KR100812724B1 - 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇 - Google Patents

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박영준
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Abstract

실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇이 개시된다.
본 발명에 따른 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇은, 실내 위치측정시스템(IGPS : Indoor Global Positioning System)용 복수개의 항법용 송신기를 공간 내부에 설치하되, 항법용 송신기에서 발산된 회전 팬 빔(rotating fan beams)을 수신하여 IGPS신호로 인식하는 항법용 수신기와; 항법용 수신기가 장착된 로봇 프레임과; 상기 로봇 프레임에 설치되고 상기 IGPS신호를 이용하여 자기 위치를 인식 및 결정하는 모바일 제어기와; 상기 모바일 제어기에 의해 상기 공간의 표면(예 : 천정면, 수직면)을 따라 자석 방식 또는 흡착 방식을 이용하여 자율 주행하는 주행기를 포함한다.
Figure R1020060095902
로봇, IGPS, 제어기, 주행기

Description

실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇{Multi Function Robot For Moving On Wall Using Indoor Global Positioning System}
도 1은 종래의 기술에 따른 표면흡착이동로봇의 작업상태도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 시스템 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 로봇의 작업상태도이다.
도 4는 도 3에 도시된 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 모바일 제어기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 4에 도시된 주행기를 설명하기 위해 확대 단면도를 갖는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇에 결합되는 마킹모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇에 결합되는 스터드볼트 용접모듈 및 그라인더모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇에 결합되는 깊이측정모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 응용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 다른 응용예를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
10 : 공간 20 : 항법용 송신기
100, 100a, 100b : 모바일 유닛 110 : 제2통신기
120 : 공급연결부 130 : 발광형 경보기
140 : 알람형 경보기 150 : 모바일 제어기
160 : 항법용 수신기 170 : 로봇 프레임
180 : 주행기 200 : 호스트 시스템
210 : 중앙 호스트 컴퓨터 211 : 제1통신기
220 : 부착력생성기 300 : 마킹모듈
400 : 스터드볼트 용접모듈 450 : 스터드볼트 피더
500 : 그라인더모듈 600 : 깊이측정모듈
본 발명은 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 GPS(Global Position System)는 3개 이상의 GPS인공위성을 이용하여, GPS수신기의 위치에 해당하는 3차원 좌표값(이하, '좌표값'이라 칭함)을 인식 및 결정하는 장치이다.
이러한 개념을 실내에 적용한 것이 실내 위치측정시스템(IGPS)이라 할 수 있다. 이러한 개념을 이용한 내용은 미국 특허 US6,501,543호에 개시된 바 있다.
미국 특허 US6,501,543호에는 앞서 언급한 GPS인공위성에 해당하는 송신기와, GPS수신기에 해당하는 수신기가 개시되어 있다.
송신기는 2개의 회전 팬 빔(rotating fan beams)을 발산한다. 회전 팬빔은 레이저 팬 핌일 수도 있으며, 다른 광 방출 수단을 수도 있다.
수신기는 송신기에서 발산되는 회전 팬 빔을 수신하여, 여러 송신기로부터의 상대적 위치를 파악할 수 있게 되어 있다. 이때 회전 팬 빔은 소정의 각도로 어긋나 있어, 이를 수신하는 수신기의 좌표값, 즉 위치 또는 고도를 측정할 수도 있다.
한편, 기존 자율 주행형 로봇의 기본 개념은 자체 생성형 정보 또는 통신을 통한 전달형 실시간 위치 정보를 이용하여 평면 위, 즉 수평 평면을 주행하는 것이다.
특히, 이러한 종래 기술의 주행형 로봇의 중요한 기본은 주행 메커니즘이며 체인형, 바퀴형, 그리고 다족형 등이 있다.
한편, 평면 주행형 로봇의 한계를 극복하고 천정면 혹은 수직면을 주행하는 로봇은 스파이더형 로봇이나 부착형 로봇 등이 있다.
종래의 천정면/수직면 주행 로봇은 일반 평면 주행형 로봇에 비해 자율 주행이 불가하고, 고정된 레일을 타거나 사람이 원격으로 조정해야만 하는 반 자율형 주행 로봇이다.
특히, 레일을 이용한 장비는 이동 범위나 작업영역에 한계가 있으며 설치 공간이나 레일 등의 프레임 부착이 용이하지 않은 곳에서는 사용하기가 사실상 불가능하다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 표면흡착이동로봇(1)은 벽면을 흡착할 수 있도록 감압공간을 형성하기 위하여 대지에 위치되어 있는 감압생성기(2, ground equipment)와; 상기 감압생성기(2)를 제어하는 보조제어기(3)와; 표면흡착이동로봇(1)과의 제어를 위한 주제어기(4)와; 주제어기(4)에 탈부착되며 모터 및 감압생성기(2)를 구동하고 표면흡착이동로봇(1)을 제어할 수 있는 무선조정기(5)를 구성요소로서, 반드시 무선조정기(5)를 필요로 하는 반 자율형 주행 로봇이다.
또한, 종래의 표면흡착이동로봇(1)은 이방향성(bi-directional) 바퀴 구조를 갖고 있으므로, 화물창의 내표면을 자유롭게 이동할 수 없는 단점을 갖고 있다.
또한, 자체적으로 자기위치를 인식하고 목적지를 찾아가는 천정면/수직면 전용 자율주행 로봇이 없는 상황이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 실내 위치측정시스템(IGPS : Indoor Global Positioning System)의 IGPS신호를 이용하여 화물창 또는 탱크 내부에서 천정면 또는 수직면을 따라 자율 주행할 수 있는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징에 의하면, 공간에 설치된 실내 위치측정시스템(IGPS : Indoor Global Positioning System)을 이용한 벽면 이동 로봇은, 상기 항법용 송신기에서 발산된 회전 팬 빔(rotating fan beams)을 수신하여 IGPS신호로 인식하는 항법용 수신기와; 상기 항법용 수신기가 장착된 로봇 프레임과; 상기 로봇 프레임에 설치되고 상기 IGPS신호를 이용하여 자기 위치를 인식 및 결정하는 모바일 제어기와; 상기 모바일 제어기에 의해 상기 화물창 실내 공간의 표면을 따라 주행하는 주행기를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 마킹작업을 수행하는 마킹모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 스터드볼트 용접작업을 수행하는 스터드볼트 용접모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 모바일 유닛에는 스터드볼트 용접모듈에 대한 사전 그라인딩 작업을 위한 설치위치에 그라인더모듈이 더 결합되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 깊이측정 동작을 수행하는 깊이측정모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 주행기의 저부에는 작업용 모듈의 교체 탑재 또는 동시 탑재를 위한 제1, 제2클램프장치 및 고정구가 더 설치되어 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 시스템 구성도이다.
도 2에 보이듯이, 본 발명 로봇의 시스템 입출력을 살펴보면, 실내 위치측정시스템(5)은 선체 차원(Hull-Dimension)의 IGPS 좌표계 정보를 호스트 시스템(200)에게 제공하고, 또한, 현재 위치에 대한 정보를 모바일 유닛(100) 또는 작업용 모듈(300, 400, 500, 600)에게 전송할 수 있다.
하기에 상세히 설명할 작업용 모듈(300, 400, 500, 600)은 마킹모듈(300)과, 스터드볼트 용접모듈(400)과, 그라인더모듈(500), 깊이측정모듈(600) 등을 의미한다.
호스트 시스템(200)은 외부에서 별도로 입력된 선체의 CAD설계 데이터, 또는 화물창 설계 데이터, 또는 특정 공간의 CAD설계 데이터를 입력받은 후, 그 데이터를 기준으로 로봇 목표 위치를 결정한 후, 결정한 로봇 목표 위치 정보를 모바일 유닛(100)에게 전달하도록 되어 있다.
본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇은 실내 위치측정시스템(5)으로부터 실시간 전송되는 현재 위치 좌표값을, 호스트 시스템(200)에서 전달 받은 전자 지도 정보인 로봇 목표 위치 정보에 적용하여, 목표 위치까지 주행할 수 있도록 되어 있다.
도 3에 도시된 로봇의 작업상태도를 참조하면, 공간(10)의 크기는 주지의 레이저 측정 장치 및 레이저 수신기를 공간(10)의 코너 부위 등에 설치하는 것과, 코너 부위를 기준으로 각 면의 대각선 길이 또는 변의 길이를 측정하는 것을 반복하여 측정함에 따라 구할 수 있다.
이후, 각 코너 부위 또는 기준이 되는 위치 등의 좌표값을 글로벌 좌표값 또는 선체 차원의 IGPS 좌표계로 변환하여 해당 공간(10)의 실척에 의한 전자 지도 정보를 완성한다.
이렇게 완성된 전자 지도 정보, 또는 외부에서 별도로 입력받은 공간(10)에 관한 CAD설계 데이터는 중앙 호스트 컴퓨터(210)에 의해 기록 저장 및 관리되고, 이후에 설명할 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇에게 유선 또는 무선 중 어느 하나의 통신 방식에 의해 전송되어 로봇의 항법을 위해 사용된다.
한편, 본 발명은 IGPS신호 발신을 위해 별도의 길이계측용 송신기(도시 안 됨)를 공간(10) 내부에 설치하고, 공간(10) 공간 내부의 크기를 측정하기 위해 IGPS신호를 수신하는 복수개의 길이계측용 수신기(도시 안됨)를 공간(10) 내부에 설치한 후, 길이계측용 수신기를 이용하여 공간(10) 내부의 각 꼭지점의 위치를 측정하고, 측정된 각 꼭지점의 위치를 바탕으로 공간(10) 공간을 3차원으로 구현한 후 공간(10)의 크기를 측정하는 방법(삼각함수 이용)에 의해 더욱더 정확하고 정밀하게 완성된 전자 지도 정보를 중앙 호스트 컴퓨터(210)에 저장시켜 사용할 수 있다.
본 발명은 IGPS신호를 수신하여 자율 주행하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇이다.
이를 위해, 본 발명은 공간(10) 내부에 설치된 실내 위치측정시스템(IGPS)과 같은 복수개의 항법용 송신기(20)를 이용한다.
항법용 송신기(20)는 2개의 회전 팬 빔(22, 24)을 발산하되, 공간(10)의 표면인 멤브레인의 평탄부에 임시적으로 부착되도록 항법용 송신기(20)의 하우징 끝단부에 탈부착 설치용 가변자석(28)을 갖는다. 가변자석(28)은 레버를 스위칭 함에 따라 자력 작용의 발생 및 상쇄를 제어하도록 구성되어 있다.
항법용 송신기(20)는 가변자석(28)을 이용하여 공간(10)의 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이때, 항법용 송신기(20)의 설치 위치는 미리 사전에 중앙 호스트 컴퓨터(210)에 입력된 좌표값과 동일한 위치이다.
본 발명에서 호스트 시스템(200)은 기존의 네트워크형 또는 원격 조정형과 달리, 두뇌 탑재형 모바일 유닛(100)에게 보조적인 데이터를 업그레이드시킬 수 있도록 되어 있다.
호스트 시스템(200)은 공간(10)의 내부 공간을 3차원으로 좌표화한 전자 지도 정보를 갖고 있는 중앙 호스트 컴퓨터(210)와; 모바일 유닛(100)의 흡착 방식 또는 자석 방식 중 어느 하나의 주행기 형식에 대응하게 복수개의 흡착 패드(도시 안됨)용 감압력, 혹은 복수개의 자석 바퀴(wheel)용 전자기력 중 어느 하나인 표면 부착 매체(b)(media)를 모바일 유닛(100)의 주행 동작에 대응하게 공급하는 부착력생성기(220)를 포함한다.
중앙 호스트 컴퓨터(210)는 모바일 유닛(100)과 통신할 수 있는 유선 또는 무선 중 어느 하나의 제1통신기(211)를 갖는다.
우선, 전자 지도 정보인 CAD설계 데이터는 호스트 시스템(200)의 중앙 호스트 컴퓨터(210)에 입력된다.
중앙 호스트 컴퓨터(210)는 제1통신기(211)를 통해 적어도 전자 지도 정보인 CAD설계 데이터를 모바일 유닛(100)에게 전송하거나, 또는 모바일 유닛(100)으로부터 위치 이동 확인 정보를 전송받는 등과 같이, 데이터 정보(a)의 송수신을 수행하여 모바일 유닛(100)과 쌍방향 통신하고, 모바일 유닛(100)을 업그레이드 시킬 수 있게 되어 있다.
또한, 중앙 호스트 컴퓨터(210)는 부착력생성기(220)의 전력 공급 회로(도시 안됨) 또는 감압 펌프(도시 안됨) 등을 제어하기 위해서 부착력생성기 컨트롤러(212)를 통해 부착력생성기(220)와 결합된다.
이런 중앙 호스트 컴퓨터(210)에는 부착력생성기 컨트롤러(212)를 제어하기 위한 부착력생성기 드라이버 및 응용프로그램(application program)이 소프트웨어 형식으로 설치되어 있다.
여기서, 부착력생성기 드라이버 및 응용프로그램은 모바일 유닛(100)의 주행 동작, 예컨대 자석 바퀴를 평탄부에 부착시킨 상태로 구동시키는 동작을 구현할 수 있도록 전자기력과 같은 표면 부착 매체(b)의 공급량을 조절하는 역할을 담당한다.
또한, 중앙 호스트 컴퓨터(210) 모바일 유닛(100)에서 보내온 위치 이동 확인 정보를 이용하여, 현재 로봇의 이동 상황 또는 작업 상황을 중앙 호스트 컴퓨터(210)의 모니터 화면에 디스플레이 시킬 수 있도록 되어 있다.
이를 위해 상기 위치 이동 확인 정보는 적어도 로봇 이동에 따라 인식 및 결정한 위치 정보값(좌표값)을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 모바일 유닛(100)은 앞서 호스트 시스템(200)의 제1통신기(211)와 상호 식별 및 데이터 통신 가능하게 구성된 제2통신기(110)를 갖는다. 상기 제1통신기(211) 및 제2통신기(110)는 주지의 유선 또는 무선 데이터 통신 인터페이스를 지원하여 호환성 있는 구조를 갖고 있다.
모바일 유닛(100)은 부착력생성기(220)로부터 공급되는 표면 부착 매체(b)를 공급받기 위하여, 해당 연결관 또는 연결전선에 대응한 기술 규격의 공급연결부(120)를 갖는다. 여기서, 공급연결부(120)는 상세하게 도시되어 있지 않지만, 흡착 패드 또는 자석 바퀴 쪽으로 표면 부착 매체(b)를 공급할 수 있도록 구성된다.
도 4는 도 3에 도시된 로봇의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모바일 유닛(100)은 상술한 제2통신기(110) 및 공급연결부(120) 이외에, 발광형 경보기(130), 알람형 경보기(140), 로봇의 두뇌에 해당하는 모바일 제어기(150), 항법용 수신기(160), 로봇 프레임(170) 및 주행기(180 : drive mechanism)를 더 갖는다.
발광형 경보기(130)와 알람형 경보기(140)는 제2통신기(110)의 주위 또는 로봇 프레임(170) 중 어느 하나에 설치되고, 하기에 설명할 모바일 제어기(150)에 접속되어 있다.
발광형 경보기(130)와 알람형 경보기(140)는 모바일 제어기(150)에 의해 로봇 낙하가 예상되거나, 장애물 충돌 상황 발생이 예상될 때, 낙하 경보 또는 충돌 경보를 빛 또는 음향으로 발생시키는 역할을 수행한다.
항법용 수신기(160)는 로봇 프레임(170)에 지지된 상태로 장착 또는 설치된다. 항법용 수신기(160)는 통해 앞서 설명한 복수개의 항법용 송신기로부터 IGPS신호를 수신 받아, 수신 시점에 해당하는 위치의 3차원 좌표를 구하고, 이를 모바일 제어기(150)에게 주기적으로 전달하도록 구성되어 있다. 여기서, 항법용 수신기(160)의 3차원 좌표를 구하는 방식은 앞서 언급한 바와 같이 항법용 송신기(20)로부터의 상대적인 좌표값(위치)을 인식(파악) 및 결정하는 방식을 이용한다.
로봇 프레임(170)은 모바일 유닛(100)에 탑재되는 모든 구성을 지지하거나 장착시키기 위한 차체 또는 차대를 의미하는 것으로서, 알루미늄 프로파일과 같이 경량 재질로 제작되어 있으나 견고한 내구성을 갖고 있다.
주행기(180)는 로봇 프레임(170)의 하부에 설치된다. 주행기(180)에는 자세 제어 센서(191), 전/후/좌/우 장애물 인식 센서(192), 이격 거리 측정 센서(193) 내지 기타 부가적인 전체 주행속도 측정용 외부 엔코더, 로드셀(load cell), 변위 측정기(potentiometer)가 더 부착되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 자세 제어 센서(191)는 주지의 자이로(gyroscope), 가속도계(accelerometer), 기울기 센서, 근접 센서 중 어느 하나 또는 혼용하여 주행 또는 자세 제어에 사용된다.
전/후/좌/우 장애물 인식 센서(192)는 주행(이동) 중 외부 물체 또는 장애물의 근접 유무를 측정하는데 사용된다.
이격 거리 측정 센서(193)는 화물창의 표면과 같은 부착면(예 : 천정면 또는 수직면)과의 이격 거리를 측정하여 모바일 유닛(100)의 추락을 예상하는 곳에 사용된다.
전체 주행속도 측정용 외부 엔코더는 로봇의 전체 주행 속도를 센서신호 처리부를 통해 중앙처리장치로 피드백 하는 역할을 담당한다.
로드셀(load cell) 또는 변위 측정기는 스티어링 계통에 장착되어 부착력의 크기를 검출하여 역시 센서신호 처리부를 통해 중앙처리장치로 입력시키는 역할을 담당한다.
자세 제어 센서(191), 전/후/좌/우 장애물 인식 센서(192), 이격 거리 측정 센서(193)를 비롯한 각종 엔코더(외부 엔코더, 모터 엔코더), 로드셀, 변위 측정기는 본 발명의 로봇의 자세 제어 기능, 천정면 또는 수직면 부착(또는 흡착) 불량으 로 인한 낙하 경보 기능, 주지의 장애물 인식 또는 충돌 회피 기능, 장애물 충돌 경보 기능을 구현하기 위한 작동 상황 정보를 검출하는데 이용된다.
이하, 도 5의 모바일 제어기(150)와, 도 6의 주행기(180)에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 5에 보이듯이, 모바일 제어기(150)는 로봇에 설치되고 상기 IGPS신호를 이용하여 자기 위치를 인식(결정)한 후, 목표(target) 위치까지 자율 주행하도록 구성되어 있다.
모바일 제어기(150)는 중앙처리장치(151), 입출력부(152), 모션 제어부(153), 구동 제어부(154), 항법 제어부(155), 센서신호 처리부(156), 위급상황 처리부(157), 경보 발생부(158), 메모리(159a), 모듈 접속부(159b)를 전자회로적으로 구성하되, 본 실시예에서는 기능 또는 역할로 구분 설명된다.
중앙처리장치(151)는 본 발명 로봇에 장착된 모든 구성 요소의 동작 및 제어에 관여하는 기능을 수행한다. 중앙처리장치(151)는 로봇 공학에 적합하게 소형이면서도 대분의 컴퓨터 제어 인터페이스를 제공하는 메인 보드(예 : Advantech사의 PCM-9577 보드)를 사용한다. 중앙처리장치(151)는 VGA, 유무선 LAN, 직렬포트, 소형 플래시 메모리, USB, HDD, FDD 인터페이스, 각종 입출력, 제어, 처리 및 발생 기능을 수행하기 위한 해당 규격의 인터페이스를 갖고 있고, 키보드, 마우스의 접속이 가능하게 구성되어 있다.
입출력부(152)는 디지털 입출력모듈과 아날로그 입출력모듈로 구성된다.
디지털 입출력모듈은 중앙처리장치(151)에서 외부로 디지털 신호를 전송하는 경우, 상기 중앙처리장치(151)의 명령을 수신 받아 PC104 버스를 통해 외부로 출력하는 기능을 포함한다. 또한 디지털 입출력모듈은 외부의 디지털 신호를 중앙처리장치(151)에서 수신하는 경우, 외부의 디지털 신호를 수신 받아 PC104 버스를 통해 중앙처리장치(151)로 전송하는 기능을 포함한다.
같은 방식으로, 아날로그 입출력모듈도 중앙처리장치(151)에서 외부로 아날로그 신호를 전송하는 경우, 상기 중앙처리장치(151)의 명령을 수신 받아 PC104 버스를 통해 외부로 출력하는 기능을 포함한다. 또한 아날로그 입출력모듈은 외부의 아날로그 신호를 중앙처리장치(151)에서 수신하는 경우, 외부의 아날로그 신호를 수신 받아 PC104 버스를 통해 중앙처리장치(151)로 전송하는 기능을 포함한다.
모션 제어부(153)는 중앙처리장치(151)로부터 전달되는 벽면 이동 로봇의 주행 동작을 위한 응용프로그램의 명령을 상기 입출력부(152)를 통해 전달 받은 후, 그 명령을 해석 및 인식하여, 조향(steering)용 제1구동모터 및 구동력 발생용 제2구동모터 각각을 위한 모터 제어 신호를 생성 및 출력하는 역할을 담당한다. 모션 제어부(153)는 산업용 중앙처리 시스템에 많이 채택되고 있는 PC104 버스 구조를 통해 공간을 적게 차지하며 진동을 방지할 수 있다.
여기서, 벽면 이동 로봇의 주행 동작을 위한 응용프로그램의 명령은 PC104버스를 통해 모션 제어부(153)의 메인 칩, 즉 프로그램이 가능한 로직 칩의 한 형태인 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 전달된다. FPGA는 모터 제어 신호를 구동 제어부(154)로 전송한다. 또한 상기 모션 제어부(153)는 제1, 제2구동모터로부터 피드백(feed-back)되는 모터 엔코더 신호를 입력받아 제1, 제2구동모터의 작동 상태를 파악하는 기능을 수행할 수 있다.
구동 제어부(154)는 모션 제어부(153)로부터 출력된 모터 제어 신호를 전달받아 전류를 증폭시켜 하기에 설명할 주행기의 해당 제1, 제2구동모터를 실질적으로 구동시킬 수 있는 모터 출력 신호를 생성하는 기능을 포함한다.
구동 제어부(154)의 모터 출력 신호는 험로주행이나 빠른 속도를 내야 하는 이동 조건에 사용되는 차동 조향(differential steering) 방식을 위한 모터 제어 알고리즘, 또는 전방향으로 구동을 실현할 수 있는 홀로노믹(holonomic) 제어 방식을 위한 모터 제어 알고리즘 중 어느 하나에 대응하여 부합하도록 정의될 수 있다.
항법 제어부(155)는 중앙처리장치(151)로부터 입력되는 항법 수행 명령에 대응하게, 항법용 수신기(160)로부터 수신되는 실내 위치측정시스템을 가져와서, 일종의 위치 계산(localization)과 같이, 로봇의 현 위치에 관한 좌표값을 구한 다음, 상기 좌표값을 중앙 호스트 컴퓨터에서 보내온 전자 지도 정보와 비교함에 따라 로봇의 현 위치를 인식 및 결정한다.
항법 제어부(155)는 결정된 현 위치에서 목표 위치까지 자율 주행 또는 이동을 수행하기 위한 경로 계획(path planning), 장애물을 회피하는 동작을 위한 경로의 재설정 등의 역할을 담당한다.
센서신호 처리부(156)는 자이로, 가속도계, 기울기 센서, 근접 센서 중 어느 하나에 해당하는 자세 제어 센서(191), 전/후/좌/우 장애물 인식 센서(192), 이격 거리 측정 센서(193), 전체 주행속도 측정용 외부 엔코더, 모터 엔코더, 로드셀, 변위 측정기로부터 해당 검출 신호를 입력받을 수 있게 구성되어 있다.
센서신호 처리부(156)는 해당 센서의 검출 신호를 중앙처리장치(151)가 인식할 수 있는 내부 디지털 신호 형식으로 변환하여 중앙처리장치(151)에 입력시키도록 되어 있다.
위급상황 처리부(157)는 중앙처리장치(151) 및 센서신호 처리부(156)와 연동하여 상기 센서(191, 192, 193)의 검출 신호를 미리 사전에 정한 소정의 인덱스(index)에 실시간 비교 체크함에 따라, 장애물 인식하거나, 로봇 추락 등을 예상하는 소정의 인공 지능 알고리즘으로 구성되어 있다.
즉, 위급상황 처리부(157)는 자세 제어 센서(191)의 검출 신호를 자세 기준 인덱스에 비교 체크하여, 로봇의 자세를 파악함에 따라 로봇의 안정 또는 불안정 상태를 판정한다.
또한, 위급상황 처리부(157)는 전/후/좌/우 장애물 인식 센서(192)의 검출 신호를 장애물 기준 인덱스에 비교 체크하여, 주행(이동) 중 외부 물체 또는 장애물의 근접 유무를 판정한다.
또한, 위급상황 처리부(157)는 이격 거리 측정 센서(193)에서 검출된 검출 신호를 추락 기준 인덱스에 비교 체크하여, 로봇의 추락 예상을 판정한다.
이런 위급상황 처리부(157)의 판정 결과들은, 경보 발생부(158)에게 전달된다.
경보 발생부(158)는 위급상황 처리부(157)의 판정 결과에 따라 경보 제어 신호(온 또는 오프 신호)에 대응하게 작동전원을 통전 또는 단속시켜, 발광형 경보기 또는 알람형 경보기로 하여금 낙하 경보 또는 충돌 경보를 빛 또는 음향으로 발생 시키도록 한다.
메모리(159a)는 중앙 호스트 컴퓨터에서 보내온 전자 지도 정보를 기록 저장하는 용도로 사용된다. 또한, 메모리(159a)는 본 발명의 제반적인 로봇 작동에 필요한 소정의 오퍼레이팅 시스템(예 : 리눅스 기반 운영 체제)을 램 디스크 방식으로 저장하고 있다.
모듈 접속부(159b)는 하기에 설명할 마킹모듈, 스터드볼트 용접모듈, 그라인더모듈, 깊이측정모듈을 모바일 제어기(150)에 접속시키기 위한 주지의 멀티 채널(멀티 입출력 : MIMO)의 모듈 접속 인터페이스 구성을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 주행기(180)는 전방향성(omni-directional) 바퀴 구조를 갖는다.
예컨대, 본 발명에 사용된 주행기(180)의 바퀴 구조는 삼륜차(tricycle) 구조로서 제1, 제2, 제3구동 바퀴조립체(181, 182, 183)를 갖는다.
제1, 제2, 제3구동 바퀴조립체(181, 182, 183)는 복수개의 전자석을 자석 바퀴(189)의 표면에 부착시키고 있고, 전력 공급용 회전 접촉식 전극(도시 안됨)을 통해 상기 전자석에게 전자기력을 공급함에 따라, 화물창의 멤브레인의 평탄부에 전자기력에 의한 부착력을 발생시킬 수 있다.
여기서, 제1바퀴조립체(181)는 스티어링을 위한 구성으로 세분화 될 수 있고, 나머지 2개의 구동 바퀴조립체(182, 183)는 단순 트레일링(trailing) 바퀴 구조로 제작될 수 있다.
예컨대, 제1바퀴조립체(181)는 스티어링을 위한 제1구동모터(184)와; 구동력 발생용 제2구동모터(185)를 갖는다.
스티어링을 위한 제1구동모터(184)는 그의 피니언 기어를 스티어링 턴테이블(186)의 외원주 테두리의 랙기어에 기어 결합시키고 있다. 이런 제1구동모터(184)는 스티어링 턴테이블(186) 및 그곳에 결합 또는 관련된 기타 결합물을 상기 구동 제어부의 모터 출력 신호에 대응하게 회전(스티어링)시키는 역할을 담당한다.
이때, 스티어링 턴테이블(186)의 상부에는 제2구동모터(185)의 하우징이 장착되어 있고, 제2구동모터(185)의 감속기어의 출력 회전축이 스티어링 턴테이블(186)의 하부로 회전가능하게 통과하도록 결합된다.
이런 스티어링 턴테이블(186)의 하부에는 제2구동모터(185)의 출력 회전축에 결합된 제1교차 축 기어(187)와; 이런 제1교차 축 기어(187)에 결합된 제2교차 축 기어(188)가 결합된다.
제2교차 축 기어(188)의 축부재는 스티어링 턴테이블(186)의 하부에 연장된 현가(suspension) 구조에 의해 지지된 상태로 자석 바퀴(189)를 회전시킬 수 있게 결합되어 있다.
제2구동모터(185)의 회전력 발생은 자석 바위(189)의 구동력 제공을 위한 것이고, 제1구동모터(184)의 회전력 발생은 제1바퀴조립체(181)의 스티어링 제공을 위한 것이다.
또한, 제2, 제3구동 바퀴조립체(182, 183)도 앞서 설명한 제1구동 바퀴조립체(181)와 동일하게 스티어링 및 구동력 발생을 실현할 수 있도록 제작될 수 있다.
이런 경우, 제1구동 바퀴조립체(181)의 제1, 제2구동모터(184, 185)를 비롯하여, 제2, 제3구동 바퀴조립체(182, 183)에 설치된 복수개의 구동모터(도시 안됨) 각각의 해당 모터 엔코더를 이용하여 모터 작동 상태를 검출한 후, 검출된 신호를 이용하여 통상적인 로봇 제어에 사용되는 전방향 제어를 수행하게 된다. 전방향 제어 기술 자체는 주지의 방식을 이용함으로, 본 발명의 설명에서 생략된다.
또한, 본 발명에 따르면, 앞서 설명한 자석 바위(189)는 흡착 바퀴 등으로 치환될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 모바일 유닛(100)에 결합되는 마킹모듈(300)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7에 도시된 마킹모듈(300)은 로봇 프레임(170)의 측부, 상부, 주행기(180)의 저부 중 어느 하나에 해당하는 모바일 유닛(100)의 제1설치위치에 결합된다.
모바일 유닛(100)의 설치위치의 선택적 변경에 따라, 하기에 설명할 회전모터와 턴테이블 사이의 동력 전달하는 구조는 베벨 기어 구조, 웜 및 웜휠 기어 구조, 풀리 및 벨트 구조, 모터 회전축 직결 구조, 모터 회전축의 감속기 경유 구조 등이 본 발명에 사용될 수 있다.
마킹모듈(300)은 화물창 혹은 탱크 내부의 바닥, 천정, 수직면 등에 선을 긋거나 혹은 점을 찍는 등의 일체의 마킹 작업을 수행하도록 되어 있다.
이를 위해 마킹모듈(300)은 상술한 모바일 제어기(150)에 설치된 마킹 제어기(도시 안됨)와 전기적으로 연결되고 하우징브래킷을 이용해 모바일 유닛(100)의 설치위치에 결합된 회전모터(310)와; 상기 회전모터(310)의 회전력을 전달받도록 결합된 턴테이블(320)과; 상기 턴테이블(320)의 하부에 설치되고 이동력을 발생시키는 마킹펜 이동용 선형구동기(330)와; 상기 선형구동기(330)의 왕복이송력을 전달받아 이동하는 로봇 핑거형 마킹펜 홀더(340)와; 상기 마킹펜 홀더(340)에 장착되는 마킹펜(350)과; 종류별로 복수개의 마킹펜(350)을 상기 마킹펜 홀더(340)에 탈착 또는 장착하는 마킹펜 체인저(360)를 포함한다.
여기서, 마킹펜 이동용 선형구동기(330)에서 이동력을 발생시키는 수단은 볼스크루 구조 또는 선형 액추에이터 등과 같이 주지의 장치를 이용한다.
또한, 마킹펜 이동용 선형구동기(330)는 구조적 특징을 기준으로 직선형, 곡선형, 원형, 사각형 중 어느 하나의 배치 구조를 갖는다.
마킹펜 이동용 선형구동기(330)는 마킹 제어기(도시 안됨)와 상호 제어 신호 및 작동 확인용 피드백 신호(feed-back)를 상호 전송하도록 접속되어 있다.
마킹 제어기는 주지의 직선, 원, 점 등의 경로 계획 및 제어 기술에 의해 실현되는 전자회로적 컨트롤러를 의미하는 것으로서, 모바일 제어기(150)의 주위에 설치된다.
이런 마킹펜 이동용 선형구동기(330)는 마킹 제어부와 앞서 도 5를 통해 설명한 모듈 접속부(159b)를 통해 모바일 제어기(150)에 접속되어, 로봇의 주행 동작과 마킹 동작이 연동되도록 구성된다.
또한, 마킹 제어기는 모바일 제어기(150)의 중앙처리장치의 오퍼레이팅 시스템에 소프트웨어적으로 설치된 마킹 제어 드라이버와 연결되어, 일련의 마킹 동작 을 위한 응용프로그램의 명령에 의해 마킹 동작을 수행한다.
도 8은 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇의 모바일 유닛(100)에 결합되는 스터드볼트 용접모듈(400) 및 그라인더모듈(500)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8에 도시된 스터드볼트 용접모듈(400)은 주지의 오토캐리지형 용접장치의 구성과 대등한 구성을 갖는다.
즉, 스터드볼트 용접모듈(400)은 로봇 프레임(170)의 측부, 상부, 모바일 제어기(150)의 상부, 주행기(180)의 저부 중 어느 하나에 해당하는 모바일 유닛(100)의 제2설치위치에 결합되어 있고, 통상의 다축 선형 로봇과 유사하게, 다축 이동을 실현하도록 복수개의 볼스크루 및 복수개의 용접모터를 이용하여, 스윙(swing) 작동, 틸트(tilt) 작동, 승강(elevating) 작동시키는 다축 이동 구조물을 주지의 방식으로 더 구비할 수 있다.
스터드볼트 용접모듈(400)은 주지의 다축 이동 구조의 아암의 끝단에 용접건(430)을 장착하고 있다.
이런 스터드볼트 용접모듈(400)은 그의 볼스크루 회전을 위한 모터 제어, 용접을 위한 동작 제어, 스터드볼트 공급 제어를 위한 용접/피더 제어기(도시 안됨)를 더 갖는다.
용접/피더 제어 드라이버가 모바일 제어기(150)의 중앙처리장치의 오퍼레이팅 시스템에 소프트웨어적으로 더 설치되어 있다.
따라서, 용접/피더 제어기가 물리적으로, 도 5에 도시된 모듈 접속부(159b) 를 통해 모바일 제어기(150)에 접속되고, 소프트웨어적으로, 용접/피더 제어 드라이버를 통해 모바일 제어기(150)에서 인식된다. 이런 접속 및 인식관계에 따라, 스터드볼트 용접모듈(400)은 모바일 유닛(100)의 주행 동작과 함께 용접 또는 하기의 그라인더 동작을 연동시킬 수 있도록 되어 있다.
한편, 스터드볼트 용접모듈(400)의 옆으로 로봇 프레임(170)의 저부 등에는 스터드볼트 피더(450, feeder)가 설치되어 있다. 스터드볼트 피더(450)는 앞서 언급한 용접/피더 제어기에 의해 그의 동작이 제어되도록 구성되어 있다.
스터드볼트 피더(450)는 일종의 스터드볼트 공급장치, 또는 장전장치로서, 용접건(430)쪽으로 개별적으로 스터드볼트를 공급하여, 스터드볼트 용접모듈(400)로 하여금 공급된 스터드볼트를 공간(예 : 화물창)의 작업 위치에 용접시키도록 되어 있다.
이를 위해, 스터드볼트 피더(450)는 주지의 방식과 같이, 복수개의 스터드볼트를 장착한 볼트카트리지와; 상기 볼트카트리지로부터 개별적으로 스터드볼트를 작업 위치까지 이동시키는 그리퍼 이송 로봇과; 상기 그리퍼 이송 로봇의 끝단에 설치되고 상기 용접건(430)의 용접 방향에 간섭이 되지 않도록 형성된 스터드볼트 로딩기 등으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 작업 위치는 중앙 호스트 컴퓨터에서 지시(전송)한 데이터를 기준으로 수행된다.
그리고, 또 다른 작업 위치 입력 방법을 살펴보면, 1)작업자가 직접 좌표값을 입력시키는 방법과; 2) 스터드볼트 접착 로봇을 이용하여 좌표값을 입력시키는 방법이 있다.
1)작업자를 이용하여 좌표값을 입력시키는 방법.
작업자는 상술한 항법용 수신기와 동일한 기술적 사상을 갖되, 중앙 호스트 컴퓨터와 무선 통신이 가능한 개인용 PDA 기능을 갖는 좌표입력작업용 단말기를 소지하고 있다.
따라서, 작업자는 수동으로 스터드볼트를 화물창의 소정 위치에 접착시킨다. 이후, 작업자는 좌표입력작업용 단말기를 스터드볼트의 상부에 올려놓은 후, 상기 단말기 상에 구현된 GUI를 통해 좌표입력 버튼을 누를 경우, 항법용 수신기의 IGPS신호를 수신하여, 결국 스터드볼트가 접착된 곳의 좌표값이 자동으로 중앙 호스트 컴퓨터에 송신된다. 여기서, 접착된 곳의 좌표값은 앞서 언급한 본 발명 로봇의 목표 위치가 된다.
따라서, 앞서 설명한 모바일 유닛(100)은 현재 위치에서 목표 위치인 스터드볼트가 있는 곳까지 이동한다. 이후, 모바일 유닛(100)에 설치된 스터드볼트 용접모듈(400)은 스터드볼트와 화물창 간의 접착된 곳을 용접한다.
2) 스터드볼트 접착 로봇을 이용하여 좌표값을 입력시키는 방법.
스터드볼트 접착 로봇은 카트리지 형식으로 복수개의 스터드볼트를 장전하고 있으며, 앞서 설명한 모바일 유닛과 동일한 바퀴 구조로 화물창 내부에서 자율이동이 가능하게 되어 있다. 스터드볼트 접착 로봇에서 카트리지 형식으로 장전된 각각의 스터드볼트는 그의 헤드에 접착테이프를 미리 형성하여, 개별적으로 화물창에 부착될 수 있다.
스터드볼트 접착 로봇은 개별적으로 스터드볼트를 화물창에 부착할 때마다, 부착 위치에 해당하는 좌표값을, 상술한 항법용 수신기의 IGPS신호를 이용하여 인식 및 결정하고, 이후 결정된 좌표값을 중앙 호스트 컴퓨터에 송신한다.
결국, 모바일 유닛(100)은 현재 위치에서 목표 위치인 스터드볼트가 있는 곳까지 이동하고, 모바일 유닛(100)에 탑재된 스터드볼트 용접모듈(400)은 용접을 수행한다.
한편, 스터드볼트 용접모듈(400)의 주위 또는 스터드볼트 용접모듈(400)의 선행하는 위치인 제3설치위치에 그라인더모듈(500)이 더 결합되어 있다.
그라인더모듈(500) 스터드볼트 용접 위치에 대한 사전 그라인딩 작업을 위한 모듈이다. 물론, 그라인더모듈(500)은 스터드볼트 용접모듈(400)에 의해 형성된 용접선의 용접 비드를 제거하는 용도로 사용될 수 있다.
이런 그라인더모듈(500)은 앞서 설명한 마킹모듈 또는 스터드볼트 용접모듈(400)과 동일한 방식으로 그라인더 제어기(도시 안됨)와 모듈 접속부를 통해 모바일 제어기(150)에 연결된다. 이런 그라인더모듈(500)은 상기 스터드볼트 용접모듈(400)에 대한 사전 그라인딩을 위해 회전력을 발생하고, 역시 본 발명의 모바일 제어기(150) 또는 통상의 로봇 제어 기술을 이용하여 자동화 작업을 수행하도록 모바일 제어기(150)와 전기적으로 결합되어 그라인더모듈(500)의 그라인딩모터용 전원을 공급받아 작동하도록 되어 있다.
도 9는 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 다기능 벽면 이동 로봇에 결합되는 깊이측정모듈(600)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 깊이측정모듈(600)은 로봇 프레임(170)의 측부, 상부, 주행기(180)의 저부 중 어느 하나에 해당하는 모바일 유닛(100)의 제4설치위치에 결합된다.
깊이측정모듈(600)은 앞서 설명한 마킹모듈, 스터드볼트 용접모듈, 그라인더모듈 등과 동일한 방식으로 스트로크 이동방식, 레이저방식, 초음파방식 중 어느 하나의 거리 측정 방식을 지원하는 측정기(610)와; 상기 측정기(610)가 장착되고 깊이를 측정하는 동작을 수행하는 깊이측정 제어기(620)를 포함하되, 상기 깊이 측정 제어기(620)가 모듈 접속부를 통해 모바일 제어기(150)에 연결된다.
깊이측정모듈(600)도 역시 본 발명의 모바일 제어기(150) 또는 통상의 로봇 제어 기술을 이용하여 자동화 작업을 수행하도록 구성되어 있다. 즉, 깊이측정모듈(600)의 깊이측정 제어기는 모바일 제어기(150)의 중앙처리장치의 오퍼레이팅 시스템에 소프트웨어적으로 설치된 깊이측정 제어 드라이버와 연결되어, 일련의 깊이측정 동작을 위한 응용프로그램의 명령에 의해 주행 및 정지시에 깊이측정 동작을 수행한다.
여기서, 깊이측정 동작이란, 깊이측정모듈(600)이 평탄부 중 기준점을 잡은 후, 상기 기준점으로부터의 상대적 깊이를 측정하는 것을 의미한다.
아울러, 도 10 에 도시된 바와 같이, 분리형 모바일 유닛(100a)의 주행기(180)의 저부에는 작업용 모듈(300, 400, 500, 600)의 교체 탑재를 위해서, 제1클램프장치(701), 제2클램프장치(702), 고정구(703)가 더 설치되어 있다.
예컨대, 제1클램프장치(701)는 결합 플레이트 형상으로서 각각 작업용 모 듈(300, 400, 500, 600)의 설치면에 각각 결합되어 있고, 제2클램프장치(702)는 상기 제1클램프장치(701)를 안착시킬 수 있는 형상으로서 주행기(180)의 저부에 고정되어 있고, 고정구(703)는 주지의 록킹 또는 언록킹 기구의 형상으로서 제1, 제2클램프장치(701, 702)를 상호 탈부착시킬 수 있도록 제1, 제2클램프장치(701, 702)의 측변에 복수개로 결합되어 있다.
이런 분리형 모바일 유닛(100a)은 작업용 모듈(300, 400, 500, 600)을 필요에 따라 선택적으로 택일하여 사용할 수 있는 이점을 준다.
이와 유사한 방식으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 다른 레이아웃을 갖는 합체형 모바일 유닛(100b)은, 그의 주행기(180b)의 저부에 작업용 모듈(300, 400, 500, 600)의 동시 탑재를 위한 제1클램프장치(701), 제2클램프장치(702b), 고정구(703)를 더 설치하고 있어서, 동시 작업이 가능한 이점을 준다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇은, 실내 위치측정시스템의 항법용 송신기에서 발산된 회전 팬 빔을 IGPS신호로 인식하는 항법용 수신기를 탑재하고 있음에 따라, 현 위치의 인식 및 결정에서 목표(target) 위치까지 자율 주행 또는 이동을 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇은 엔코더 신호에만 의존하는 기존의 로봇에 비해, 더욱 정확하고 정밀한 주행 동작이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇은 마킹모듈, 스터드볼트 용접모듈, 그라인더모듈, 깊이측정모듈 또는 각 모듈을 일체화 시킨 일체형 모듈을 더 탑재하여, 마킹 작업과, 용접 작업, 사전 그라인딩 작업 및 깊이측정 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 공간에 설치된 실내 위치측정시스템(IGPS : Indoor Global Positioning System)을 이용한 벽면 이동 로봇에 있어서,
    상기 IGPS의 송신기에서 발산된 회전 팬 빔(rotating fan beams)을 수신하여 IGPS신호로 인식하는 항법용 수신기와;
    상기 항법용 수신기가 장착된 로봇 프레임과;
    상기 로봇 프레임에 설치되고 상기 IGPS신호를 이용하여 자기 위치를 인식 및 결정하는 모바일 제어기와;
    상기 모바일 제어기에 의해 상기 공간의 표면을 따라 주행하는 주행기를 포함하며,
    상기 로봇 프레임에는 중앙 호스트 컴퓨터의 전자 지도 정보를 전송받기 위해 상기 중앙 호스트 컴퓨터의 제1통신기와 통신하도록 유선 또는 무선 데이터 통신 인터페이스를 지원하는 제2통신기가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 프레임에는 상기 모바일 제어기에 의해 로봇 낙하 또는 장애물 충돌이 예상될 때, 낙하 경보 또는 충돌 경보를 발광형 경보기와 알람형 경보기가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 제어기는 상기 로봇에 장착된 구성 요소의 동작 및 제어를 수행하는 중앙처리장치와;
    상기 중앙처리장치와 송수신하는 디지털 또는 아날로그 신호의 입출력을 담당하는 입출력부와;
    상기 중앙처리장치로부터 전달되는 벽면 이동 로봇의 주행 동작을 위한 응용프로그램의 명령을 상기 입출력부를 통해 전달 받아 상기 주행기의 구동모터를 위한 모터 제어 신호를 생성하는 모션 제어부와;
    상기 모션 제어부로부터 출력된 모터 제어 신호를 전달받아 전류를 증폭시켜 상기 주행기의 구동모터를 구동시킬 수 있는 모터 출력 신호를 생성하는 구동 제어부와;
    상기 중앙처리장치로부터 입력되는 항법 수행 명령에 대응하게, 상기 항법용 수신기로부터 수신되는 실내 위치측정시스템을 가져와서 로봇의 현 위치에 관한 좌표값을 구한 다음, 상기 좌표값을 중앙 호스트 컴퓨터에서 보내온 전자 지도 정보와 비교함에 따라 로봇의 현 위치를 인식 및 결정하고, 현 위치에서 목표 위치까지 자율 주행하도록 경로 계획(path planning)을 수행하는 항법 제어부와;
    상기 주행기에 설치된 복수개의 센서로부터 검출된 검출 신호를 상기 중앙처리장치가 인식할 수 있는 내부 디지털 신호 형식으로 변환하여 상기 중앙처리장치에 입력시키는 센서신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주행기에 설치된 복수개의 센서로부터 검출된 검출 신호를, 자세 기준 인덱스(index), 장애물 기준 인덱스, 추락 기준 인덱스 중 어느 하나에 비교 체크하여, 장애물 인식, 로봇 추락 예상과 같은 판정 결과를 출력하는 위급상황 처리부와;
    상기 위급상황 처리부의 판정 결과에 대응하게 발광형 경보기 또는 알람형 경보기에서 낙하 경보 또는 충돌 경보가 발생시키도록 제어하는 경보 발생부와;
    상기 중앙 호스트 컴퓨터에서 보내온 전자 지도 정보가 기록 저장되고, 리눅스 기반 운영 체제가 램 디스크 방식으로 저장된 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 마킹작업을 수행하는 마킹모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 스터드볼트 용접작업을 수행하는 스터드볼트 용접모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모바일 유닛에는 스터드볼트 용접모듈에 대한 사전 그라인딩 작업을 위한 설치위치에 그라인더모듈이 더 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 제어기가 설치된 모바일 유닛에 결합되어 깊이측정 동작을 수행하는 깊이측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주행기의 저부에는 작업용 모듈의 교체 탑재 또는 동시 탑재를 위한 제1, 제2클램프장치 및 고정구가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실내 위치측정시스템을 이용한 벽면 이동 로봇.
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