KR100901000B1

KR100901000B1 - 사용자 중심의 위치 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100901000B1
Application number: KR1020070007122A
Authority: KR
Inventors: 현주광
Original assignee: 현주광
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2009-06-04
Also published as: KR20080069425A

Abstract

본 발명은 그 기준 방향을 사용자의 위치에 대응하게 자동으로 보정하는 사용자 중심의 위치 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 사용자의 방향과 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정하고, 위치 제어 장치를 통해 입력되는 구동 신호에 사용자의 방향과 절대 좌표계 사이의 방위각에 대응하는 방향 보정 알고리즘을 적용하여 해당 구동 신호를 사용자의 방향을 기준으로 하는 제어신호로 변환하며, 변환된 제어신호를 사용하여 위치 제어의 대상이 되는 장치를 제어함으로써 위치 제어 시의 조작 편의성, 작업 능률 및 안전성을 향상시킨다.

위치 제어 장치, 기준 방향, 방향 보정

Description

사용자 중심의 위치 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF MOVEMENT CONTROL DEPEND ON THE POSITION OF USER}

도 1은 본 발명에 따른 방향 보정 알고리즘에 의한 방향 보정을 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 중심의 위치 제어 장치의 블록구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 위치 제어 방법의 과정들을 도시하는 순서흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102 : 입력부 104 : 방향보정부

106 : 저장부 112 : 구동제어부

본 발명은 사용자 중심의 위치 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 그 기준 방향이 사용자의 위치에 대응되는 위치 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

건설현장이나 공장 등에서는 다양한 종류의 크레인들이 사용된다. 이들 크 레인들은 스틱형 위치 제어 장치(예를 들면, 조이스틱), 버튼형 위치 제어 장치 등의 다양한 위치 제어 장치에 의해 동작된다. 이들 위치 제어 장치들은 한 방향을 기준으로 잡고, 그 기준 방향에 대한 상대적 방향의 입력을 통해 크레인을 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 여러 방향으로 동작시킬 수 있다.

그런데, 위치 제어 장치를 사용하여 크레인을 조작하는 사용자는 항상 정해진 위치에 있는 것이 아니다. 사용자의 위치가 변하는 경우, 기준 방향이 있다 해도, 전후좌우가 혼동되는 문제가 발생할 수 있으며, 이로 인해 대형사고 등의 심각한 결과가 초래될 수 있다. 이러한 문제는 크레인에 매달린 유선 위치 제어 장치나, 조작자가 임의의 위치에서 조작하는 무선 위치 제어 장치의 경우에서 특히 빈번하게 발생할 수 있다.

또한, 이러한 문제는, 비록 크레인의 조작 등에서와 같이 심각한 결과를 초래하지는 않는다 해도, 모든 위치 제어 장치들에서 발생할 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해서는 사용자의 위치를 반영하여 그 기준 방향이 설정되는 위치 제어 장치 및 그 방법이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 사용자의 위치를 반영하여 그 기준 방향이 설정되는 사용자 중심의 위치 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사용자 중심의 위치 제어 장치는, 기준 방향 설정 신호 또는 구동 신호를 입력받는 입력부와, 상기 입력부를 통해 기준 방향 설정 신호가 입력되면, 상기 기준 방향 설정 신호에 의해 생성되는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정하고, 상기 입력부를 통해 입력되는 구동 신호에 대하여 상기 방위각을 반영한 방향 보정 알고리즘을 적용하여 상기 구동 신호를 상대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호로 변환하는 방향 보정부와, 상기 방향 보정부로부터 상기 상대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호를 입력받고, 상기 제어 신호에 대응하여 모터를 구동하는 모터구동부를 포함할 수 있다.

상기 장치는, 상기 방향 보정 알고리즘, 상기 방위각 및 상기 설정된 상대 좌표계 중 적어도 하나를 저장하는 저장부를 더 포함함이 바람직하다.

상기 방향 보정부는 상기 입력부를 통한 입력이 없는 시간이 기 설정된 시간 이상 유지된 후에 상기 입력부를 통해 입력되는 구동 신호를 기준 방향 설정 신호라고 판단함이 바람직하다.

상기 방향 보정부에 의해 수행되는, 상기 방향 보정 알고리즘에 의한 변환은 다음과 같은 수학식에 의해 이루어짐이 바람직하다.

[수학식]

x'=x cosθ-y sinθ

y'=x sinθ+y cosθ

상기의 수학식에서, x와 y는 상기 입력부를 통해 입력되는 구동 신호를 절대 좌표계 상에서 표현한 좌표들이고, x'과 y'는 구동 신호를, 상기 기준 방향 설정 신호에 의해 설정되는 상대 좌표계 상에서 표현한 좌표들이고, 상기 θ는 절대 좌표계와, 상기 기준 방향 설정 신호에 의해 설정되는 상대 좌표계 사이의 방위각이 다.

본 발명의 다른 측면에 따른 사용자 중심의 위치 제어 방법은, 기준 방향 설정 신호가 입력되는 단계와, 상기 입력된 기준 방향 설정 신호에 의해 생성되는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정하는 단계와, 구동 신호가 입력되는 단계와, 상기 입력된 구동 신호에 대해 상기 방위각을 반영한 방향 보정 알고리즘이 적용되어 상기 구동 신호가 절대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호로 변환되는 단계와, 상기 절대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호에 의해 모터가 구동되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 이후 입력되는 구동 신호에 대한 방향 보정 알고리즘의 적용을 위해 사용되는 상기 방위각을 저장하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

먼저, 본 발명의 수행을 위해 사용되는 방향 보정 알고리즘에 대해 설명하도록 한다.

이하 본 발명을 설명함에 있어서는, 사용자의 우측 방향을 기준 방향으로 할 것이다. 사용자의 우측 방향은, 사용자가 향한 방향으로부터 -90도 만큼 떨어져 있는 방향이 된다. 사용자의 우측 방향을 기준 방향으로 하는 것은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명은 이로 인해 한정되지 않는다. 즉, 사용자 의 전방, 후방 또는 좌측 방향 등을 기준 방향으로 하는 다양한 실시 예들 역시 본 발명의 범위에 포함된다.

방향 보정 알고리즘의 설명을 위해, 절대 0도를 x축으로 하고, 절대 90도를 y축으로 하는 절대 좌표계와, 조작기의 우측, 즉 사용자의 우측 방향을 x'축으로, 사용자의 전방을 y'축으로 하는 상대 좌표계를 가정하도록 한다. 상대 좌표계의 x'축은 사용자의 우측 방향이며, 본 발명에 따른 기준 방향이다. 사용자가 절대 좌표계의 90도 방향을 향하는 경우, 절대 좌표계와 상대 좌표계는 동일하게 된다.

상대 좌표계는 본 발명에 따른 방향 보정 알고리즘에 의해 형성되는 좌표계이다. 즉, 본 발명에 따른 방향 보정 알고리즘에 의해 사용자의 우측을 항상 x'축으로 인식하는 새로운 좌표계인 상대 좌표계가 형성된다. 상대 좌표계는 사용자의 방향을 고려하여 산정된 좌표계이며, 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이에는 방위각(θ1)이 발생하게 된다. 예를 들어, 사용자가 절대 좌표계의 -x 방향, 즉 180도 방향을 향한다면, 절대 좌표계와 상대 좌표계 사이에는 90도의 방위각이 발생하게 되고, 사용자가 135도 방향을 향한다면, 절대 좌표계와 상대 좌표계 사이에는 45도의 방위각이 발생하게 된다. 이하 절대 좌표계와 상대 좌표계 사이에서 발생하는 방위각을 "제 1 방위각"이라 한다.

이들에 대해 본 발명에 따른 방향 보정 알고리즘을 적용해 보자. 사용자가 절대 좌표계의 180도 방향을 향하는 경우 상대 좌표계의 x'축은, 절대 좌표계의 90도 방향이 된다. 또, 사용자가 절대 좌표계의 135도 방향을 향하는 경우 상대 좌표계의 x' 축은, 절대 좌표계의 45도 방향이 된다. 즉, 본 발명에 따른 위치 보정 알고리즘은, 사용자의 방향에 대응하여 기준 방향을 보정한다. 이러한 위치 보정 알고리즘이 적용되는, 본 발명에 따른 위치 제어 장치를 통해 입력되는 위치 제어용 신호들은, 보정된 좌표계인 상대 좌표계에 의해 인식된다. 방향 보정 알고리즘의 적용 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1의 (a)는 절대 좌표계를 도시하는 도면이고, 도 1의 (b)는 절대 좌표계와 θ1의 제 1 방위각을 가지는, 방향 보정 알고리즘에 의해 보정된 상대 좌표계를 도시하는 도면이다.

사용자가 향한 방향, 즉 사용자의 전방이 절대 좌표계의 -x 방향인 경우를 예로 들어 본 발명에 따른 실시예를 설명하도록 한다. 이 경우, 사용자의 우측 방향과 절대 좌표계의 x축 사이에는 +90도 만큼의 제 1 방위각이 발생한다. 본 발명에 따른 위치 제어 장치 및 방법은 사용자에 의해 입력되는 명령을 절대 좌표계와 상대 좌표계 간의 방위각을 고려하여 변환하는 보정을 수행한다.

절대 좌표계에서의 좌표를 상대 좌표계에서의 좌표로 변환하기 위해서는 하기의 수학식 1과 수학식 2가 사용된다.

[수학식 1]

x'=xcosθ-ysinθ

[수학식 2]

y'=xsinθ+ycosθ

여기서, θ는 절대좌표계와 상대좌표계 사이에서 발생하는 방위각인 제 1 방위각과, 입력되는 명령의 방향과 본 발명에 따른 위치 제어장치 내부에서 x'축과의 사이에서 발생한 각인 제 2 방위각(θ2)을 합한 총방위각이다. 하기에서는 수학식 1과 수학식 2를 사용한 좌표 변환을 구체적인 예를 통해 보이도록 한다.

첫째로, -x축 방향을 향하고 있는 사용자가 본 발명에 따른 위치 제어 장치를 사용하여 우측구동 명령을 하는 경우를 예로 들어보자. 우측구동 명령을 절대좌표계 상에서의 좌표값으로 나타내면, (x, y)=(1, 0)이 된다. 이는 절대좌표계에서 우측 방향으로의 구동을 명령하는 값이다. 한편, 우측구동 명령은 -x축 방향을 지시하는 명령이므로, 제 2방위각은 0이 되어, 총방위각 θ는 제 1방위각인 90도가 된다. 수학식 1과 수학식 2의 x와 y 대신 1과 0을 대입하고, θ 대신 90도를 대입하면, 수학식 1과 수학식 2는 각각 x'=1×cos90-0×sin90, y'=1×sin90+0×cos90과 같이 표현된다. 이를 계산하면, x'=0, y'=1이 된다. 즉, -x축 방향을 향하고 있는 사용자가 본 발명에 따른 위치 제어 장치를 사용하여 우측구동 명령을 하는 경우의 명령값을 좌표값으로 나타내면, (x', y')=(0, 1)이 된다. 즉, 절대좌표계와 상대좌표계 사이에 90도의 제 1 방위각이 존재하는 상황에서 본 발명에 따른 위치 제어 장치에 (x, y)=(1, 0)의 값을 가지는 구동 명령이 입력되면, 이는 위치 제어 장치에 의해 보정되어 (x', y')=(0, 1)로 변환된다. 위치 제어 장치에 의해 구동되는 제어 대상은, 보정된 값인 (x', y')의 명령값에 의해 구동된다. 즉, 위치 제어 장치에 (1, 0)의 값이 입력되어도, 실제로는 절대좌표계와 상대좌표계 사이의 방위각을 고려하여 보정된 값인 (0, 1)이 구동모터에 출력된다.

한편, 우측구동 명령은 본 발명에 따른 위치 제어 장치의 기준방향 설정 신호로 사용될 수 있다. 기준방향 설정 신호는, 그 식별을 위해, 위치 제어 장치 상의 특정 버튼 등의, 기 설정된 입력수단과 함께 입력될 수 있다. 또한, 아무런 입력이 없는 시간이 기 설정된 시간 이상 경과된 후에 입력되는 구동 명령이 기준방향 설정 신호로 사용될 수도 있다. 해당 위치 제어 장치가 전원 온/오프(on/off)가 가능한 형태인 경우, 전원이 온(on)된 후에 최초로 입력되는 구동 명령이 기준방향 설정 신호로 사용될 수도 있다. 이와 같이, 기준방향 설정 신호의 식별은, 해당 위치 제어 장치의 형태 등에 따라 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 위치 제어 장치는, 기준방향 설정 신호가 입력되면, 해당 신호를 사용자의 우측을 지시하는 방향이라고 가정하고, 이 신호에 의해 지시되는 방향과 절대좌표계의 y축과의 차이를 계산하여 방위각으로 사용함이 바람직하다.

둘째로, -x축 방향을 향하고 있는 사용자가 본 발명에 따른 위치 제어 장치를 사용하여 전방구동 명령을 하는 경우를 예로 들어보자. 이때, 해당 위치 제어 장치는 사용자의 우측구동을 기준으로 한다고 가정한다. 이 경우, 총방위각은 제 1 방위각인 90도에 제 2 방위각인 90도를 더한 180도가 된다. 수학식 1과 수학식 2의 x와 y 대신 1, 과 0을 대입하고, θ 대신 180도를 대입하면, 수학식 1과 수학식 2는 각각 x'=1×cos180-0×sin180, y'=1×sin180+0×cos180과 같이 표현된다. 이를 계산하면, x'=-1, y=0이 된다. 즉, -x축 방향을 향하고 있는 사용자가 입력한 전방 구동 명령은, 본 발명에 따른 위치 제어 장치에 의해 (x', y')=(-1, 0)의 좌표값을 가지는 명령으로 보정된다.

마지막으로, 제 1 방위각이 0인 경우를 예로 들어보자. 위치 제어 장치에 우측전방 명령(+45도)이 입력되는 경우, 제 1 방위각이 0도이므로, θ는 제 2 방위각인 45도가 된다. 이때도 역시 기준 구동 명령 값은 우측구동 명령인 (x, y)=(1, 0)으로 한다. 수학식 1과 2의 x와 y 대신 1과 0을 대입하고, θ 대신 45도를 대입하면, 수학식 1과 수학식 2는 각각, x'=1×cos45-0×sin45, y'=1×sin45+0×cos45와 같이 표현된다. 이를 계산하면, x'=0.7071, y'=0.7071이 된다.

본 발명에 따른 사용자 중심의 위치 제어 장치는, 입력되는 구동 신호에 방향 보정 알고리즘을 적용함으로써, 해당 구동 신호를 사용자의 우측을 항상 x'으로 인식하는 좌표계 상에서 표현되는 제어 신호로 변환한다. 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이에는 θ의 방위각이 발생한다. 사용자 중심의 위치 제어 장치는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이에서 발생한 방위각을 사용하는 회전변환을 수행함으로써 입력되는 구동 신호를, 사용자의 우측을 기준 방향으로 하는 상대 좌표계 상에서의 제어 신호로 변환한다. 회전 변환은 좌표 변환 행렬의 적용에 의해 수행된다. 이를 통해 사용자의 방향을 반영하는 위치 제어가 가능해진다.

하기에서는 본 발명에 따른 사용자 중심의 위치 제어 장치의 구성을, 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 위치 제어 장치는, 크게 위치 제어부(100)와 구동부(110)를 포함하도록 구성될 수 있다. 위치 제어부(100)는 입력 되는 구동 신호를 사용자의 방향을 기준 방향으로 하는 상대 좌표계 상에서의 제어 신호로 변환하고, 구동부(110)는 위치 제어부(110)로부터 입력되는 제어 신호에 의해 위치 제어의 대상이 되는 장치를 구동시킨다. 즉, 본 발명에 따른 사용자 중심의 위치 제어를 구현하기 위한 기능은 특히 위치 제어부(100)에 의해 수행된다.

하기에서는 위치 제어부(100)의 구성요소들 및 그 구성요소들의 기능들에 대해 설명하도록 한다. 위치 제어부(100)는 입력부(102), 방향 보정부(104) 및 저장부(106)를 포함하도록 구성될 수 있다. 입력부(102)는 사용자의 방향을 반영하는 상대 좌표계를 설정하는 기준 신호가 되는 기준 방향 설정 신호와, 구동 신호를 입력받는다. 기준 방향 설정 신호는 해당 위치 제어 장치에 대한 입력 수단 중 기 설정된 입력 수단에 의해 입력될 수 있다. 또, 기준 방향 설정 신호는 아무런 입력이 없는 시간이 기 설정된 시간 이상 유지된 후에 입력부(102)를 통해 입력되는 구동신호일 수 있다.

방향 보정부(104)는 입력부(102)를 통해 기준 방향 설정 신호가 입력되면, 입력된 기준 방향 설정 신호의 방향을 x'축으로 하는 상대 좌표계를 설정하고, 기준 방향 설정 신호에 의해 설정된 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정한다. 방향 보정부(104)는 이후 입력부(102)를 통해 입력되는 구동 신호에 대해, 앞서 설정된 방위각을 반영한 방향 보정 알고리즘을 적용한다. 구동 신호는 방향 보정 알고리즘의 적용에 의해, 상대 좌표계를 기준으로 한 제어신호로 변환된다. 이 제어신호는 방향 보정부(104)로부터 구동부(110)에 출력된다. 한편, 방위각이나, 설정된 상대 좌표계 또는 방향 보정 알고리즘 등은 저장부(106)에 저장될 수 있다.

구동부(110)는 입력된 제어신호에 의해 위치 제어 대상을 구동시킨다. 하기에서는 구동부(110)의 구성요소들 및 그 구성요소들의 기능들에 대해 설명하도록 한다. 구동부(110)는 구동 제어부(112), 모터 구동부(114), X축 구동모터(116) 및 Y축 구동모터(118)를 포함하도록 구성될 수 있다.

구동 제어부(112)는 위치제어부의 방향 보정부(104)로부터 입력받은 제어신호를 사용하여 모터 구동부(114)를 동작시킨다. 구동 제어부(112)는 제어신호에 의해 주어진 실 구동 값을, X 축 모터(116) 또는 Y 축 모터(118)를 실제로 구동시키기 위한 시간당 구동 값으로 변환한다. 예를 들어 (x, y)=(1,0)을 이동시키는데 60초가 걸린다면, x축 구동모터가 60초 동안 1만큼 이동하게 된다. 즉, 초당 1/60만큼 이동한다.

구동 제어부(112)는 (x', y')=(0.7071, 0.7071)인 제어신호가 입력되면, 이를 X축 구동모터(116)를 x축으로 초당 0.7071/60만큼 구동시키고, Y축 구동모터(118)를 y축으로 초당 0.7071/60만큼 구동시키는 값으로 변환한다. 구동 제어부(112)에 의해 변환된 구동 값은, 모터 구동부(114)를 통해 X축 구동모터(116) 또는 Y축 구동모터(118)에 입력된다. X축 구동모터(116)와 Y축 구동모터(118)는 해당 구동 값에 대응하여 구동된다.

즉, 본 발명에 다른 사용자 중심의 위치 제어 장치는, 입력되는 구동 신호를 사용자의 방향을 기준으로 상대 좌표계 상에서의 제어신호로 변환하고, 변환된 제어신호를 X축 구동모터(116)와 Y축 구동모터(118)의 구동 값으로 변환하여 두 구동 모터들을 제어한다. 이를 통해 4방향(예를 들면, 0도, 90도, 180도 및 270도), 8방향 또는 그 이상의 방향들에 대한 사용자 중심의 위치 제어 조작이 가능하게 된다.

다음으로, 도 2에 도시된 사용자 중심의 위치 제어 장치에 대응하는 사용자 중심의 위치 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 상기 도 2에 도시된 사용자 중심의 위치 제어 장치에 의해 수행되는 위치 제어 방법의 과정들을 도시하는 순서흐름도이다.

본 발명에 따른 위치 제어 장치는, 기준 방향 설정 신호를 입력받고(300단계), 입력받은 기준 방향 설정 신호를 사용하여 사용자의 방향을 반영하는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 계산한다(302단계). 이때, 방위각이 발생했다면 상대 좌표계와 절대 좌표계가 서로 다르다는 의미이고, 방위각이 발생하지 않았다면 상대 좌표계와 절대 좌표계가 일치한다는 의미이다. 즉, 방위각이 발생하지 않았다면, 사용자의 우측 방향이 절대 좌표계의 x축과 일치하게 되므로, 별도로 구동신호를 보정할 필요가 없게 된다.

방위각의 발생 여부가 판단되면(304단계), 그 판단 결과에 따라 구동 신호의 변환 여부가 결정된다.

방위각이 발생했다면, 입력되는 구동신호에 대해, 방위각에 대응하는 방향 보정 알고리즘이 적용되며, 이를 통해 사용자의 방향을 기준으로 한, 변환된 제어신호가 획득된다(306단계). 본 발명에 따른 위치 제어 장치는, 제어신호를 사용하여 위치 제어 대상을 제어한다(308단계). 한편, 방위각이 발생하지 않았다고 판단 되면, 입력되는 구동 신호는 방향의 보정 없이 제어신호로 이용된다(310단계). 이 제어신호 역시 위치 제어 대상의 제어를 위해 사용된다.

한편, 사용자가 본 발명에 따른 위치 제어 장치의 기준 방향이 수시로 변화하는 경우가 있을 수 있다. 예를 들면, 사용자가 물체를 따라 가면서 조작을 해야 하는, 넓은 공간에서의 작업 등이 이런 경우를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 자신의 방향이 변화할 때마다, 전술한 기준 방향 설정 신호 입력 방법을 사용하여, 위치 제어 장치의 기준 방향을 새로이 설정함이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 사용자의 방향을 반영하여 위치 제어 장치의 기준 방향을 설정하고, 설정한 기준 방향을 반영하여 위치 제어를 수행한다.

본 발명에 따른 위치 제어 장치 및 방법은, 위치 제어 장치에 입력되는 구동 신호를 사용자의 방향을 반영하여 자동 보정함으로써 사용자의 방향이나 위치 제어 장치의 방향에 관계없이 정확한 위치 제어를 수행한다. 이를 통해 위치 제어 시의 조작 편의성, 작업 능률 및 안전성이 향상된다.

Claims

사용자 중심의 위치 제어 장치에 있어서,

기준 방향 설정 신호 또는 구동 신호를 입력받는 입력부;

상기 입력부를 통해 기준 방향 설정 신호가 입력되면, 상기 기준 방향 설정 신호에 의해 생성되는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정하고, 상기 입력부를 통해 입력되는 구동 신호에 대하여 상기 방위각을 반영한 방향 보정 알고리즘을 적용하여 상기 구동 신호를 상대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호로 변환하는 방향 보정부; 및

상기 방향 보정부로부터 상기 상대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호를 입력받고, 상기 제어 신호에 대응하여 모터를 구동하는 모터구동부를 포함함을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 방향 보정 알고리즘, 상기 방위각 및 상기 설정된 상대 좌표계 중 적어도 하나를 저장하는 저장부를 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 방향 보정부는 상기 입력부를 통한 입력이 없는 시간이 기 설정된 시간 이상 유지된 후에 상기 입력부를 통해 구동 신호가 입력되면, 해당 구동 신호를 기준 방향 설정 신호라고 판단함을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 방향 보정 알고리즘에 의한 변환은 하기의 수학식 1에 의해 이루어지며, 하기 수학식 1의 x와 y는 상기 입력부를 통해 입력되는 구동 신호를 절대 좌표계 상에서 표현한 좌표이고, x', y'는 구동 신호를 상기 기준 방향 설정 신호에 의해 설정되는 상대 좌표계 상에서 표현한 좌표들이고, θ는 절대좌표계와 상대좌표계 사이의 방위각인 제 1 방위각과, 상대좌표계의 x축과 입력된 명령 값 사이에서 발생한 방위각인 제 2 방위각을 합한 방위각임을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 장치.

x'=x cosθ-y sinθ

y'=x sinθ+y cosθ
사용자 중심의 위치 제어 방법에 있어서,

기준 방향 설정 신호가 입력되는 단계;

상기 입력된 기준 방향 설정 신호에 의해 생성되는 상대 좌표계와 절대 좌표계 사이의 방위각을 설정하는 단계;

구동 신호가 입력되는 단계;

상기 입력된 구동 신호에 대해 상기 방위각을 반영한 방향 보정 알고리즘이 적용되어 상기 구동 신호가 절대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호로 변환되는 단계; 및

상기 절대 좌표계를 기준으로 한 제어 신호에 의해 모터가 구동되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 방법.
제 5항에 있어서,

상기 설정된 방위각을 저장하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 사용자 중심의 위치 제어 방법.