KR100902141B1 - 자율이동대차의 위치인식장치 및 제어방법 - Google Patents

자율이동대차의 위치인식장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자율이동대차의 위치인식장치에 관한 것으로서, 자율이동대차로부터 이격 설치되어 자율이동대차의 상대위치를 파악하기 위한 기준점을 제공하는 와이어 고정부와; 상기 와이어 고정부에 와이어로 연결된 상태로 자율이동대차에 설치되어 와이어 고정부와의 와이어 길이 변화값을 검출하는 와이어 센서와; 자율이동대차에 설치되어 와이어 센서의 방위각을 검출하는 제 1자이로 센서와; 상기 와이어 센서에 의해 검출된 와이어 길이 변화값 및 제 1자이로 센서에 의해 검출된 방위각을 통해 자율이동대차의 현재위치값을 산출하는 제어박스를 포함하여 이루어짐으로써 자율이동대차의 위치를 오차없이 정확하게 인식할 수 있는 잇점이 있다.
자율이동대차, 위치인식장치

Description

자율이동대차의 위치인식장치 및 제어방법{POSITION RECOGNITION SYSTEM AND CONTROL METHOD OF TRANSFERRING VEHICLE}
본 발명은 자율이동대차의 위치인식장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 와이어 센서 및 자이로 센서를 이용하여 자율이동대차의 현재위치를 정확하게 검출할 수 있는 자율이동대차의 위치인식장치 및 자율이동대차를 정확하게 위치제어할 수 있는 제어방법에 관한 것이다.
조선소에서 제작되는 선체블록들은 도크안에서 조립을 거쳐 완성된 하나의 선박이 된다. 이때, 선박의 외판들은 전처리, 후처리, 도장, 용접 등 주요 공정들에 의해 조립단계를 거친다. 현재는 작업자들이 2인 1조가 되어 대형 고소차에 탑승하여 한명은 작업을 하고 또다른 한명은 고소차를 운전하는 역할을 담당한다. 그렇지만, 이와 같은 고소차를 이용하여 작업을 하는 것은 외부의 불규칙한 요소에 의해 작업품질에 영항을 미칠 뿐만 아니라 위험을 초래하여 큰 사고를 야기시킬 수 있다.
이러한 이유로, 선체외판의 전처리, 후처리, 도장 등의 공정에 적용할 수 있는 자동화 장비들이 개발되고 있는 실정이다.
그렇지만, 아직도 대형고소차 혹은 대형구조물에 자동화 장비를 탑재하여 작업하게 되어 정확하게 위치제어할 수 없음으로써 일부영역에서 과도막 및 박도막이 형성되어 이중적인 시수가 소요되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 와이어 센서 및 자이로 센서를 이용하여 자율이동대차의 위치를 정확하게 인식할 수 있는 장치 및 자율이동대차를 정확하게 위치제어함으로써 자율이동대차에 탑재된 도장모듈을 이용하여 균일하게 도장작업할 수 있는 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자율이동대차의 위치인식장치는 자율이동대차로부터 이격 설치되어 자율이동대차의 상대위치를 파악하기 위한 기준점을 제공하는 와이어 고정부와; 상기 와이어 고정부에 와이어로 연결된 상태로 자율이동대차에 설치되어 와이어 고정부와의 와이어 길이 변화값을 검출하는 와이어 센서와; 자율이동대차에 설치되어 와이어 센서의 방위각을 검출하는 제 1자이로 센서와; 상기 와이어 센서에 의해 검출된 와이어 길이 변화값 및 제 1자이로 센서에 의해 검출된 방위각을 통해 자율이동대차의 현재위치값을 산출하는 제어박스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 자율이동대차의 회동에 의해 상기 와이어 고정부 및 와이어 센서를 연결하는 와이어가 접촉되는 것을 방지하기 위해 와이어를 안내하는 가이드 롤러가 설치되고, 상기 가이드 롤러의 하부에는 가이드 롤러를 360도 회동 가능하게 하는 회전판이 설치되는 것이 좋다.
또한, 상기 위치인식장치는 자율이동대차의 현재위치의 방위각을 검출하는 제 2자이로 센서를 더 포함하고, 상기 제어박스는 산출된 현재위치값과 자율이동대차의 설정된 기준궤도의 위치값을 비교하면서 제 2자이로 센서에 의해 검출된 방위각을 반영하여 보상 선속도 및 각속도를 계산하여 발생된 제어신호를 자율이동대차의 구동모터에 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 선체외판을 도장할 수 있는 도장모듈을 탑재한 자율이동대차를 제어하는 방법은, 도장을 위한 수평 및 수직 중첩율을 포함하는 초기조건을 입력하는 단계와; 도장작업공간내에서 전체사이클을 계산한 후 도장작업보류구간을 계산하는 단계와; 도장작업보류구간이 최소화되도록 수평 및 수직 중첩율을 재조정하는 단계와; 재조정된 중첩율을 이용하여 전체사이클을 다시 계산하는 단계와; 다시 계산된 전체사이클에 의한 자율이동대차의 이동거리를 계산하는 단계와; 이동거리에 의한 기준궤도를 완성하는 단계와; 기준궤도에 의해 자율이동대차의 자세 및 속도를 계산하는 단계와; 기준궤도의 자세 및 속도와, 자율이동대차의 현재 자세 및 속도를 비교하여 보상 선속도 및 각속도를 계산하는 단계와; 보상 선속도 및 각속도가 반영된 제어신호를 구동모터에 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 초기조건은 도장작업공간의 폭 및 길이, 수평방향의 유효도장길이, 자율이동대차의 중심점과 도장유효폭의 중심점의 수직거리, 도장모듈의 스프레이건의 속도 및 자율이동대차의 속도를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자율이동대차의 위치인식장치는 와이어 센서 및 자이로 센서를 이용함으로써 자율이동대차의 위치를 오차없이 정확하게 인식할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 자율이동대차의 제어방법은 자율이동대차를 누적 오차없이 정확하게 위치제어함으로써 자율이동대차에 도장모듈을 탑재하여 균일하게 도장작업할 수 있는 잇점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따라 위치인식장치가 설치된 자율이동대차의 전체 개념도, 도 2는 본 발명에 위치인식장치가 설치된 자율이동대차의 정면도, 도 3은 본 발명에 따른 가이드 롤러 및 회전판의 확대도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율이동대차의 위치인식장치(100)는 자율이동대차(110)의 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 와이어 고정부(120), 와이어 센서(130), 제 1자이로 센서(140), 제 2자이로 센서(150) 및 제어박스(160)를 구비한다.
먼저, 상기 와이어 고정부(120)는 자율이동대차(110)로부터 일정거리 이격 설치되어 자율이동대차(110)의 상대위치를 파악하기 위한 기준점을 제공한다.
상기 와이어 센서(130)는 상기 와이어 고정부(120)에 와이어로 연결된 상태로 자율이동대차(110)에 설치되어 와이어 고정부(120)와의 와이어 길이 변화값을 검출한다. 즉, 상기 와이어 고정부(120)의 기준점을 기준으로 하여 와이어 길이 변화값을 검출하여 자율이동대차(110)의 좌표값을 산출할 수 있다.
상기 제 1자이로 센서(140)는 자율이동대차(110)에 설치되어 와이어 센서(130)의 방위각을 검출한다.
상기 제 2자이로 센서(150)는 자율이동대차(110)의 현재위치의 방위각을 검출한다.
상기 제어박스(160)는 상기 와이어 센서(130)에 의해 검출된 좌표값 및 제 1자이로 센서(140)에 의해 검출된 방위각을 통해 자율이동대차(110)의 현재위치값을 산출한다. 또한, 자율이동대차(110)의 주행시에는 자율이동대차(110)의 산출된 현재위치값과 자율이동대차(110)의 주행을 위해 미리 설정된 기준궤도의 위치값을 비교하면서 제 2자이로 센서(150)에 의해 검출된 방위각을 반영하여 보상 선속도 및 각속도를 계산하여 발생된 제어신호를 자율이동대차(110)의 구동모터에 인가한다.
한편, 본 발명에 따른 자율이동대차의 위치인식장치(100)는 자율이동대차(110)가 회동함에 따라 상기 와이어 고정부(120) 및 와이어 센서(130)를 연결하는 와이어가 접촉되는 것을 방지하기 위해 와이어를 안내하는 가이드 롤러(170)가 설치될 수 있고, 또한 상기 가이드 롤러(170)의 하부에는 와이어의 길이 변화값에 민감하게 대응할 수 있도록 가이드 롤러(170)를 360도 회동 가능하게 하는 회전판(180)이 설치되는 것이 좋다.
도 4는 본 발명에 따른 자율이동대차의 제어방법을 설명하기 위한 플로우 차트도이다.
먼저, 도장을 위한 수평 및 수직 중첩율을 포함하는 초기조건을 입력하고, 도장작업공간내에서 전체사이클을 계산한 후 도장작업보류구간을 계산한다(S110),(S120). 상기 초기조건은 도장작업공간의 폭 및 길이, 수평방향의 유효도장길이, 자율이동대차의 중심점과 도장유효폭의 중심점의 수직거리, 도장모듈의 스프레이건의 속도 및 자율이동대차의 속도를 더 포함할 수 있다.
계속하여, 도장작업보류구간이 최소화되도록 수평 및 수직 중첩율을 재조정하고, 재조정된 중첩율을 이용하여 전체사이클을 다시 계산한다(S130),(S140).
계속하여 다시 계산된 전체사이클에 의한 자율이동대차의 이동거리를 계산하고, 이동거리에 의해 기준궤도를 완성한다(S150).
계속하여, 기준궤도에 의해 자율이동대차의 자세 및 속도를 계산한다(S160).
마지막으로, 자율이동대차의 주행을 위해 미리 설정된 기준궤도의 자세 및 속도와, 자율이동대차의 현재 자세 및 속도를 실시간으로 비교하면서 보상 선속도 및 각속도를 계산한 후, 보상 선속도 및 각속도가 반영된 제어신호를 자율이동대차의 구동모터에 인가한다(S170),(S180).
한편, 본 발명에 따른 자율이동대차의 위치인식장치 및 제어방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 위치인식장치가 설치된 자율이동대차의 전체 개념도.
도 2는 본 발명에 위치인식장치가 설치된 자율이동대차의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 가이드 롤러 및 회전판의 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 자율이동대차의 제어방법을 설명하기 위한 플로우 차트도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 자율이동대차 120 : 와이어 고정부
130: 와이어 센서 140 : 제 1자이로 센서
150 : 제 2자이로 센서 160 : 제어박스
170 : 가이드 롤러 180 : 회전판

Claims (6)

  1. 자율이동대차의 위치를 인식하는 장치로서,
    자율이동대차로부터 이격 설치되어 자율이동대차의 상대위치를 파악하기 위한 기준점을 제공하는 와이어 고정부와;
    상기 와이어 고정부에 와이어로 연결된 상태로 자율이동대차에 설치되어 와이어 고정부와의 와이어 길이 변화값을 검출하는 와이어 센서와;
    자율이동대차에 설치되어 와이어 센서의 방위각을 검출하는 제 1자이로 센서와;
    상기 와이어 센서에 의해 검출된 와이어 길이 변화값 및 제 1자이로 센서에 의해 검출된 방위각을 통해 자율이동대차의 현재위치값을 산출하는 제어박스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 위치인식장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    자율이동대차의 회동에 의해 상기 와이어 고정부 및 와이어 센서를 연결하는 와이어가 접촉되는 것을 방지하기 위해 와이어를 안내하는 가이드 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 위치인식장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드 롤러의 하부에는 가이드 롤러를 360도 회동 가능하게 하는 회전 판이 설치된 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 위치인식장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    자율이동대차의 현재위치의 방위각을 검출하는 제 2자이로 센서를 더 포함하고,
    상기 제어박스는 산출된 현재위치값과 자율이동대차의 설정된 기준궤도의 위치값을 비교하면서 제 2자이로 센서에 의해 검출된 방위각을 반영하여 보상 선속도 및 각속도를 계산하여 발생된 제어신호를 자율이동대차의 구동모터에 인가하는 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 위치인식장치.
  5. 선체외판을 도장할 수 있는 도장모듈을 탑재한 자율이동대차를 제어하는 방법으로서,
    도장을 위한 수평 및 수직 중첩율을 포함하는 초기조건을 입력하는 단계와;
    도장작업공간내에서 전체사이클을 계산한 후 도장작업보류구간을 계산하는 단계와;
    도장작업보류구간이 최소화되도록 수평 및 수직 중첩율을 재조정하는 단계와;
    재조정된 중첩율을 이용하여 전체사이클을 다시 계산하는 단계와;
    다시 계산된 전체사이클에 의한 자율이동대차의 이동거리를 계산하는 단계와;
    이동거리에 의한 기준궤도를 완성하는 단계와;
    기준궤도에 의해 자율이동대차의 자세 및 속도를 계산하는 단계와;
    기준궤도의 자세 및 속도와, 자율이동대차의 현재 자세 및 속도를 비교하여 보상 선속도 및 각속도를 계산하는 단계와;
    보상 선속도 및 각속도가 반영된 제어신호를 구동모터에 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 초기조건은 도장작업공간의 폭 및 길이, 수평방향의 유효도장길이, 자율이동대차의 중심점과 도장유효폭의 중심점의 수직거리, 도장모듈의 스프레이건의 속도 및 자율이동대차의 속도를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동대차의 제어방법.
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