KR101010267B1 - 교량 점검용 로봇제어방법 - Google Patents

교량 점검용 로봇제어방법 Download PDF

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    • E01D19/10—Railings; Protectors against smoke or gases, e.g. of locomotives; Maintenance travellers; Fastening of pipes or cables to bridges
    • E01D19/106—Movable inspection or maintenance platforms, e.g. travelling scaffolding or vehicles specially designed to provide access to the undersides of bridges
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Abstract

본 발명은 교량을 점검하기 위한 로봇제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 로봇장치로부터 결함영상이 입력되는지를 판단하는 단계; 상기 판단결과, 결함영상이 입력되면 상기 로봇장치의 현재 위치를 저장하는 단계; 저장된 이후 소정시간이 경과했는지를 판단하는 단계; 상기 소정시간이 경과했으면, 기 저장된 위치로 상기 로봇장치를 이동시키기 위한 제어명령을 출력하는 단계; 상기 기저장된 동일지점의 결함영상이 입력되는지를 판단하는 단계; 상기 동일지점의 결함영상이 입력되면, 이전시점의 결함영상과 현재시점의 결함영상을 비교하는 단계; 및 상기 비교결과를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 교량의 상판 하부외관을 조사함에 있어 자유자재로 위치조절이 가능한 로봇을 무선 제어하여 원하는 위치의 결함에 대한 영상을 연속적으로 획득할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

교량 점검용 로봇제어방법{Method for controlling robot}
본 발명은 교량 점검용 로봇제어방법에 관한 것으로, 카메라가 장착된 로봇을 교량하부에 설치된 레일을 따라 원하는 위치로 이동시켜 교량의 상태를 점검하기 위한 교량 점검용 로봇제어방법에 관한 것이다.
최근, 교량과 같은 대형구조물의 노후도 진단을 위하여 검사를 수행할 때, 주기적 육안검사가 어려운 교량의 하부구조의 외관검사를 경제적이면서도 효율적으로 수행할 수 있게 하는 방법이 요구되고 있다.
교량과 같은 산업기간시설물들은 안전성확보를 위하여 주기적으로 안전점검 및 진단을 실시하고 있으며 1차적으로 외관검사에 의존하여 구조물의 균열 및 부식여부를 검사하고 있다.
기존의 시험방법은 도 1과 같이 물이 흐르는 교량의 하부에 비계(3)와 같은 작업대나 이동통로 및 발판을 설치하고 이위에 작업자(2)가 교량의 부식 및 균열 상태를 조사하는 것으로 교량하부의 수면상에 비계와 같은 작업대를 설치하는 데는 많은 경비가 들고 바람이 많이 부는 경우에는 교량 하부의 작업대가 흔들려 작업자의 안전성이 확보되지 못하는 단점이 있다.
또한 최근에 도입된 굴절 사다리차(4)를 이용하여 작업자를 사다리에 태우고 교량상판 하부를 검사하는 방법이 있으나 현수교나 사장교의 경우에는 도 2와 같이 케이블사이로 사다리를 매번 이동시키어야 하는 어려움과 작업자의 안전성확보가 문제시 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 카메라가 장착된 로봇을 교량하부에 설치된 레일을 따라 원하는 위치로 이동시켜 교량의 상태를 점검하여 실시간 모니터링이 가능한 교량 점검용 로봇제어방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량의 상태를 점검하기 위해 원하는 위치로 이동하여 해당 지점의 결함상태를 영상획득하여 전송하는 로봇장치; 및 상기 로봇장치와 무선통신가능하도록 연결되며, 상기 로봇장치의 위치를 제어하여 상기 로봇장치로부터 수신된 영상을 분석하여 모니터링하기 위한 모니터링장치를 포함하는 로봇제어시스템에서 로봇장치를 제어하기 위한 로봇제어방법에 있어서, 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도와, 상기 중심축이 지면에 프로젝션된 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도를 제어하여 카메라 자세를 제어하는 카메라 자세제어 단계; 카메라의 초점을 조정하는 제어모터와 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out)을 조정하는 제어모터를 제어하여 최적의 영상을 획득하는 영상획득단계; 카메라를 통해 획득된 영상에서 이상부위가 발견되면 상기 이상부위의 폭과 길이를 판단하는 단계; 상기 판단결과, 결함영상이라고 판단되면 상기 결함영 상과, 로봇의 현재위치와, 카메라의 현재위치를 저장하는 단계;를 거쳐 1차 결함측정을 완료하고, 결함이 저장된 이후 소정시간이 경과했는지를 판단하는 단계; 상기 소정시간이 경과했으면, 1차 결함측정시에 결함이 있었던 로봇의 위치와, 카메라의 위치에 대한 정보를 추출하여 상기 로봇장치를 이동시키기 위한 제어명령을 출력하는 단계; 상기 제어명령을 받고 로봇의 위치와 카메라의 위치를 결함이 측정된 동일지점으로 이동시키는 단계; 상기 동일지점에서 영상을 획득하는 단계; 획득된 영상에서 결함영상을 확인하고 이전시점의 결함영상과 현재시점의 결함영상을 비교하는 단계; 및 상기 비교결과를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카메라 자세제어 단계 이전에 원하는 위치를 원점을 설정하고 설정된 원점으로 이동하는 원점이동단계;와 로봇의 이동속도와 가속도를 입력하고 입력된 속도와 가속도의 크기에 따라 로봇의 이동속도를 결정하는 속도변환입력단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결함영상을 판단할 때는 영상에 결함인지 판단해야할 이상부위가 포함되어 있는지를 확인하고, 이상부위의 폭과 길이에 맞추어 마우스로 클릭한 다음 길이와 폭을 측정하여 이상부위의 길이와 폭이 소정의 크기보다 크면 결함으로 판단하는 결함판단 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 1차 결함측정완료 이후에는 원점복귀명령에 따라 저장된 원점으로 복귀하는 원점복귀단계와, 로봇의 이동시에 이동 궤적을 저장하면서 이동 중에 원하는 위치를 설정하여 저장한 다음, 상기 설정위치로의 이동명령에 따라 설정된 위치 로 이동하는 퀵이동단계와, 카메라를 통해 연속적인 영상을 획득하면서, 영상획득에 필요한 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도의 궤적과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도의 궤적과, 카메라의 초점 제어모터 회전각도의 궤적과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터 회전각도의 궤적을 연속적으로 저장하면서, 다시 보아야할 영상이 설정되면, 그 설정된 영상을 획득할 당시의 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도값과, 중심축이 지면에 프로젝션 되었을때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도값을 저장한 다음, 상기 설정된 영상 획득명령에 따라 상기 저장된 값들이 적용하여 카메라의 위치와 상태를 조정함으로서 설정된 영상을 획득하는 퀵영상획득단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원점복귀단계는 원점 설정시에 바퀴에 연결된 엔코더의 값을 저장하고 상기 저장된 엔코더 값을 활용하여 원점으로 이동하고, 상기 카메라 자세제어단계는 카메라의 중심축과 지면의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값을 활용하여 카메라의 자세를 제어하며, 상기 영상획득단계는 카메라의 초점 제어모터에 연결된 엔코더값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터에 연결된 엔코더값을 활용하여 카메라를 제어하여 영상을 획득하고, 상기 퀵영상획득단계는 카메라의 중심축과 지면이 이루는 각도를 조절하는 모터와 연결된 엔코더의 값과, 카메라 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프 로젝션축과 기준축이 이루는 각도를 조절하는 모터와 연결된 엔코더값을 적용하여 퀵영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 교량의 상판 하부외관을 조사함에 있어 자유자재로 위치조절이 가능한 로봇을 무선 제어하여 원하는 위치의 결함에 대한 영상을 연속적으로 획득할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.
도 3은 본 발명에 적용된 교량 점검용 로봇시스템의 실시상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3을 참고하면, 로봇시스템은 로봇장치(20)와 모니터링장치(60)로 구성되며, 로봇장치(20)와 모니터링장치(60)는 무선통신가능하도록 연결된다. 이때, 블루투스를 이용하여 무선통신가능하다. 교각(10)의 사이에 레일(50)을 설치하고 레일(50)을 따라 이동하는 로봇장치(20)와 로봇장치(20)를 무선으로 제어하고 로봇장치(20)로부터의 입력되는 영상신호로부터 교각(10)의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링장치(60)를 포함한다. 로봇장치(20)는 교각(10)의 하부의 상태를 점검하기 위해 레일(50)을 따라 상하좌우 및 회전하는 모터를 구비한다.
따라서, 모니터링장치(60)의 제어신호에 의해 원하는 위치로 이동하여 자신의 카메라를 이용하여 해당 위치의 영상을 획득한다. 그리고 획득된 영상을 모니터링장치(60)로 전송한다. 모니터링장치(60)는 로봇장치(20)와 무선으로 연결되어 로봇장치(20)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하고 로봇장치(20)로부터 획득된 영상으로부터 교각(10)의 상태를 점검하고 모니터링할 수 있다.
로봇장치(20)의 카메라는 포커스와 줌인을 조정하여 임의의 피사거리의 구조물의 균열 및 폭을 산정하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 로봇장치(20)의 카메라는 고배율 줌렌즈를 채용하여 좌우 360도 상하 90도회전이 가능해 교량 하부에서 모든 방향으로의 검사가 가능하다. 로봇장치(20)의 카메라는 획득된 영상을 모니터링장치(60)로 전송하고 전송된 화상은 모니터링장치(60)에 의해 영상처리를 거쳐 균열폭 및 길이를 산정하는 등의 영상분석이 수행되어 저장된다. 이러한 영상분석자료는 추후 검사결과와 비교분석하기 위해 모니터링장치(60)에 저장된다.
도 4는 본 발명에 적용된 로봇장치의 상세블록도이다.
도 4를 참고하면, 로봇장치(20)는 조명(22)과 일체로 형성된 카메라(21)와 카메라(21)로부터의 영상신호를 입력받기 위한 영상신호입력부(23)와 X축, Y축, 회전축으로 각각 이동시키기 위한 X축모터(24), Y축모터(25), 및 회전축모터(26)와 각 모터를 구동하기 위한 X축모터구동부(27), Y축모터구동부(28), 및 회전축모터구동부(29)를 포함한다. 또한, 로봇장치(20)는 각 모터구동부(27, 28, 29)를 제어하기 위한 모터제어부(31)와 각 구성을 제어하기 위한 제어부(30), 및 영상신호를 송신하기 위한 영상신호송신부(32), 및 제어데이터를 송수신하기 위한 제어데이터송 수신부(33)를 포함한다.
도 5는 본 발명에 적용된 모니터링장치의 상세블록도이다.
도 5를 참고하면, 모니터링장치(60)는 로봇장치(20)로부터 수신되는 영상신호를 수신하기 위한 영상신호수신부(61)와 로봇장치(20)와의 제어데이터를 송수신하기 위한 제어데이터송수신부(62)와 수신된 영상을 저장하는 영상저장부(64)와 수신된 영상을 분석하는 영상분석부(68)와 로봇장치(20)를 제어하기 위한 송신가능한 규격으로 제어데이터를 생성하는 제어데이터생성부(66)와 로봇장치(20)를 제어하기 위한 제어키를 입력하는 제어키입력부(65), 및 영상분석결과를 출력하는 디스플레이부(67)를 포함한다.
이렇게 구성된 도 4의 로봇장치(20)와 도 5의 모니터링장치(60)를 이용해 본 발명에 적용된 교량 점검용 로봇시스템의 상세한 동작을 설명한다.
도 4의 로봇장치(20)는 교량의 하부에 레일위에 설치된 상태이고, 도 5의 모니터링장치(60)는 로봇장치(20)를 제어하기 위해 무선신호 송수신가능한 위치에 설치한다.
도 5를 참고하면, 작업자는 모니터링장치(60)의 제어키입력부(65)를 통해 로봇장치(20)를 제어하기 위한 제어키를 입력한다. 제어부(63)는 제어키입력부(65)의 제어키입력에 따라 로봇장치(20)를 원하는 위치로 이동시켜 결함장소의 영상을 획득하도록 하는 제어신호를 제어데이터생성부(66)로 출력한다. 제어데이터생성부(66)는 제어부(63)의 제어데이터를 무선신호로 전송할 수 있도록 통신규격에 맞도록 신호변환하여 제어부(63)로 출력한다. 여기서 통신규격으로 사용되는 무선신 호는 블루투스를 예로 할 수 있다. 제어부(63)는 블루투스 전송규격으로 변환된 제어신호를 제어데이터송수신부(62)로 출력한다. 그러면 제어데이터송수신부(62)는 제어데이터를 로봇장치(20)로 전송한다.
한편 도 4를 참고하면, 제어데이터송수신부(33)는 모니터링장치(60)로부터의 제어데이터를 입력받아 제어부(30)로 출력한다. 제어부(30)는 입력되는 제어데이터가 위치이동을 위한 모터제어신호이면 모터제어부(31)로 출력한다. 모터제어부(31)는 제어데이터에 따라 원하는 위치로 로봇장치(20)를 이동시키기 위해 각 모터(24, 25, 26)를 구동시키는 모터구동부(27, 28, 29)를 제어한다. 그러면 로봇장치(20)는 작업자에 의해 원하는 위치로 이동하고, 이때, 제어데이터에 카메라(21)나 조명(22)을 제어하기 위한 제어데이터인 경우 제어부(30)는 카메라(21)와 조명(22)을 제어한다. 따라서, 카메라(21)를 이동시켜 원하는 조명(22)으로 영상을 획득할 수 있다. 카메라(21)는 획득된 영상을 영상신호입력부(23)로 출력한다.
영상신호입력부(23)는 획득된 결함을 포함하는 영상을 제어부(30)로 출력하고, 제어부(30)는 이를 영상신호송신부(32)로 출력한다. 영상신호송신부(32)는 입력되는 영상신호를 모니터링장치(60)로 전송한다.
도 5의 영상신호수신부(61)는 입력되는 영상신호를 수신하여 제어부(63)로 출력한다. 제어부(63)는 입력되는 영상신호를 영상저장부(64)에 저장하고 영상분석부(68)로 출력한다. 영상분석부(68)는 입력되는 영상신호를 분석하여 결함의 상태를 분석하여 제어부(63)로 출력한다. 제어부(63)는 분석결과 영상을 영상저장부(64)에 저장함은 물론, 디스플레이부(67)를 통해 작업자에게 알려주어 실시간 모 니터링이 가능하도록 한다.
이러한 모니터링장치(60)를 통해 로봇장치(20)를 제어하기 위한 본 발명의 로봇제어방법을 도 6을 참고하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇제어방법의 제어흐름도이다.
도 6을 참고하면, 모니터링장치(60)의 제어부(63)는 로봇장치(20)로부터 결함영상이 입력되는지를 판단한다(S100). 판단결과, 결함영상이 입력되면 그때 로봇장치(20)의 현재 위치를 저장한다(S200). 그리고, 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S300). 판단결과 소정시간이 경과했으면, 기 저장된 위치로 로봇장치(20)를 이동시키기 위한 제어명령을 출력한다(S400). 로봇장치(20)는 이전에 결함영상을 촬영한 동일한 위치로 이동하여, 동일지점의 영상을 촬영하여 전송한다. 제어부(63)는 동일지점의 결함영상이 입력되는지를 판단하고(S500), 입력되는 결함영상을 저장한다. 그리고, 이전시점의 결함영상과 현재시점의 결함영상을 독축하여 비교한다(S600). 비교결과 이전에 비해 결함상태가 변화되었는지를 판단하고 디스플레이부에 비교결과를 출력한다(S700).
도 7은 도 5의 모니터링 장치의 화면상태도이다.
도 7을 참고하면, 측정된 화상에 균열이 간 모습을 영상으로 확인할 수 있으며, 시스템을 제어하기 위한 시스템제어버튼을 구비하며, 측정시의 위치정보도 포함한다. 또한, 측정시에 로봇장치(20)의 이동정보와 균역폭 및 길이측정값도 수치화하여 보여준다. 작업자는 이러한 화면상태도를 보고 또 다시 로봇장치(20)를 이 동시키도록 하는 제어키입력을 통해 다른 위치의 다른 지점의 결함 영상도 획득하며 지속적인 모니터링이 가능하다.
본 로봇장치는 바퀴를 구동하는 모터와 카메라의 자세를 제어하는데 필요한 모터와, 카메라의 초점과 줌인/줌아웃(Zoom In/Zoom Out)에 필요한 모터 등이 포함되며 모든 모터에는 위치를 파악하기 위한 엔코더가 부착된다.
상기의 엔코더 값은 원하는 위치를 원점을 설정하고 설정된 원점으로 이동하는 원점이동단계와, 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도와 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도를 적용하여 카메라 자세를 제어하는 카메라자세 제어단계와, 카메라의 초점 제어모터의 회전각도와 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도를 적용하여 카메라를 제어하는 카메라 제어단계에서 저장되고 활용된다.
원하는 위치를 원점을 설정하고 설정된 원점으로 이동하는 원점이동단계는 로봇을 원점위치로 이동할 때 별다른 작동없이 원점버튼의 조작만으로 실행되므로 간편하게 원점으로 이동시킬 수 있다.
도8은 속도와 가속도를 숫자로 입력하고 원점을 지정하는 화면을 도시한 것이다
도 8을 참고하면, 속도와 가속도는 숫자로 입력하며, 원하는 위치에서 원점을 지정할 수 있는 버튼이 구비되어 있다.
본 발명에서 원점이란, 현장상황에 따라 사용자가 결정하기 때문에 다양한 부위의 결함을 파악하고 원위치로 복귀하는데 매우 유리하다.
로봇의 이동속도와 가속도를 입력하고 입력된 속도와 가속도의 크기에 따라 로봇의 이동속도를 결정하는 속도변환입력모듈을 갖는다.
여기서 이동속도와 가속도 값은 디지털값으로 입력되며, 본 발명에서 속도는 1-500 사이의 값을 갖고 가속도는 1-3까지 사이의 값으로 결정된다. 속도의 단위는 m/min, 또는 m/sec 가 될 수 있으며 환경에 따라 적절한 속도로 결정된다. 가속도의 경우도 환경에 따라 사용자가 적절히 결정한다.
또한 본 발명은 원하는 위치로 이동이 가능하다. 즉 원하는 위치로의 이동단계는 로봇의 현위치를 “원점지정” 버튼을 눌러 원점으로 지정하고 스텝(Step )간격란에 원하는 거리를 입력한다. 본 발명에서 Step 간격의 단위는 mm 이다. 그 다음 “Step+”버튼을 누르면 Step 간격란에 지정한 거리만큼 앞으로 전진하고, "Step-" 버튼을 눌려 후진한다. 다음으로 이동 중에 “스톱(Stop)” 버튼을 누르면 정지하고, “런(RUN)” 을 누르면 그전 동작을 계속 수행한다. 만약 처음에 지정했던 원점으로 이동하려면 "GoZero"버튼을 누르면 원점으로 복귀한다.
본 발명은 이동 궤적을 저장하면서 이동 중에 원하는 위치가 설정되면, 그 설정된 위치를 저장하고 설정위치로 이동명령에 따라 설정된 위치로 이동하는 퀵이동단계를 포함한다.
퀵이동단계는 사용자가 필요에 따라 이동중에 원하는 위치로 이동하고자 할 때 그위치를 설정하면 간단한 조작만으로 그 위치로 신속히 이동할 수 있는 모듈이다.
도 9은 카메라 자세와 관련된 그림을 도시한 것이다.
도 9을 참고하면, 카메라의 자세는 반구형의 어느 위치에도 위치할 수 있도록 구성된다. 이때 카메라의 길이방향축(카메라의 촬상면의 중심을 관하는 축)을 중심축으로 하고, 상기 카메라의 중심축과 지면이 이루는 각도(θ)를 하나의 변수로 하고, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 각도(φ)를 또 하나의 변수로 하면 상기 2개의 변수를 통해 카메라의 촬상면은 반구형의 어느 위치에 위치시킬 수 있어 어느 위치에 있는 영상도 획득할 수 있다.
여기서 기준축이란 지면에 그려진 원(반구형과 지면이 만났을 때 그려지는 원)의 중심에서 반경방향으로 그려진 원점을 지나는 축을 의미한다.
또한 본 발명은 카메라를 통해 연속적인 영상을 획득할 시, 영상획득에 필요한 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도의 궤적과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도의 궤적과, 카메라의 초점 제어모터의 회전각도궤적과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도의 궤적을 연속적으로 저장하면서 상기 다시보고 싶은 영상이 설정되면, 그 설정된 영상을 획득하기 위한 변수인 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도값과, 중심축이 지면에 프로젝션 되었을때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도값을 저장하고, 상기 설정된 영상 획득명령에 따라 상기 저장된 값들이 적용하여 카메라의 위치와 상태를 조정함으로서 설정된 영상을 획득하는 퀵영상획득모듈을 갖는다.
여기서 카메라의 위치는 중심축이 지면과 이루는 경사각도 값과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도값으로 결정되고, 카메라의 상태는 카메라의 초점 제어모터의 회전각도값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도값에 의해 결정된다.
나아가 본 발명은 원점복귀단계와, 카메라 자세제어단계를 포함한다. 여기서 원점복귀단계는 원점 설정시에 바퀴에 연결된 엔코더의 값을 저장하고 상기 저장된 엔코더 값을 활용하여 원점으로 이동하며, 카메라 자세제어단계는 카메라의 중심축과 지면의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값을 활용하여 카메라의 자세를 제어한다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 교량점검방법을 설명하기 위한 참고도,
도 2는 종래의 일실시예에 따른 교량점검방법을 설명하기 위한 참고도,
도 3은 본 발명에 적용된 교량 점검용 로봇시스템의 실시상태를 설명하기 위한 개략도,
도 4는 본 발명에 적용된 교량 점검용 로봇시스템의 로봇장치의 상세블록도,
도 5는 본 발명에 적용된 교량 점검용 로봇시스템의 모니터링장치의 상세블록도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 도 5의 모니터링 장치의 화면상태도.
도 8은 속도 및 가속도를 입력할 수 있는 화면 상태도
도 9은 카메라 자세와 관련된 형태를 도시한 참고도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 교각 20 : 로봇장치
50 : 레일 60 : 모니터링장치

Claims (5)

  1. 교량의 상태를 점검하기 위해 원하는 위치로 이동하여 해당 지점의 결함상태를 영상획득하여 전송하는 로봇장치; 및 상기 로봇장치와 무선통신가능하도록 연결되며, 상기 로봇장치의 위치를 제어하여 상기 로봇장치로부터 수신된 영상을 분석하여 모니터링하기 위한 모니터링장치를 포함하는 로봇제어시스템에서 로봇장치를 제어하기 위한 로봇제어방법에 있어서,
    카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도와, 상기 중심축이 지면에 프로젝션된 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도를 제어하여 카메라 자세를 제어하는 카메라 자세제어 단계;
    카메라의 초점을 조정하는 제어모터와 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out)을 조정하는 제어모터를 제어하여 최적의 영상을 획득하는 영상획득단계;
    카메라를 통해 획득된 영상에서 이상부위가 발견되면 상기 이상부위의 폭과 길이를 판단하는 단계;
    상기 판단결과, 결함영상이라고 판단되면 상기 결함영상과, 로봇의 현재위치와, 카메라의 현재위치를 저장하는 단계;를 거쳐 1차 결함측정을 완료하고,
    결함이 저장된 이후 소정시간이 경과했는지를 판단하는 단계;
    상기 소정시간이 경과했으면, 1차 결함측정시에 결함이 있었던 로봇의 위치와, 카메라의 위치에 대한 정보를 추출하여 상기 로봇장치를 이동시키기 위한 제어명령을 출력하는 단계;
    상기 제어명령을 받고 로봇의 위치와 카메라의 위치를 결함이 측정된 동일지점으로 이동시키는 단계;
    상기 동일지점에서 영상을 획득하는 단계;
    획득된 영상에서 결함영상을 확인하고 이전시점의 결함영상과 현재시점의 결함영상을 비교하는 단계; 및
    상기 비교결과를 디스플레이하는 단계를 포함하고,
    상기 카메라 자세제어 단계 이전에 원하는 위치를 원점을 설정하고 설정된 원점으로 이동하는 원점이동단계;와
    로봇의 이동속도와 가속도를 입력하고 입력된 속도와 가속도의 크기에 따라 로봇의 이동속도를 결정하는 속도변환입력단계;를 더 포함하며,
    1차 결함측정완료 이후에는,
    원점복귀명령에 따라 저장된 원점으로 복귀하는 원점복귀단계와,
    로봇의 이동시에 이동 궤적을 저장하면서 이동 중에 원하는 위치를 설정하여 저장한 다음, 상기 설정위치로의 이동명령에 따라 설정된 위치로 이동하는 퀵이동단계와,
    카메라를 통해 연속적인 영상을 획득하면서, 영상획득에 필요한 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도의 궤적과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도의 궤적과, 카메라의 초점 제어모터 회전각도의 궤적과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터 회전각도의 궤적을 연속적으로 저장하면서, 다시 보아야할 영상이 설정되면, 그 설정된 영상을 획득할 당시의 카메라의 중심축이 지면과 이루는 경사각도값과, 중심축이 지면에 프로젝션 되었을때 프로젝션축과 기준축이 이루는 회전각도값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터의 회전각도값을 저장한 다음, 상기 설정된 영상 획득명령에 따라 상기 저장된 값들이 적용하여 카메라의 위치와 상태를 조정함으로서 설정된 영상을 획득하는 퀵영상획득단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 점검용 로봇제어방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 결함영상을 판단할 때는 영상에 결함인지 판단해야할 이상부위가 포함되어 있는지를 확인하고, 이상부위의 폭과 길이에 맞추어 마우스로 클릭한 다음 길이와 폭을 측정하여 이상부위의 길이와 폭이 소정의 크기보다 크면 결함으로 판단하는 결함판단 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 교량 점검용 로봇제어방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 원점복귀단계는 원점 설정시에 바퀴에 연결된 엔코더의 값을 저장하고
    상기 저장된 엔코더 값을 활용하여 원점으로 이동하고,
    상기 카메라 자세제어단계는 카메라의 중심축과 지면의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값과, 상기 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축의 각도를 조절하는 모터에 연결된 엔코더값을 활용하여 카메라의 자세를 제어하며,
    상기 영상획득단계는 카메라의 초점 제어모터에 연결된 엔코더값과, 카메라의 줌인/줌아웃(Zoon In/Zoon Out) 제어모터에 연결된 엔코더값을 활용하여 카메라를 제어하여 영상을 획득하고,
    상기 퀵영상획득단계는 카메라의 중심축과 지면이 이루는 각도를 조절하는 모터와 연결된 엔코더의 값과, 카메라 중심축이 지면에 프로젝션 되었을 때 프로젝션축과 기준축이 이루는 각도를 조절하는 모터와 연결된 엔코더값을 적용하여 퀵영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 교량 점검용 로봇제어방법.
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