KR101036570B1 - 다수 로봇의 이동 속도와 방향을 고려한 다수로봇의 대형 유지 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바퀴기반 다수로봇의 대형 유지 및 제어 방법에 관한 것이다. 이 발명은 실외에서 다양한 임무를 수행하는 다수로봇의 동적 특성(속도, 가속도)을 산출하는 단계와; 상호 연결된 네트워크를 통하여 상기 얻어진 동적 특성을 이용한 로봇의 각 개체별 이동 속도와 가속도를 결정하는 방법을 제공한다.

다수로봇, 대형 생성, 대형 유지

Description

다수 로봇의 이동 속도와 방향을 고려한 다수로봇의 대형 유지 및 제어 방법{A METHOD FOR CONTROL AND MAINTENANCE OF FORMATION USING VELOCITY AND ACCELERATION OF MULTIPLE ROBOTS}

본 발명은 이동 로봇의 대형 유지 방법에 관한 것이다.

이동 로봇의 자율주행 기술은 우주공간, 심해저, 화산지대와 같은 극한상황에서의 무인화를 위한 목적으로도 연구가 진행되었으며, 도로 위를 달리는 무인 자동차와 같은 실제 상용화를 위한 목표를 두고 지속적인 연구가 되고 있다. 이동 로봇의 대형 유지는 무인화된 자율 주행 로봇들에게 인간과 같은 단체 행동을 모방할 수 있게 해줄 수 있다.

따라서, 로봇의 대형유지라고 할 수 있는 상황은 군대의 행진과 같이 일정한 간격과 대형을 유지하면서 이동하는 방법과 한정적인 영역에서 서로가 충돌을 회피하면서 영역을 채우는 방법으로 분류가 가능하다.

이러한 분류 방법은 과정과 결과라는 점에서 차이가 있지만, 공통적으로 Potential field, Electric charge, Gravity, Spring force등과 같은 물리적인 힘을 변형하여 가상적인 힘을 사용한다.

즉 척력과 인력이라는 두 가지의 상반된 힘을 모두 사용하거나 하나의 힘만을 사용하여 로봇들 사이의 관계를 정의하고 그 결과를 사용하여 로봇의 제어에 이용한다.

대형의 유지를 위한 시스템으로는 중앙제어방법과 분산제어 방법이 있다. 상기 중앙제어방법은 유연성이 떨어지는 단점이 있지만, 최적화된 결과와 안정된 대형유지를 할 수 있는 장점이 있다. 상기 분산 제어 방법은 주변 상황에 대해서만 반응을 하기 때문에 민감한 반응을 보이며 안정적이지는 못하지만, 하나의 시스템으로 제어가 불가능한 다수의 로봇의 제어를 가능하게 하는 장점이 있다.

언급된 이전의 연구 결과들을 통하여 다수 로봇의 대형 생성 및 유지를 위해서는 네트워크 기반의 실시간 제어 방법의 개발이 필요함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 무선 네트워크 기반의 시스템에서 중앙집중식 제어기법을 이용하여 Non-holonomic 형태의 휠기반 다수 로봇의 속도 및 가속도 제어방법을 개발할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다수 로봇의 다양한 동작으로 인한 제어의 복잡성을 간단히 하여 한 대의 로봇을 제어함으로써 다수로봇의 대형을 생성/유지할 수 있는 효과적 제어 방법을 개발하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 다른 로봇과 소정의 대형 유지하면서 특정 로봇을 이동시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하기 위한 목표 지점을 결정하는 단계와; 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 목표 지점과의 관계식을 계산하는 단계와; 상기 계산된 값에 따라 상기 특정 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 다수의 로봇들과 소정의 대형 유지하면서 이동하는 로봇을 제공한다. 상기 로봇은 상기 다수의 로봇과 장애물을 탐지하는 센서와; 상기 탐지된 다수의 로봇들과 소정의 대형을 유지하도록 제 어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하기 위한 목표 지점을 결정하는 과정, 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 목표 지점과의 관계식을 계산하는 과정, 상기 계산된 값에 따라 상기 특정 로봇의 이동을 제어하는 신호를 출력하는 과정을 수행한다.

또한, 본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 다수의 로봇들이 소정의 대형 유지하면서 이동하도록 제어하는 제어 장치를 제공한다. 상기 제어 장치는 상기 다수의 로봇과 통신하는 통신 모듈과; 상기 다수의 로봇들이 소정의 대형 유지하도록 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 다수의 로봇들이 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하도록 각 목표 지점을 결정하는 과정, 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 각 목표 지점과의 관계식을 계산하는 과정, 상기 계산된 값에 따라 상기 다수의 로봇의 이동을 제어하는 신호를 출력하는 과정을 수행한다.

본 발명의 극점을 이용한 다수로봇을 위한 대형 생성 및 유지 알고리즘은 가상으로 정의된 척력과 인력의 평형상태를 이용하여 대형의 유지를 가능하게 하였다.

본 발명의 장점으로서는 선두로봇과 연결된 극점들에 대해서 모든 후속 로봇들의 추종이 동시에 발생하게 되어 로봇들의 제어시 시간지연이 없으며, 극점과 로봇들 사이의 거리로 정의된 힘을 사용하여, 선형적인 속도값을 적용하게 된다. 따 라서, 거리의 차이에 비례하여 이동 속도가 정해지고, 가변하는 척력의 범위에 의해서 원활한 감속도 이루어진다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 전하의 성질을 이용한 다수로봇의 제어 알고리즘에 대한 기본 개념도이며, 도 2는 로봇과 극점 간의 인력 및 척력에 대한 정의를 나타난 개념도이다.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 전하의 성질을 이용한 다수 로봇의 제어 기법 알고리즘을 제안한다.

각 로봇의 목표 위치를 극점으로 정의하고, 상기 극점은 전하 성질의 기본 개념을 이용하여 양전하의 성질을 가지는 것으로 하고, 로봇은 음전하와 양전하의 성질을 계층적으로 갖는 것으로 정의한다.

이 힘들은 로봇의 속도와 거리값에 의해서 바뀌게 되며 본 발명에서는 극점과 로봇간의 척력(F_rp)과 인력(F_ap), 그리고 다른 로봇을 포함한 장애물들과의 척력(F_ro)을 정의함으로써, 이 힘들의 합을 이용하여 로봇을 제어한다. 대형을 유지하기 위한 거리값은 d _f 이며, 로봇들 간의 거리는 d _l 로 정의하고, 로봇과 극점 사이의 거리는 d _s 로 정의하였다.

앞에서 언급한 힘들은 기본적으로 극점과 로봇간의 척력과 인력의 형태로 분류되며 거리값에 대하여 도 2와 같은 비선형적인 특성을 가진다.

기본적인 전하의 힘과 같이, 로봇과 극점 간의 힘은 거리값의 제곱에 반비례하는 형태의 힘이다.

그러나, 인력의 경우에는 극점과의 거리가 멀어질수록 더 많은 인력을 생성할 수 있는 형태의 힘의 특성을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 더 큰 가속도의 값을 생성함으로써, 빠르게 극점에 수렴하도록 하기 위해서이다. 척력과 인력을 나타내는 힘의 방정식은 역 지수함수의 형태로 표현되며, 척력에 대한 힘은 다음과 같이 정의한다.

--------- 수학식 (1)

상수 k _r 은 최대 가속도 a_max를 사용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

마찬가지로 인력에 대해서는 다음과 같이 정의하고

상수 k _a 는

------------수학식 (2)

따라서 로봇에 전달되는 힘 F_T는 F_T = F_ap + F_rp + F_ro 와 같이 정의된다.

정의된 척력과 인력은 도 2에서 알 수 있듯이, 척력은 거리가 가까워지면서 매우 강한 힘을 나타내고, 거리가 멀어지면 거의 힘의 영향력을 행사하지 못한다.

반면에 인력은 거리가 멀어지면 빠른 속도로 이동하기 위해서 강한 힘의 영향력을 행사한다. 따라서, 로봇과 극의 거리가 멀어지는 순간 큰 인력이 작용하여 로봇을 끌어당기게 된다.

식(1)에서 정의한 d _p 는 선행 로봇과의 속도차로서,이동 중에 있는 로봇의 속도의 변화량 Δv를 조절하여 부드러운 정지 동작을 수행하게 되며, d_p = b|v_r-v_p| 와 같이 정의되며 v_p은 이동로봇의 속도, v_p는 극점의 이동속도를 각각 나타낸다.

즉, 로봇과 극점의 속도차이가 커지면 d_p값은 증가하고 척력의 범위가 증가함으로써 현재 로봇의 속도를 감속하는 방향의 가속도가 생성된다. 이와 같은 변수를 정의함으로써 선행로봇이 정지하는 과정을 후행하는 로봇이 인식할 수 있다.

또한, 다른 로봇을 포함한 장애물들에 대한 척력은 로봇 간의 충돌을 방지하고 장애물에 대해서 충돌회피를 가능하게 한다.

대형의 정의는 선두로봇과 같은 위치에 가상으로 놓인 극점으로부터 연결된 다른 극점들과의 거리와 각도로 표현된다. 대형을 표현하는 집합을 S라고 하면,

과 같이 나타낼 수 있다.

도 3은 선으로 연결된 대형편성을 위한 극점들을 나타낸다.

극점의 표현에서 알 수 있듯이, 거리와 각도의 값을 변화시킴으로써 다양한 대형의 표현이 가능해지며, 극점의 위치는 선두로봇의 위치를 통해 쉽게 계산되어 질 수 있다. 본 발명에서는 종대형,횡대형,사각형,마름로,쐐기형의 5가지의 대형에 대해서만 정의를 하였으며, 대형의 길이 l은 가변적으로 설정하여 같은 형태의 대형에 대해서도 유연성을 추가하였다.

도 3에 표현된 대형은 종대형으로서 S₁은 선두로봇의 위치와 일치한다. 따라서, 연결된 극점들은 선두로봇의 위치 변화와 동시에 변화가 생기며, 후속 로봇들도 극점과의 변위 차이로 생성된 인력에 의해서 동시에 추종이 일어나게 된다.

이동 로봇의 운동은 F_T로부터

와 같이 표현할 수 있다. 즉 로봇의 질량에 대한 가속도 값이며, 이동 로봇의 제어는 다음과 같은 방법을 사용해서 표현가능하다. 먼저 구해진 합력 F_T을 사용하여

와 같이 현재 상태에서의 속도값에 대한 증감분을 구한 후 현재의 이동 로봇의 속도를 제어하는 방법을 사용한다. υ는 매우 작은 수로서 전체적인 단위의 변환을 위해서 사용한다.

또한 Δv를 Δv<a_max라는 제한치를 사용하여 실제 로봇이 추종할 수 있도록 하였다. 따라서, 최종적인 결과는 v=v+Δv 과 같으며, 마찬가지로 -v_max<v<v_max과 같은 제한값을 설정하였다. 이와 같은 제어 알고리즘을 사용함으로써, 실제 로봇에 대한 동역학이 제안된 방법의 인력과 척력의 힘으로 표현된 운동의 공식과 매우 유사하게 작용함으로써, 선행 로봇의 운동 상태의 변화에 대해서 적응가능하게 된다.

제안한 대형유지 알고리즘에 대한 결과를 확인하기 위해서 가상 로봇을 이용한 모의 실험을 수행하였다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 제안된 알고리즘의 평가를 위한 실제 동역학 상태가 고려된 모의 실험 환경도 이다.

도 4를 참조하면, 가상으로 구현된 네 대의 로봇을 나타내고 있으며, 중앙 제어 방법을 사용하여 각 로봇의 위치와 자세값을 이용하였다.

4 대의 이동로봇에 대해서 선두로봇을 기점으로 초기위치는 (1.5,0), (0,0.5), (-1.5,0), (0,-0.5)로 설정하였다. 대형변화의 순서는 종대형, 횡대형, 정사각형, 마름로형, 쐐기형태의 순서로 변화가 가능하며 대형 간의 거리 d _f 는 2.5로 고정하였다.

도 5는 정지 상태에서의 다수로봇의 대형 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 5를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 설정된 초기상태로부터 종대형으로 이동한 뒤 다시 횡대형으로 변화하는 과정을 나타내고 있다.

이 과정에서 선두로봇에 대한 위치 이동은 없으며, 후속로봇 3대에 대한 대형유지 및 이동을 나타낸다. 또한, 초기 설정 위치로부터 이동을 하기 위해서 서로의 로봇에 대한 장애물 회피도 가능하다는 것을 알 수 있다.

도 6은 이동상태에서의 다수로봇의 대형 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 6을 참조하면, 선두로봇의 이동과 동시에 대형변화가 생기는 과정에서 위치의 변화를 표현하고 있다. 설정된 초기 위치로부터 먼저 종대형이 완성되면 이동로봇이 이동을 하기 시작한다.

도 7은 이동상태에서의 다수로봇의 속도 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 7에서 일정한 속도값을 나타내고 있는 그래프가 선두로봇의 속도이며 초기 정지상태에서 가속구간을 지나 등속운동을 하고 있는 것을 나타낸다. 다른 로봇에 대해서 속도가 급변하는 구간은 대형의 변화가 일어나는 구간으로서 변화된 대형에 의한 극점과의 거리가 멀어짐으로써 큰 인력이 발생하게 된다. 따라서, 로봇의 속도도 그에 따라 매우 빠르게 증가하게 된다. 이와 같은 상황에서 인력에서 정의한 d _p 값이 증가하게 된다. 따라서, 극점에 대한 척력도 마찬가지로 증가하게 되어, 현재 로봇의 속도를 줄이기 위한 방향으로 가속도 값이 생성된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 후속 로봇들은 변화하는 극점에 대해서 신속한 추종이 가능해 진다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구 현될 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 로봇의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇은 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하기 위한 목표 지점을 결정하고, 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 목표 지점과의 관계식을 계산한 후, 상기 계산된 값에 따라 이동을 제어한다.

이때, 각 로봇의 목표 위치를 극점으로 정의하고, 상기 극점은 전하 성질의 기본 개념을 이용하여 양전하의 성질을 가지는 것으로 하고, 로봇은 음전하와 양전하의 성질을 계층적으로 갖는 것으로 정의함으로써, 상기 관계식은 인력과 척력으로 정의될 수 있다.

상기 로봇(110)의 하드웨어 구현은 센서(110), 프로세서(120), 저장장치(130)를 통하여 달성될 수 있다.

상기 센서(110)는 상기 선행 로봇, 다른 로봇 및 장애물을 탐지한다. 상기 프로세서(120)는 상기 관계식을 계산하며, 상기 저장장치(130)는 상기 관계식을 저장하며, 상기 프로세서(120)에 의해 계산된 값을 저장한다.

도 9는 본 발명에 따른 로봇 제어 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 로봇 제어 장치(200)는 다수의 로봇(100)들과 통신하면서, 상기 로봇들이 대형을 형성 및 유지할 수 있도록 제어한다.

이러한 상기 로봇 제어 장치(200)는 다수의 로봇들과 통신하는 통신 모 듈(210)과, 상기 관계식을 계산하는 프로세서(220)와, 저장장치(230)를 포함한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

도 1은 전하의 성질을 이용한 다수로봇의 제어 알고리즘에 대한 기본 개념도이다.

도 2는 로봇과 극점간의 인력 및 척력에 대한 정의를 나타난 개념도이다.

도 3은 다수로봇의 제어 및 대형 생성에 필요한 극점의 연결 구성도이다.

도 4는 제안된 알고리즘의 평가를 위한 실제 동역학 상태가 고려된 모의 실험 환경도 이다.

도 5는 정지 상태에서의 다수로봇의 대형 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 6은 이동상태에서의 다수로봇의 대형 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 7은 이동상태에서의 다수로봇의 속도 변화를 나타낸 모의 환경에서의 결과이다.

도 8은 본 발명에 따른 로봇의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 9는 본 발명에 따른 로봇 제어 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

Claims (8)

1. 다수의 로봇들과 소정의 대형 유지하면서 특정 로봇을 이동시키는 방법으로서,

   선행 로봇과 소정의 대형을 형성하기 위한 목표 지점을 결정하는 단계와;

   상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 목표 지점과의 관계식을 계산하는 단계와, 상기 관계식은 F_T = F_ap + F_rp + F_ro 이고, 상기 F_ap은 상기 목표 지점으로의 인력이고, 상기 F_rp는 상기 목표 지점으로부터의 척력이고, 상기 F_ro는 상기 다른 로봇 및 상기 장애물로부터의 척력으로 정의되고;

   상기 계산된 값에 따라 상기 특정 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 로봇의 대형 유지 및 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 목표 지점과의 인력은 상기 목표 지점과의 거리가 멀수록 크며, 거리가 가까울수록 작아지는 것을 특징으로 하는 다수 로봇의 대형 유지 및 제어 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 F_rp 및 상기 F_ro은

   

   이고,

   (k_r 은 상수이고, m은 질량이며, d_p 는 선행 로봇과의 속도차임)

   상기 F_ap은

   

   (상기 k_a 는 상수이고, dl은 상기 선행 로봇과의 거리차임)인 것을 특징으로 하는 다수 로봇의 대형 유지 및 제어 방법.
5. 다수의 로봇들과 소정의 대형 유지하면서 이동하는 로봇으로서,

   상기 다수의 로봇과 장애물을 탐지하는 센서와;

   상기 탐지된 다수의 로봇들과 소정의 대형을 유지하도록 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하기 위한 목표 지점을 결정하는 과정, 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 목표 지점과의 관계식을 계산하는 과정, 상기 계산된 값에 따라 상기 로봇의 이동을 제어하는 신호를 출력하는 과정을 수행하고,

   상기 관계식은 F_T = F_ap + F_rp + F_ro 이고, 상기 F_ap은 상기 목표 지점으로의 인력이고, 상기 F_rp는 상기 목표 지점으로부터의 척력이고, 상기 F_ro는 상기 다른 로봇 및 상기 장애물로부터의 척력으로 정의되는 것을 특징으로 하는 로봇.
6. 제5항에 있어서,

   상기 목표 지점과의 인력은 상기 목표 지점과의 거리가 멀수록 크며, 거리가 가까울수록 작아지는 것을 특징으로 하는 로봇.
7. 다수의 로봇들이 소정의 대형 유지하면서 이동하도록 제어하는 제어 장치로서,

   상기 다수의 로봇과 통신하는 통신 모듈과;

   상기 다수의 로봇들이 소정의 대형 유지하도록 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 다수의 로봇들이 선행 로봇과 소정의 대형을 형성하도록 각 목표 지점을 결정하는 과정, 상기 목표 지점으로의 이동 경로 중에 충돌가능한 다른 로봇 및 장애물을 고려하여, 인력과 척력으로 구성된 상기 각 목표 지점과의 관계식을 계산하는 과정, 상기 계산된 값에 따라 상기 다수의 로봇의 이동을 제어하는 신호를 출력하는 과정을 수행하고,

   상기 관계식은 F_T = F_ap + F_rp + F_ro 이고, 상기 F_ap은 상기 목표 지점으로의 인력이고, 상기 F_rp는 상기 목표 지점으로부터의 척력이고, 상기 F_ro는 상기 다른 로봇 및 상기 장애물로부터의 척력으로 정의되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 목표 지점과의 인력은 상기 목표 지점과의 거리가 멀수록 크며, 거리가 가까울수록 작아지는 것을 특징으로 하는 로봇.

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