage signal; And

Converting the analog voltage signal into a digital signal and outputting the digital signal to a display device;

Narrow space precision exploration repair mobile robot control method further comprising a.

According to claim 1, The moving distance measuring step,

Generating a first periodic signal for commanding a movement distance measurement from the main controller to the mobile robot;

Generating a second periodic signal by combining the signal having a constant frequency with the received first periodic signal in the mobile robot, and transmitting the second periodic signal by ultrasonic wave by an ultrasonic transmitter;

Receiving ultrasonic waves by an ultrasonic receiver installed on the main control unit;

Measuring a delay time by comparing the received ultrasonic waves with the first periodic signal; And

Calculating a moving distance by calculating a sound velocity based on the measured delay time and displaying the moving distance on a display device;

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