KR100633160B1 - 비콘을 이용하여 위치 및 방향 인식이 가능한 로봇시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇시스템에 관한 것으로서, 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부와, 초음파를 송출하는 초음파 송출부를 갖는 위치정보 송출 유닛과; 상기 광을 수신하는 광 수신부와, 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신부와, 상기 광 수신부를 통해 수신된 상기 광의 상기 위상정보와 상기 초음파 수신부를 통해 수신된 상기 초음파에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛에 대한 상대 위치를 측정하는 위치측정부를 갖는 로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 외부환경에 영향을 받지 않고 로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있으며, 시스템의 구성에 소요되는 비용을 최소화할 수 있다.

Description

비콘을 이용하여 위치 및 방향 인식이 가능한 로봇시스템{ROBOT SYSTEM CAPABLE OF RECOGNIZING POSITION AND DIRECTION USING BEACON}
도 1은 종래의 로봇시스템의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇시스템의 제어블럭도이고,
도 3은 도 2의 로봇시스템의 위치정보 송출 유닛의 일 예를 도시한 도면이고,
도 4는 도 2의 로봇시스템의 로봇의 일 예를 도시한 도면이고,
도 5는 도 2의 로봇시스템의 로봇의 위치 및 진행방향의 산출방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 2의 로봇시스템의 진행방향 검출부의 일 예를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇시스템의 구성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 위치정보 송출 유닛 11 : 초음파 송출부
12 : 광 송출부 13 : 광 출력부
14 : 인코더부 15 : 광 생성부
16 : 위상조절부 30 : 로봇
31 : 초음파 수신부 32 : 위치측정부
35 : 광 수신부 36 : 진행방향 검출부
본 발명은 로봇시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위치정보 송출 유닛으로부터 송출되는 광 및/또는 초음파에 의해 로봇의 위치 및/또는 진행 방향을 검출하는 로봇시스템에 관한 것이다.
로봇은 산업 전반에 걸쳐 그 이용 범위가 점차 확대되어 가고 있는 추세이고, 일반 가정에서 가사를 담당하는 로봇 또한 개발되고 있는 추세이다.
과거의 로봇은 일정 작업 공간에 고정된 상태로 동작하거나, 정해진 트랙으로만 이동하여 동작하였으나, 근래에는 고정된 공간이나 정해진 트랙에서 벗어나 자율적으로 이동하며 작업을 수행하는 로봇이 개발되고 있다.
이러한, 자율 이동이 가능한 로봇은 그 목적지로 이동하기 위한 방법으로 이동 경로 상에 설치된 가이드 선 등을 탐지하는 등과 같이 다양한 방법이 개발되고 있다.
도 1은 종래의 자율 이동 가능한 로봇(300)이 자신의 현재 위치를 인식하기 위한 로봇시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇시스템은 로봇(300)과 광 송출 유닛(100)을 포함한다.
광 송출 유닛(100)은 고정된 위치에서 적외선 또는 전자파 등과 같은 직진성을 갖는 광을 송출하는 복수의 광 송출부(101)를 포함한다.
광 송출부(101)에서 송출된 광은 직진성을 갖기 때문에, 각 광 송출부(101)에서 송출되는 광은 광 송출 유닛(100)의 위치에 따라 일정 영역에 위치하는 로봇(300)에 도달된다. 또한, 각 광 송출부(101)는 다른 광 송출부(101)와 구별되도록 고유의 아이디 정보를 포함하는 광을 송출한다.
한편, 로봇(300)은 복수의 광 수신부(301) 및 도시되지 않은 제어부를 포함한다.
광 수신부(301)는 광 송출 유닛(100)으로부터 송출되는 광을 수신하고, 수신된 광의 세기에 관한 정보를 제어부에 출력한다.
제어부는 광 수신부(301)로부터 제공되는 광의 세기에 대한 정보에 기초하여, 광 송출부(101)에 대한 로봇(300)의 상대적인 위치를 판단한다.
그런데, 이러한 종래의 로봇시스템은 광 송출부(101) 및 광 수신부(301)의 스펙에 따라 광의 세기를 측정하는데 영향을 크게 받기 때문에, 광의 세기에 기초한 로봇(300)의 상대적인 위치를 정확히 측정할 수 없는 단점이 있다.
또한, 공간 상에 송출되는 광의 에너지는 광 송출부(101)로부터의 거리의 세제곱에 반비례하므로, 광의 세기에 기초한 위치 측정에 있어서 광 송출 유닛(100)과 로봇(300) 간의 거리에 제약을 받는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부환경에 영향을 받지 않고 로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있으며, 시스템의 구성에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 로봇시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부와, 초음파를 송출하는 초음파 송출부를 갖는 위치정보 송출 유닛과; 상기 광을 수신하는 광 수신부와, 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신부와, 상기 광 수신부를 통해 수신된 상기 광의 상기 위상정보와 상기 초음파 수신부를 통해 수신된 상기 초음파에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛에 대한 상대 위치를 측정하는 위치측정부를 갖는 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부를 갖는 위치정보 송출 유닛과; 상기 광을 수신하는 광수신부와, 상기 광수신부를 통해 수신되는 상기 광의 상기 위상정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛에 대한 상기 로봇의 위상을 검출하는 위치측정부와, 상기 광의 입사각에 기초하여 상기 로봇의 진향방향을 검출하는 진행방향 검출부를 갖는 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 위치정보 송출 유닛은 초음파를 송출하는 초음파 송출부를 더 포함하고; 상기 로봇은 상기 초음파 송출부로부터 송출된 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신부를 더 포함하며; 상기 위치측정부는 상기 초음파 수신부를 통해 수신되는 상기 초음파의 수신 시간에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛과 상기 로봇 간의 거리를 산출할 수 있다.
그리고, 상기 로봇은 상기 광의 입사각에 기초하여 상기 로봇의 진향방향을 검출하는 진행방향 검출부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 위치측정부는 상기 광 수신부를 통해 수신되는 상기 광의 상기 위상정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛에 대한 상기 로봇의 위상을 검출할 수 있다.
여기서, 상기 광 송출부는 상기 광에 상기 초음파 송출부로부터 상기 초음파가 송출된 시간에 대한 시간 정보를 포함시켜 송출하고; 상기 위치측정부는 상기 시간 정보와 상기 초음파의 상기 수신 시간에 기초하여 위치정보 송출 유닛과 상기 로봇 간의 거리를 산출할 수 있다.
그리고, 상기 위치측정부는 상기 광 송출부로부터 송출되는 상기 광의 송출 주기와, 상기 광의 상기 위상정보와, 상기 초음파의 상기 수신 시간에 기초하여 위치정보 송출 유닛과 상기 로봇 간의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 상기 진행방향 검출부는, 상기 광을 집광하는 렌즈와; 상기 렌즈에 의해 집광된 광을 감지하여 상기 집광된 광의 집광 위치에 대한 정보를 상기 위치측정부에 제공하는 광 감지부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진행방향 검출부는 위치감지다이오드(PSD : Position Sensitive Diode)와, CCD(Charged Coupled Devices) 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semi-conductor) 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광 송출부는, 상기 위상정보를 갖는 상기 광을 출력하는 광 출력부와; 상기 광 출력부로부터 출력되는 상기 광이 상기 위상정보에 대응하는 방향으로 송출되도록 상기 광의 송출방향을 조절하는 위상조절부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 광 송출부는 상기 광에 상기 위치정보 송출 유닛의 아이디 정보를 포함시켜 송출하고; 상기 위치측정부는 상기 아이디 정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛의 작업 공간 상의 위치를 검출하고, 상기 위치정보 송출 유닛의 상기 작업 공간 상의 상기 검출된 위치와 상기 상대 위치에 기초하여 상기 로봇의 상기 작업 공간 상의 절대 위치를 산출할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 그 실시예가 상이하더라도 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명은 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 로봇시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 위치정보 송출 유닛(10)과, 로봇(30)을 포함한다.
위치정보 송출 유닛(10)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 위치정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부(12)와, 초음파를 송출하는 초음파 송출부(11)를 포함할 수 있다.
광 송출부(12)는 직진성을 갖는 광을 출력하는 광 출력부(13)와, 광 출력부(13)로부터 출력되는 광이 위상정보에 대응하는 방향으로 송출되도록 광의 송출방향을 조절하는 위상조절부(16)를 포함한다.
광 출력부(13)는 적외선이나 전자파 등과 같이 직진성을 갖는 광을 출력한다. 여기서, 광 출력부(13)는 위상천이방식(Phase Shift Keying)이나 주파수천이방식(Frequency Shift Keying) 등을 통해 각종 정보를 출력되는 광에 포함시킬 수 있다. 상기 방법에 따라, 광 출력부(13)를 통해 출력되는 광에는 위상조절부(16)에 의해 결정된 광이 송출되는 위상에 대한 위상정보가 포함된다. 여기서, 광 출력부(13)로부터 출력되는 광이 적외선인 경우, IrDA(Infrared Data Association) 적외선 통신을 통해 위상정보를 적외선에 포함시킬 수 있다.
위상조절부(16)는 광 출력부(13)로부터 출력되는 광의 위상정보에 대응하는 방향으로 광 출력부(13)로부터 출력되는 광이 송출되도록 광의 송출방향을 조절한다.
도 3은 본 발명에 따른 위치정보 송출 유닛(10)의 일 예를 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 위상조절부(16)는 반사거울(16a)과, 회전축(16b) 및 모터(16c)를 포함할 수 있다.
반사거울(16a)은 회전축(16b)에 연결되며, 광 출력부(13)로부터 출력된 광이 소정의 입사각을 가지며 반사되도록 광 출력부(13)로부터 출력되는 광의 진행 방향에 대해 소정 각도 기울어 배치된다.
회전축(16b)은 반사거울(16a)에 연결되어 모터(16c)의 회전력을 반사거울(16a)에 전달한다. 그리고, 모터(16c)는 반사거울(16a)이 소정의 각속도로 회전되도록 회전축(16b)을 회전시킨다. 여기서, 모터(16c)는 360도 전 구간을 회전함으로써, 광 출력부(13)로부터 출력된 광의 송출 방향을 조절한다.
다시, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 광 송출부(12)는 광을 생성하는 광 생성부(15)와, 모터(16c)의 회전에 의해 실제 송출되는 광의 위상과 동일한 위상정보를 광에 포함시키는 인코더부(14)를 포함할 수 있다.
여기서, 인코더부(14)는 모터(16c)로부터 현재 모터(16c)의 실제 회전에 따른 위상에 대한 정보를 제공받고, 모터(16c)의 실제 회전에 따른 위상에 대한 정보가 광 생성부(15)에서 생성되는 광에 위상정보로 포함되도록 코딩 또는 모듈레이션을 수행한다. 이에 따라, 광 출력부(13)로부터 출력되는 광의 위상정보에 대응하는 방향으로 광 출력부(13)로부터 출력되는 광의 송출 방향이 조절된다.
인코더부(14)는 광의 형태에 따라, 전술한 바와 같이, 위상천이방식, 주파수천이방식 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식 등을 사용하여 위상정보를 광에 포함시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 위치정보 송출 유닛(10)은 광 송출부(12)로부터 송출되는 광에 동기되는 초음파를 출력하는 초음파 출력부를 포함할 수 있다. 여기서, 인코더부(14)는 광 생성부(15)를 통해 생성된 광과 동기되는 일정 주기로 초음파가 출력되도록 초음파 출력부를 제어할 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 송출부(11)는 모터(16c)가 1회전할 때마다, 즉, 광 송출부(12)로부터 송출되는 광에 포함된 위상정보에 따른 위상이 0°일 때마다 초음파를 출력하는 것을 일 예로 한다.
상기의 구성에 따라, 위치정보 송출 유닛(10)으로부터 송출되는 광 및 초음파에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모터(16c)의 위상이 0° 인 경우를 기준으로 하여 설명하면, 모터(16c)는 소정의 각속도로 회전한다. 이 때, 인코더부(14)는 모터(16c)의 회전과 동시에, 모터(16c)의 위상이 0°일 때 광 생성부(15)가 0°의 위상정보를 갖는 광을 생성하여 출력하도록 제어한다. 또한, 인코더부(14)는 광 생성부(15)로부터 0 °의 위상정보를 갖는 광이 생성되어 출력됨과 동시에, 초음파 송출부(11)가 초음파를 송출하도록 제어한다.
그리고, 인코더부(14)는 모터(16c)의 회전에 대응하여, 기 설정된 소정의 위상 단위, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 1° 단위로 광이 출력되도록 광 생성부(15)를 제어하고, 1° 단위로 출력되는 광에 해당 위상에 대한 위상정보를 포함시킨다.
다시 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 로봇(30)은 광 수신부(35), 초음파 수신부(31), 진향방향 검출부 및 위치측정부(32)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 4는 본 발명에 따른 로봇(30)의 일 예를 도시한 도면이다.
광 수신부(35)는 위치정보 송출 유닛(10)의 광 송출부(12)로부터 송출된 광을 수신한다. 그리고, 광 수신부(35)는 수신된 광을 위치측정부(32)에 전달한다. 광 수신부(35)는 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇(30)의 진행 방향에 대해 대략 수평한 모든 방향으로부터의 광을 수신할 수 있는 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 여기서, 도 4에 도시된 광 수신부(35)는 깔때기 모양의 원뿔형 거울(35a)이 마련되어 외부에서 수평방향으로 입사되는 광을 깔때기 끝단으로 모으고, 입사되는 각각의 빛이 하나의 수광부(35b)에 입력되도록 하고 있다. 이외에도, 광 수신부(35)는 다양한 형태로 마련될 수 있다.
초음파 수신부(31)는 위치정보 송출 유닛(10)의 초음파 송출부(11)로부터 송출된 초음파를 수신한다. 그리고, 초음파 수신부(31)는 초음파 수신 여부에 대한 정보를 위치측정부(32)에 제공한다.
여기서, 본 발명에 따른 로봇(30)은 광 수신부(35)를 통해 수신되는 한 위상의 광과, 초음파 수신부(31)로부터 수신되는 초음파에 기초하여 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 현재 로봇(30)의 상대적인 위상 및 거리를 측정한다. 따라서, 본 발명에 따른 로봇(30)은 단지 하나의 광 수신부(35)를 마련하는 것만으로도 로봇(30)의 상대적인 위상 및 거리를 측정할 수 있게 되어, 로봇(30)의 제조비용을 낮출 수 있다. 또한, 다수개의 광 수신부(35)를 통해 수신된 정보에 기초하여 위상 및 거리를 측정하는 방법에 있어서, 다수 개의 광 수신부(35)가 인접하게 배치될 경우에 발생하는 측정 오차를 제거할 수 있게 된다.
이하에서는, 위치측정부(32)가 광 수신부(35)를 통해 수신된 광과 초음파 수신부(31)를 통해 수신된 초음파에 기초하여 현재 로봇(30)의 상대적인 위상 및 위치를 검출하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 위치측정부(32)는 광 수신부(35)를 통해 수신된 광에 포함된 위상정보를 판독하여 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 로봇(30)의 상대적인 위상(φ)을 검출한다.
그리고, 위치측정부(32)는 초음파 수신부(31)를 통해 수신된 초음파 및 광 수신부(35)를 통해 수신된 광에 기초하여 로봇(30)과 위치정보 송출 유닛(10) 간의 거리(d)를 산출한다.
예컨대, 초음파 수신부(31)를 통해 수신되는 초음파의 수신 기간을 Ts라 하고, 광 송출부(12)가 위상(φ)이 0°인 광을 송출할 때의 시간을 T0라 가정한다.
여기서, 초음파 송출부(11)로부터 송출된 초음파가 원주상에 도달하는데 소 요되는 시간은 Ts-T0가 된다. 따라서, 거리 d는 [수학식 1]에 의해 산출된다.
[수학식 1]
d = (Ts-To)×Vs, Vs는 음속
여기서, , 인코더부(14)가 위상(φ)이 0°일 때마다 광 송출부(12)로부터 송출되는 광에 T0에 대한 시간 정보를 포함시켜 송출할 수 있다. 이에 따라, 위치측정부(32)는 위상(φ)이 0°일 때, 즉, 초음파 송출부(11)로부터 초음파가 송출되는 시간 T0을 알 수 있게 된다.
또한, 위치측정부(32)는 광 수신부(35)를 통해 수신되는 광의 수신 시간 Tr과, 광 송출부(12)로부터 송출되는 광의 단위 위상 C 및 모터(16c)가 단위 위상 C를 회전하는데 소요되는 시간 Tc에 기초하여 초음파 송출부(11)로부터 초음파가 송출되는 시간 T0을, [수학식 2]를 통해 산출할 수 있다.
[수학식 2]
T0 = Tr - Tc×C
여기서, [수학식 2]에서는 광 송출부(12)로부터 송출되는 광이 로봇(30)까지 도달하는데 소요되는 시간은 광의 진행 속도가 매우 빠른 것을 고려하여, 본 발명의 실시예에서는 고려하지 않았다.
한편, 본 발명에 따른 진행방향 검출부(36)는 위치정보 송출 유닛(10)으로부터 송출되는 광의 입사각(ψ1,ψ2,ψ3, 도 6 참조)에 기초하여 로봇(30)의 진행방향(θ)을 검출한다.
여기서, 도 6은 본 발명에 따른 진행방향 검출부(36)가 위치정보 송출 유닛 (10)으로부터 송출되는 광에 기초하여 로봇(30)의 진행방향(θ)을 검출하는 것을 일 예로 한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 진행방향 검출부(36)는 위치정보 송출 유닛(10)으로부터 송출된 광을 집광하는 렌즈(36a)와, 렌즈(36a)에 의해 집광된 광을 감지하여 집광위치(P1,P2,P3)에 대한 정보를 위치측정부(32)에 제공하는 광 감지부를 포함한다. 여기서, 광 감지부는 위치검출다이오드(36b)(PSD : Position Sensitive Diode)를 포함할 수 있다. 또한, 위치검출다이오드는 위치정보 송출 유닛(10)과 로봇(30)의 고저차를 반영할 수 있도록 2차원(2D) 위치검출다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.
위치정보 송출 유닛(10)으로부터 송출된 광은 렌즈(36a)를 통과할 때 그 입사각(ψ1,ψ2,ψ3)에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 위치감지다이오드의 다른 위치에 집광되고, 광 감지부는 위치감지다이오드에 집광된 광의 집광 위치(P1,P2,P3)에 대한 정보를 위치측정부(32)에 제공한다.
여기서, 위치측정부(32)는 광 감지부로부터의 광의 집광위치(P1,P2,P3)에 대한 정보를 제공받아, 현재 로봇(30)의 진행방향(θ)을 산출하게 된다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 광 감지부로부터의 집광위치(P1,P2,P3)에 대한 정보에 따라 판단된 광의 입사각을 ψ라 하면, 위상(φ) 0°에 대한 진행방향(θ)의 위상 φ는 [수학식 3]에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 3]
φ = φ - ψ
여기서, φ는 위치측정부(32)가 광 수신부(35)를 통해 수신된 광의 위상정보 를 통해 얻은 로봇(30)의 현재 위상(φ)이다.
도 7은 다수의 위치정보 송출 유닛(10,10')으로 구성된 로봇시스템을 일 예를 도시한 도면이다.
여기서, 위치정보 송출 유닛(10,10')은 로봇(30)의 작업 공간 상의 일정한 위치에 배치된다. 그리고, 위치정보 송출 유닛(10,10')의 인코더부(14)는 광 생성부(15)에서 발생되는 광에 해당 위치정보 송출 유닛(10,10')의 고유 아이디에 대한 정보를 실어 송출할 수 있다.
이 때, 로봇(30)의 위치측정부(32)는 광 수신부(35)를 통해 수신되는 광에 포함된 위치정보 송출 유닛(10,10')의 아이디에 기초하여, 위치정보 송출 유닛(10,10')의 작업 공간 상의 위치를 파악할 수 있다. 예컨대, 로봇(30)의 위치측정부(32)에는 작업 공간 상에 배치된 각 위치정보 송출 유닛(10,10')의 아이디와, 각 아이디에 대응하는 위치정보 송출 유닛(10,10')의 작업 공간 상의 위치에 대한 정보 테이블이 저장될 수 있다.
이에 따라, 로봇(30)의 위치측정부(32)는 전술한 바와 같은 방법을 통해 위치정보 송출 유닛(10,10')에 대한 자신의 상대적인 거리(d) 및 위상(φ)에 대한 정보를 파악하고, 해당 위치정보 송출 유닛(10)의 아이디 정보에 대응하는 위치정보 송출 유닛(10,10')의 작업 공간 상의 위치를 정보 테이블로부터 독출함으로써, 작업공간 상의 소정의 기준 좌표 상에서의 로봇(30)의 절대 위치를 파악할 수 있게 된다.
전술한 실시예에서는, 본 발명에 따른 로봇시스템이 로봇(30)과 위치정보 송 출 유닛(10) 간의 상대적인 위상, 거리 및 로봇(30)의 진행방향을 전술한 방법을 통해 측정하는 것을 일 예로 하였다. 이 외에도, 로봇(30)과 위치정보 송출 유닛(10) 간의 상대적인 위상, 거리 및 로봇(30)의 진행방향 중 적어도 어느 하나를 상기의 방법을 통해 측정하고, 나머지를 다른 측정 방법을 통해 측정할 수 있음은 물론이다.
또한, 전술한 실시예에서, 도 4에서는 본 발명에 따른 로봇(30)의 광 수신부(35)가 원뿔형 거울(35a)과 수광부(35b)로 구성되는 것을 일 예로 하여 설명하였다. 이외에도, 본 발명에 따른 로봇(30)의 광 수신부(35)는 로봇(30)의 이동 방향에 대해 대략 수평한 방향으로 진행하는 광을 수신할 수 있는 구성이라면 다른 구성을 가질 수 있음은 물론이다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그리고 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
본 발명에 의해 외부환경에 영향을 받지 않고 로봇의 위치를 정확하게 인식할 수 있으며, 시스템의 구성에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 로봇시스템이 제공된다.

Claims (11)

  1. 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부(12)와, 상기 광에 동기되는 초음파를 송출하는 초음파 송출부(11)를 갖는 위치정보 송출 유닛(10)과;
    상기 광을 수신하는 광 수신부(35)와, 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신부(31)와, 상기 광 수신부(35)를 통해 수신된 상기 광의 상기 위상정보와 상기 초음파 수신부(31)를 통해 수신된 상기 초음파에 의거한 상대적 위상 및 거리에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 상대 위치를 측정하는 위치측정부(32)를 갖는 로봇(30)을 포함하며,
    상기 광 송출부(12)는 상기 광에 상기 초음파 송출부(11)로부터 상기 초음파가 송출된 시간에 대한 시간 정보를 포함시켜 송출하고, 상기 위치측정부(32)는 상기 시간 정보와 상기 초음파의 상기 수신 시간에 기초하여 위치정보 송출 유닛과(10) 상기 로봇(30) 간의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  2. 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부(12)를 갖는 위치정보 송출 유닛(10)과;
    상기 광을 수신하는 광수신부(35)와, 상기 광수신부(35)를 통해 수신되는 상기 광의 상기 위상정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 상대적 위상을 검출하는 위치측정부(32)와, 상기 광의 입사각에 기초하여 진행방향을 검출하는 진행방향 검출부(36)를 갖는 로봇(30)을 포함하며,
    상기 진행방향 검출부(36)는, 상기 광을 집광하는 렌즈(36a)와; 상기 렌즈(36a)에 의해 집광된 광을 감지하여 상기 집광된 광의 집광 위치에 대한 정보를 상기 위치측정부(32)에 제공하는 광 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로봇(30)은 상기 광의 입사각에 기초하여 상기 로봇(30)의 진행방향을 검출하는 진행방향 검출부(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 위치측정부(32)는 상기 광 수신부(31)를 통해 수신되는 상기 광의 상기 위상정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 상기 로봇(30)의 위상을 검출하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  6. 삭제
  7. 위상정보를 갖는 광을 송출하는 광 송출부(12)와, 상기 광에 동기되는 초음파를 송출하는 초음파 송출부(11)를 갖는 위치정보 송출 유닛(10)과;
    상기 광을 수신하는 광 수신부(35)와, 상기 초음파를 수신하는 초음파 수신부(31)와, 상기 광 수신부(35)를 통해 수신된 상기 광의 상기 위상정보와 상기 초음파 수신부(31)를 통해 수신된 상기 초음파에 의거한 상대적 위상 및 거리에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛(10)에 대한 상대 위치를 측정하는 위치측정부(32)를 갖는 로봇(30)을 포함하며,
    상기 위치측정부(32)는 상기 광 송출부로(12)부터 송출되는 상기 광의 송출 주기와, 상기 광의 상기 위상정보와, 상기 초음파의 상기 수신 시간에 기초하여 위치정보 송출 유닛(10)과 상기 로봇(30) 간의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 진행방향 검출부(36)는,
    상기 광을 집광하는 렌즈(36a)와;
    상기 렌즈(36a)에 의해 집광된 광을 감지하여 상기 집광된 광의 집광 위치에 대한 정보를 상기 위치측정부(32)에 제공하는 광 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  9. 제2항 또는 제8항에 있어서,
    상기 진행방향 검출부(36)는 위치감지다이오드(36b, PSD : Position Sensitive Diode)와, CCD(Charged Coupled Devices) 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semi-conductor) 센서 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  10. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 광 송출부(12)는,
    상기 위상정보를 갖는 상기 광을 출력하는 광 출력부(13)와;
    상기 광 출력부(13)로부터 출력되는 상기 광이 상기 위상정보에 대응하는 방향으로 송출되도록 상기 광의 송출방향을 조절하는 위상조절부(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
  11. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 광 송출부(12)는 상기 광에 상기 위치정보 송출 유닛(10)의 아이디 정보를 포함시켜 송출하고;
    상기 위치측정부는 상기 아이디 정보에 기초하여 상기 위치정보 송출 유닛(10)의 작업 공간 상의 위치를 검출하고, 상기 위치정보 송출 유닛(10)의 상기 작업 공간 상의 상기 검출된 위치와 상기 상대 위치에 기초하여 상기 로봇(30)의 상기 작업 공간 상의 절대 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
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