KR100673087B1

KR100673087B1 - 로봇용 사물인식시스템

Info

Publication number: KR100673087B1
Application number: KR1020050005804A
Authority: KR
Inventors: 노성렬; 채수현
Original assignee: (주) 시리우스
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2007-01-22
Also published as: KR20060085292A

Abstract

본 발명은 로봇용 사물인식시스템에 관한 것으로서, 케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고, 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇용 사물인식시스템{A SYSTEM FOR RECOGNIZING AN OBJECT}

도 1은 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템의 구성을 도시한 도면,

도 2는 도 1의 듀얼카메라를 발췌하여 도시한 내부 구성도,

도 3은 도 2의 듀얼카메라의 이미지센서에 투영된 이미지를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 ... 케이스 20 ... 와이드카메라

30 ... 메인구동부 40 ... 듀얼카메라

41 ... 중앙경통 42 ... 좌측경통

42a ... 렌즈 43 ... 우측경통

43a ... 렌즈 44, 45 ... 좌,우측반사경

46 ... 중앙반사경 47 ... 이미지센서

50 ... 서브구동부

본 발명은 사물의 인식은 물론 거리 판단을 정확히 하여, 로봇이 독자적으로 움직일 수 있도록 하기 위한 신호를 발생하는 로봇용 인식시스템에 관한 것이다.

로봇 기술에 있어서, 인간의 감각기관과 유사한 기능을 구현하기 위하여 다양한 방법들이 연구되고 있다. 예를 들면, 사물과의 거리나 크기를 측정하기 위하여 여러개의 초음파 센서를 채용하기도 하고, 감각기능을 부여하기 위하여 압력센서를 채용하고 있으며, 수평을 유지하기 위하여 수평센서를 채용하는 기술이 연구되고 있다.

이중, 가장 구현하기 어려운 기술중 하나는, 이동하는 사물의 크기나 거리를 정확히 인식하는 것인데, 이는 로봇이 사물을 피해 독자적으로 움직일 수 있도록 하기 위한 가장 필요한 기술이다. 따라서, 보다 효율적으로 사물 및 거리를 인식할 수 있는 로봇용 사물인식시스템의 개발이 진행되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 추세를 반영하기 위하여 안출된 것으로서, 로봇이 사물을 피해 독자적으로 움직일 수 있도록, 움직이는 사물의 크기나 거리를 정확히 인식할 수 있도록 하는 로봇용 사물인식시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스 템은,

케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 상기 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 상기 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 상기 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고, 상기 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 상기 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 상기 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 상기 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 듀얼카메라(40)는 줌기능을 가진다. 이때, 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 듀얼카메라(40)를 좌우 및/또는 상하로 회동시키는 서브구동부(50)를 더 포함할 수도 있다.

이하, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 듀얼카메라를 발췌하여 도시한 내부 구성도이며, 도 3은 도 2의 듀얼카메라의 이미지센서에 투영된 이미지를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템은, 케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20)와, 와이드카메라 (20)에서 발생된 구동신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30)와, 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40)를 포함한다.

와이드카메라(20)는 넓은 광각을 가지는 광각렌즈와 그 광각렌즈에 의하여 투영되는 이미지가 촬상되는 이미지센서로 구성된다. 와이드카메라(20)는 사물을 넓은 범위에서 촬영할 수 있으므로, 사물의 위치 검출 및 추적용으로 사용된다. 이를 위하여, 와이드카메라(20)에 의하여 촬영된 이미지는, 위치 추적을 위한 좌표신호로 변환되어 후술할 메인구동부(30) 및/또는 서브구동부(50)를 구동시키는 신호로 사용된다.

메인구동부(30)는 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 구동시키는 것으로서, 다수개의 감속기어와 모터로 구성된 공지의 것을 사용한다. 메인구동부(30)는, 와이드카메라(20)로부터 전송되는 좌표신호에 의하여 제어됨으로써, 사물의 방향대로 케이스(10)를 회동시킨다.

듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치는 중앙반사경(46)과, 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함한다. 이때, 듀얼카메라(40)는 공지의 줌기능을 가지는 것이 바람직하다.

듀얼카메라(40)는, 광각 촬영이 가능한 와이드카메라(20)에 비하여 촬영할 수 있는 광각 범위가 작다. 이러한 듀얼카메라(40)는 좌측경통(42)과 우측경통(43)에 의하여 각각 촬영된 이미지를 통하여 사물의 형상을 인식하고, 더 나아가 사물까지의 거리를 산출한다. 즉, 듀얼카메라(40)는 사물의 형상을 인식할 뿐만 아니라, 이미지센서(47)에 형성된 좌측 이미지와 우측 이미지로부터, 공지의 삼각법 또는 허밍법을 통하여 사물까지의 거리를 산출할 수 있는 것이다.

이때, 케이스(10) 내부에 듀얼카메라(40)를 좌우 및/또는 상하로 회동시키는 서브구동부(50)가 설치될 수 있다. 서브구동부(50)는 다수개의 감속기어와 모터로 구성된 공지의 것을 사용하며, 미세한 움직임이 가능하여야 한다. 이 경우, 와이드카메라(20)로부터 전송되는 좌표신호에 의하여, 메인구동부(30)와는 별도로 듀얼카메라(40)를 미세하게 좌우 및/또는 상하로 회동시킬 수 있으며, 이렇게 함으로써 사물을 더욱 미세하게 위치 추적할 수 있다.

다음, 상기와 같은 구조의 로봇용 사물인식시스템의 동작을 설명한다.

움직이던 로봇의 전방에 특정 사물이 고정되어 있거나 움직일 경우, 와이드카메라(20)는 그 사물을 인식한다. 이때, 와이드카메라(20)는 광각 기능에 의하여 넓은 범위를 촬영할 수 있으므로, 사물이 와이드카메라(20) 광축으로부터 멀리 떨어진 지점에 있을 경우에도 그 사물의 촬영이 가능하다. 이렇게 촬영된 이미지는 와이드카메라(20) 내부에서 좌표신호를 변환되고, 이 좌표신호는 메인구동부(30)에 구동 및 제어시키는 신호로 사용된다.

메인구동부(30)는 좌표신호에 의하여 케이스(10)를 좌우 및/또는 상하로 회동시킴으로써 와이드카메라(20)가 사물을 추적할 수 있도록 하고, 이렇게 함으로써 듀얼카메라(40)가 그 사물을 촬영할 수 있도록 한다.

이후, 듀얼카메라(40)는 특정 사물을 좌측경통(42) 및 우측경통(43)을 통하여 촬영하게 되고, 촬영된 사물은 이미지센서(47)에 2 개의 이미지로 투영된다. 이미지센서(47)는 2 개의 이미지를 통하여 사물의 형상을 인식함과 더불어, 공지의 삼각법과 허밍법을 통하여 사물까지의 거리를 산출한다.

이때, 사물이 미세하게 움직여 더욱 미세한 위치추적을 하고자 할 경우, 서브구동부(50)가 미세한 각도 범위내에서 좌우 및/또는 상하로 듀얼카메라(40)를 구동시킨다. 이렇게 함으로써, 고정된 사물은 물론 움직이는 사물을 인식할 수 있게 되고, 거리까지 산출 가능하다. 따라서, 이러한 정보에 근거하여 로봇의 움직임을 제어할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 로봇용 사물인식시스템에 따르면, 넓은 범위에서 광각 촬영이 가능한 와이드카메라와, 사물의 인식 및 거리를 산출할 수 있는 듀얼카메라를 채용함으로써, 움직이는 사물을 추적하면서 사물의 형상을 촬영할 수 있을 뿐만 아니라 거리를 산출할 수 있다. 이렇게 얻어진 와이드카메라와 듀얼카메라의 영상신호는 로봇이 사물을 피해서 움직일 수 있도록 제어하는 신호로 사용될 뿐만 아니라, 사물의 형상을 정확히 인식하는 신호로도 사용될 수 있다.

Claims

케이스(10) 내부에 설치되어, 넓은 각도에서 사물을 촬영하는 와이드카메라(20); 상기 와이드카메라(20)에서 발생된 구동신호에 의하여 상기 케이스(10)를 좌우 또는 상하로 구동시키는 메인구동부(30); 상기 케이스(10) 내부에 설치되어 사물의 인식 및 거리판단을 수행하는 듀얼카메라(40);를 포함하고,

상기 듀얼카메라(40)는, 중앙경통(41)으로부터 분기되는 것으로서 전방에 렌즈(42a)가 장착된 좌측경통(42) 및 전방에 렌즈(43a)가 장착된 우측경통(43)과, 상기 좌측경통(42)과 우측경통(43) 내부에 각각 설치되는 좌,우측반사경(44)(45)과, 상기 좌측반사경(44)과 우측반사경(45) 중앙에 설치되는 중앙반사경(46)과, 상기 중앙반사경(46)에 반사된 이미지가 각각 촬상되는 이미지센서(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물인식시스템.
제1항에 있어서,

상기 듀얼카메라(40)는 줌기능을 가지는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물인식시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 케이스(10) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 듀얼카메라(40)를 좌우· 상하로 회동시키는 서브구동부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 사물 인식시스템.