KR101181258B1 - 무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 방법과 장치를 제공한다
본 명세서의 일 실시 예에 따른 무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 장치는 로봇의 이동을 제어하는 명령을 생성하는 원격 제어 명령 생성부, 상기 생성된 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 변환하는 네트워크 제어부, 상기 네트워크 제어부에서 변환한 무선 네트워크 통신 데이터를 로봇에 송신하고, 송신된 무선 네트워크 통신 데이터의 실행 결과를 로봇으로부터 수신하는 송수신부, 및 상기 원격 제어 명령 생성부 및 송수신부에 소정의 명령을 지시하거나 또는 결과를 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함한다.

Description

무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling movement of plural robots based on wireless network}

무선 네트워크에 기반하여 둘 이상의 로봇의 이동을 제어하는 방법 및 장치를 제공한다. 둘 이상의 로봇의 이동은 동시 제어가 필요하므로, 동시 제어에 필요한 네트워크 구성과 이를 구현한 장치를 제공한다.

다수의 이동하는 로봇을 제어하기 위해서는 동시에 또는 순차적으로 중앙 제어부에서 명령 또는 제어 신호를 송신하는 과정이 필요하다. 그러나, 이동하는 로봇의 특성상 시시각각 위치가 변화한다는 특성 때문에 동시 또는 순차성을 획득하기가 어려웠다. 한편, 로봇과 중앙 제어부에서 효율적으로 명령/제어 신호를 송신하기 위해서는 소정의 무선 네트워크에 기반하여야 하는데, 종래의 무선 네트워크는 무선 주파수 대역의 문제, 또는 통신 거리의 문제, 또는 로봇과 중앙 제어부 사이의 통신 정확성 등이 충족되지 않는 문제가 있어왔다. 따라서, 다수의 이동체에 대한 정확하고 효율적인 제어를 수행하는 방법 및 장치가 필요하다.

재난현장 복구와 같이 긴급하고 통신 인프라가 구축되지 않은 상황에서 WPAN과 같은 무선 네트워크 환경을 이용하여 다중 원격제어를 통해 이동체를 제어하고자 한다.

WPAN과 같은 근거리 무선 통신을 적용하여 다수의 이동체가 오토 스페이싱, 협동 위치 인식과 같은 작업을 실행할 수 있도록 한다.

또한, 홈네트워크 자동화 기기 등에도 적용이 가능한 원격 제어 이동체의 무선 통신 네트워크와 이를 이용한 이동체의 제어 장치를 구현하고자 한다.

전술한 과제를 달성하기 위해, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 장치는 로봇의 이동을 제어하는 명령을 생성하는 원격 제어 명령 생성부, 상기 생성된 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 변환하는 네트워크 제어부, 상기 네트워크 제어부에서 변환한 무선 네트워크 통신 데이터를 로봇에 송신하고, 송신된 무선 네트워크 통신 데이터의 실행 결과를 로봇으로부터 수신하는 송수신부, 및 상기 원격 제어 명령 생성부 및 송수신부에 소정의 명령을 지시하거나 또는 결과를 표시하는 사용자 인터페이스부를 포함한다.

본 명세서의 다른 실시 예에 따른 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 장치는 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 송수신부, 상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하는 네트워크 제어부, 상기 복호화한 무선 네트워크 통신 데이터에서 명령을 추출하는 명령 전처리부, 상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 이동 제어부를 포함한다.

본 명세서의 다른 실시 예에 따른 무선 네트워크에 기반하여 다수의 로봇의 이동을 제어하는 방법은 로봇의 이동을 제어하는 명령을 소정의 사용자 인터페이스를 이용하여 생성하는 단계, 상기 생성된 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 변환하는 단계, 및 상기 변환한 무선 네트워크 통신 데이터를 로봇에 송신하고, 송신된 무선 네트워크 통신 데이터의 실행 결과를 로봇으로부터 수신하는 단계를 포함하며, 상기 무선 네트워크 통신 데이터는 WPAN 무선 네트워크에 기반한 통신 데이터인 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 다른 실시 예에 따른 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 방법은 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 단계, 상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하여 명령을 추출하는 단계, 상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하며, 상기 무선 네트워크 통신 데이터는 WPAN 무선 네트워크에 기반한 통신 데이터인 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇 원격 제어 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 의한 이동체인 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 의한 다수의 로봇이 제어되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇이 오토 스페이싱 명령을 수신하여 실행하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇이 협동 위치 인식 명령을 수신하여 실행하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 의한 근거리 무선통신에 기반하여 원격 제어를 실시하는 과정을 보여주는 도면이다.

이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서의 로봇은 다음의 이동체를 모두 포함한다. 1) 스스로 주변 상황을 판단하여 이동하며, 외부로부터 소정의 이동과 관련된 명령어를 수신하는 이동체, 2) 오로지 외부의 명령 또는 제어 신호를 수신하여 이동을 진행하는 이동체는 모두 본 명세서의 로봇의 범위에 포함된다. 따라서, 로봇은 스스로 주변 상황을 판단하고 외부의 명령 또는 제어 신호를 수신하는 기능을 모두 제공할 수도 있으며, 외부의 상황을 판단하거나 외부로부터 명령을 수신하기 위한 기능과 이를 구현하는 모듈을 포함한다. 또한, 로봇은 이동체이므로 이동과 관련된 기능 및 모듈을 포함한다.

본 명세서에서의 중앙 제어부는 로봇 다수 또는 특정 로봇을 통해 명령 또는 제어 신호를 송신하는 장치 또는 장치의 일부 모듈을 포함한다.

본 명세서에서 무선 네트워크는 별도의 무선 통신망의 구축이 필요없는 WPAN(Wireless Personal Area Network, IEEE802.15.4a)와 같은 무선 네트워크를 중심으로 설명하고자 한다. WPAN을 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않으며, 별도의 무선 통신망을 구출할 필요 없는 무선 네트워크를 이용하여 로봇을 제어할 수 있도록 하는 기술을 포함한다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇 원격 제어 장치의 구성을 보여주는 도면이다.

본 명세서에서 명령은 이동체를 제어하기 위한 명령어 또는 명령어들의 집합을 포함한다. 이러한 명령은 하나의 방식의 이동을 명령할 수 있으며, 다수의 이동을 복합한 복합 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 방향으로의 이동을 명령할 수 있으며, 간격을 조정하거나 다수의 이동체들에 대한 동시 명령을 포함할 수 있다. 또한, 이동체의 이동을 지시하는 명령 뿐만 아니라, 이동체의 이동에 필요한 전단계의 작업을 지시할 수도 있다.

로봇 원격 제어 장치(100)는 독립적으로 존재할 수 있으며, 소정의 휴대 단말에 부속하여 구성되거나, 착탈식의 방식으로 결합할 수 있다. 로봇 원격 제어 장치(100)는 사용자로부터 소정의 명령을 수신하고, 현재 이동체들의 이동 상황 등을 모니터링을 위한 정보를 제공한다. 이러한 정보의 제공 또는 명령의 수신은 사용자 인터페이스부(110)를 통해 이루어진다. 이동체인 로봇을 원격으로 제어하는 원격 제어부(120)는 원격제어명령 생성부(122), MAC 제어부(124), WPAN 제어부(126)로 구성된다. 원격제어 명령 생성부(122)는 하나 또는 다수의 이동체에 이동과 관련된 명령을 생성한다. 이동과 관련된 명령의 예로 로봇들 간의 간격을 일정 거리로 유지하도록 하는 오토 스페이싱(Auto-Spacing) 기술이 포함될 수 있다. 또한, 이동체들을 특정 대형(formation)으로 배치하고자 할 때 이들의 이동 또는 거리를 제어하도록 하는 명령이 포함될 수 있다.

한편, 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 원격제어 명령 생성부(122)에서는 모든 로봇에게 명령을 송신하는 방법 대신, 특정 로봇에게 명령을 송신하고, 해당 로봇이 다른 로봇에게 명령을 송신하도록 할 수 있다. 상기 명령을 원격제어 명령 생성부(122)로부터 직접 수신하는 로봇을 마스터(master)라 하고, 상기 마스터 로봇으로부터 명령을 수신받는 로봇을 슬레이브(slave)라 한다.

원격제어 명령 생성부(122)에서 생성된 명령어는 MAC(Media Access Control) 제어부(124)에서 소정의 무선 신호로 전송될 수 있도록 MAC 패킷을 생성하고, 생성된 패킷은 WPAN 제어부(126)에서 WPAN 신호로 변환된다. 생성된 WPAN 신호는 송수신부(140)를 통해 로봇에게 송신된다. MAC 제어부(124)와 WPAN 제어부(126)는 하나의 모듈로 결합하여 기능을 제공할 수 있다. 한편 MAC 제어부(124)는 실시간 제어를 위한 RTOS(Real-Time Operating System)을 포함할 수 있다. 네크워크 제어부(128)는 MAC 제어부(124)와 WPAN 제어부(126)을 포함하며 하나의 모듈로 동작할 수 있다.

원격제어부(120)에서 소정의 명령을 WPAN 전송 단위로 생성한 신호를 송수신부(40)에서 로봇에게 송신한다. 또한, 로봇으로부터 명령을 수신한 후 처리 결과에 대한 응답을 수신할 수 있으며, 로봇이 송신하는 주변 상황에 대한 정보 또는 로봇의 상태 정보를 수신할 수 있다.

UI 제어부(130)는 원격 제어부(120)에 소정의 명령 사항을 전달하거나, 로봇으로부터 수신한 정보 또는 명령의 처리 결과 등을 사용자 인터페이스부(110)에서 나타낼 수 있도록 제어한다. 이를 위해, 원격제어부(120)와 송수신부(140)와 정보를 교환할 수 있다.

로봇 원격 제어장치(100)의 원격 제어부(120)가 명령을 생성하는 과정에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 오토 스페이싱 명령을 생성하여 로봇을 제어하는 과정을 살펴보면, 로봇 전체가 일정 거리를 유지하며 이동하도록 조작할 경우에는 로봇 중 하나를 마스터로, 그리고 나머지 로봇은 슬레이브가 되도록 설정할 수 있다. 로봇은 전체에 대한 제어 명령은 마스터에게 전송하고 마스터는 명령 수신 후 슬레이브 로봇 각각에게 일정거리를 유지하며 사용자가 명령한 방향으로 이동하도록 명령을 전송할 수 있다.

원격제어 명령 생성부(122)는 상기 마스터 로봇에게 송신할 오토 스페이싱 관련 명령을 생성할 수 있다. 이 경우, 마스터 로봇은 오토 스페이싱 관련 명령을 수신하고, 다른 슬레이브 로봇에게 오토 스페이싱 명령을 송신할 수 있다. 또한, 상기 마스터 로봇이 다른 이동체에게 전송할 수 있도록 이동체 전부에 대한 오토 스페이싱 명령을 생성하되, 이러한 명령은 마스터 로봇에게만 전송하고, 마스터 로봇이 수신한 오토 스페이싱 명령을 슬레이브 로봇에게 전달할 수 있다.

한편 협동 위치 인식 명령을 생성하여 로봇을 제어하는 과정을 살펴보면, 로봇 전체 또는 일부를 특정 대형(formation)으로 배치하고자 할 때 역시 이동체 중의 마스터 로봇에게만 명령이 전달되며 마스터 로봇은 슬레이브 로봇과의 방위각 및 거리를 계산, 슬레이브 로봇에게 이동할 방향과 거리를 알려 줄 수 있다. 또한, 원격제어 명령 생성부(122)에서 마스터 로봇에게 송신할 명령과 슬레이브 로봇의 이동에 대한 정보를 함께 생서하되 이러한 명령을 마스터 로봇에게만 전송하고, 마스터 로봇이 수신한 협동 위치 인식 명령을 슬레이브 로봇에게 전달할 수 있다.

또한, 원격제어 명령 생성부(122)는 어떤 로봇을 마스터 로봇으로 하고, 어떤 로봇을 슬레이브 로봇으로 할 것인지에 대한 정보 역시 생성하여 명령으로 송신할 수 있다.

이외에도 원격제어 명령 생성부(122)는 특정한 로봇에 대해 이동과 관련된 명령을 송신할 수 있다. 이동과 관련된 명령은 직접 이동을 지시하는 제어 명령이 될 수 있고, 이동을 위해 필요로 하는 정보의 전송을 지시하는 명령이 될 수 있다.

원격제어 명령 생성부(122)가 생성한 명령을 직접 수신하거나 혹은 마스터 로봇을 통해 수신할 경우, 로봇은 수신한 명령을 해석하여 수행한다. 또한, 수행한 결과를 로봇 원격 제어 장치(100) 또는 마스터 로봇에게 송신할 수 있다. 외부로부터 수신한 무선 신호를 처리하는 과정 역시 송수신부(140)에서 WPAN 제어부(126)으로 무선 신호가 전달되고 WPAN 제어부(126)에서 WPAN 패킷을 추출하여 MAC 제어부(124)에 제공하면 MAC 제어부(124)는 MAC 패킷을 추출하여 이를 원격 제어부(120)에서 해석하여 다시 원격제어 명령을 생성하거나 또는 UI제어부(130)를 통해 사용자 인터페이스부(110)에서 표시되도록 할 수 있다.

도 2는 본 명세서의 일 실시예에 의한 이동체인 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치이다.

로봇 제어 장치(200)는 크게 외부와 신호를 송수신하는 송수신부(230), 제어명령 처리부(220), 그리고 이동제어부(240)으로 구성된다. 제어명령 처리부(220)은 도 1의 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 수신하거나, 혹은 마스터 로봇으로부터 수신한 명령을 처리한다. 마스터 로봇이 명령을 송신하는 경우는 앞서 살펴본 바와 같이 로봇 원격 제어 장치(100)가 소정의 명령을 생성하여 이를 마스터 로봇에게만 송신하는 경우, 마스터 로봇이 별도로 명령을 생성하거나, 또는 로봇 원격 제어 장치(100)가 슬레이브 로봇에게 전달되도록 생성한 명령을 별도의 명령 생성 없이 슬레이브 로봇에게 전달할 수 있다.

송수신부(230)는 로봇 원격 제어 장치(100) 또는 다른 로봇과 무선 신호를 송수신한다. 수신한 신호는 제어명령 처리부(220)의 WPAN 제어부(226)에서 WPAN 패킷을 추출하여 MAC 제어부(224)로 제공한다. MAC 제어부(224)는 MAC 패킷을 추출하여 이를 명령 전처리부(222)에 제공하면, 명령 전처리부(222)는 명령을 해석하여 이를 이동 제어부(240)에 전달한다. 한편, 마스터 로봇인 경우, 슬레이브 로봇에 명령을 전달하거나, 혹은 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 수신한 명령어를 슬레이브 로봇에 적합하게 새로운 명령으로 생성하기 위해 명령 생성부(223)에서 새로운 명령을 생성하여 슬레이브 로봇에 송신할 수 있다. 새로운 명령은 MAC 제어부(224)를 통해 MAC 패킷으로 생성되고 WPAN제어부(226)을 통해 WPAN 무선 패킷으로 생성되어 송수신부(230)를 통해 다른 슬레이브 로봇으로 전송될 수 있다. 명령 생성부(223)는 모든 로봇에 구현될 필요는 없으며, 마스터 로봇으로 동작할 로봇에 필요하다. 한편, 마스터 로봇이 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 수신한 명령을 슬레이브 로봇에 그대로 전달하는 경우에는 별도의 명령을 생성하지 않으므로, 이러한 마스터 로봇 역시 명령 생성부(223)를 별도로 포함하지 않아도 된다.

한편 명령 전처리부(222)를 통해 해석된 명령은 이동 제어부(240)에서 로봇의 이동을 제어하는데 사용된다. 거리/위치 측정부(242)는 로봇이 다른 로봇, 장애물 또는 특정 지점과의 거리를 측정하며, 현재 위치를 측정한다. 거리/위치 측정부(242)에서 측정된 정보는 오토스페이싱부(244) 또는 협동 위치 인식부(246)에서도 사용되며, 반대로, 구동제어부(248)에서 로봇을 구동하는데 필요한 정보로 사용할 수 있다. 또한 거리/위치 측정부(242)는 구동 제어부(248)로부터 구동 과정에서 발생한 정보를 수신하여 거리 또는 위치를 측정할 수도 있다.

오토 스페이싱부(244)는 앞서 살펴본 바와 같이 도 1의 로봇 원격 제어장치(100) 또는 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 명령을 전달받은 마스터 로봇으로부터 수신한 오토 스페이싱 명령을 실행한다.

로봇(이동체) 전체에 대한 제어 명령은 마스터에게만 전송되며 마스터는 명령 수신 후 슬레이브 로봇 각각에게 일정거리를 유지하며 사용자가 명령한 방향으로 이동하도록 명령을 전송할 수 있다.

협동 위치 인식부(246)는 앞서 살펴본 바와 같이 도 1의 로봇 원격 제어장치(100) 또는 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 명령을 전달받은 마스터 로봇으로부터 수신한 협동 위치 인식 명령을 실행한다.

사용자가 로봇(이동체)을 특정 대형(formation)으로 배치하고자 할 때 역시 이동체 중의 마스터에게만 명령이 전달되며 슬레이브와의 방위각 및 거리를 계산, 슬레이브에게 이동할 방향과 거리를 알려주어 사용자 측에서 다수 이동체를 동시에 제어할 수 있다.

구동 제어부(248)는 수신한 명령을 실행하는데, 예를 들어, 전, 후진, 회전 등 로봇의 구동을 지시할 수 있다. 또한 거리/위치 측정부(242)를 통해 소정의 거리를 유지하도록 구동할 수 있다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 의한 다수의 로봇이 제어되는 과정을 보여주는 도면이다.

로봇 원격 제어 장치(100)에서 진행되는 과정(S310, S320, S330)과 로봇 제어 장치(200)에서 진행되는 과정(S340, S350, S360, S362, S364, S366, S370)의 과정으로 구성된다.

로봇 원격 제어 장치(100)의 사용자 인터페이스부(110)를 통해 명령이 입력된다(S310). 그리고 원격제어 명령 생성부(112)에서 원격 제어를 위한 명령을 생성한다(S320). 이후 MAC제어부(124), WPAN 제어부(126), 송수신부(140)를 통해 명령을 송신한다(S330). 이 과정은 도 1에서 자세히 살펴보았다.

한편, 로봇 제어 장치(200)는 송수신부(230), WPAN 제어부(226), MAC 제어부(224)를 통해 명령을 수신한다(S340). 로봇이 마스터인 경우 로봇 원격 제어 장치(100)로부터 명령을 수신하며, 로봇이 슬레이브인 경우, 마스터 로봇으로부터 명령을 수신한다.

수신한 명령은 명령 전처리부(222)에서 수신한 명령을 전처리하고(S350), 수신한 명령이 어떤 범주에 속하는지에 따라(S360), 해당 명령을 실행한다. 수신한 명령이 하나의 로봇을 단독으로 제어하는 경우, 수신한 명령에 따라 이동 또는 회전을 하도록 이동 제어부(240)를 제어한다(S362). 이는 해당 단독 제어를 받게 되는 로봇에서만 이루어진다. 한편, 다중 제어인 경우 다수의 로봇이 이동 또는 회전을 하도록 각각의 로봇이 이동 제어부(240)을 제어한다(S364). 각각의 로봇은 자신의 이동 제어부(240)를 가지고 있으므로, 수신한 명령에 따라 이동 제어부(240)에서 구동부(248)를 제어하도록 한다. 다중 제어의 예로, 오토 스페이싱 뿐만 아니라, 전체 또는 다수의 로봇을 특정 방향 또는 특정 위치로 이동시키도록 제어하는 경우를 포함한다. 또한 다수의 로봇을 각각 설정된 위치로 이동시키도록 제어하는 경우를 포함한다. 한편, 협동 위치 인식인 경우, 대형을 구성하도록 이동 제어부(240)를 제어할 수 있다(S366).

S362, S364, S366에서 하나 또는 다수의 로봇이 어떻게 이동할 것인지 정해지면, 이동 제어부(240)는 구동 제어부(248)를 제어하여 이동/회전 등 로봇을 구동시킨다(S370).

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇이 오토 스페이싱 명령을 수신하여 실행하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 4는 오토 스페이싱을 수행하기 위하여, 마스터와 슬레이브 모두에 적용되는 과정으로, 마스터 로봇인 경우에는 수신한 명령을 슬레이브에 전송하는 과정을 더 포함한다. 로봇 원격 제어 장치 또는 마스터 로봇으로부터 명령을 수신한다(S410). 수신한 명령을 해석하고(S420) 수신한 명령이 다중 제어인지 확인한다(S432). 수신한 명령이 다중 제어가 아닌 경우, 예를 들어 단독 제어인 경우에는 해당 명령을 실행하고(S450) 종료한다.

한편 다중 제어인 경우(S432), S434와 같이 마스터/슬레이브에 따라 명령을 수신하거나 실행하는 과정이 달라질 수 있다. 먼저 마스터인 경우, 슬레이브에 명령을 전송한다(S440). 전송에 실패할 경우, 다시 재전송을 시도한다. 전송이 성공하면 명령을 실행한다(S450). 다중 제어에서 마스터 로봇이 이동해야 하는 부분에 대해 이동을 실행하는 것을 포함한다. 보다 자세히 살펴볼 경우, 오토 스페이싱에서 마스터 로봇이 다른 로봇과의 오토 스페이싱을 실행할 수 있다.

한편, 슬레이브인 경우, 즉 S410에서 명령을 송신한 주체가 마스터 로봇인 경우, 마스터가 다수의 로봇들의 위치 정보를 기반으로 송신한 명령을 실행할 수 있다. 수신한 명령어가 정지 명령인지 확인한다(S460). 그리고 정지 명령인 경우 AS(오토 스페이싱) 플래그를 0으로 설정하고(S462), 정지 명령을 실행하고(S464) 종료한다. 한편, 정지 명령이 아닌 경우, AS 플래그를 1로 설정하고(S472), 마스터로부터 거리 정보를 수신한다(S474). 그리고 수신한 거리 정보가 오토 스페이싱에서 유지하도록 설정한 거리보다 큰 경우(S480) 해당 간격을 유지하기 위해 이동 명령을 실행한다(S484). 한편, 오토 스페이싱에서 유지하도록 설정한 거리보다 작은 경우 정지 명령을 실행한다(S482). S482, S484를 실행하고 타이머를 설정하여, 일정 시간 이후 다시 마스터로부터 명령을 수신하여 이동할 것인지 혹은 정지할 것인지를 확인할 수 있다.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇이 협동 위치 인식 명령을 수신하여 실행하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 5는 협동 위치 인식을 수행하기 위하여, 마스터와 슬레이브 모두에 적용되는 과정으로, 마스터 로봇인 경우에는 수신한 명령을 슬레이브에 전송하는 과정을 더 포함한다. 로봇 원격 제어 장치 또는 마스터 로봇으로부터 명령을 수신한다(S510). 수신한 명령을 해석하고(S520) 수신한 명령이 협동 위치 인식인지 확인한다(S532). 수신한 명령이 협동 위치 인식 명령이 아닌 경우, 예를 들어 단독 제어인 경우에는 해당 명령을 실행하기 위하여 종료한다. 만약 수신한 명령이 오토 스페이싱인 경우, 도 4의 과정을 진행할 수 있다.

협동 위치 인식을 수신한 로봇이 마스터인 경우(S534) 슬레이브에 명령을 전송한다(S540). 그리고 명령의 전송이 성공하였는지 확인하고(S542), 실패한 경우 재전송 과정을 진행한다. 그리고 전송이 성공 하면 협동 위치 인식 명령과 관련된 플래그인 CL(Cooperative Localization) 플래그를 1로 설정하고 슬레이브로부터 응답을 기다린다(S550). 수신 응답을 받은 경우(S555), 슬레이브에게 이동 명령을 전송한다(S560). 한편, 수신 응답을 받지 못한 경우, 응답 수신을 대기하게 된다.

한편, 슬레이브인 경우, S570~S586의 과정을 진행한다. 먼저 CL이 0인지 확인한다(S570). CL이 0이 아닌 경우, 협동 위치 인식에 의한 이동을 수행중이므로 종료하고 다음 명령을 수신하도록 한다. 한편 CL이 0인 경우, 협동 위치 인식을 시작하게 되므로 CL을 1로 설정한다. 그리고 마스터로부터 이동과 관련된 방향 정보를 수신하고(S574), 마스터러부터 이동과 관련된 범위 정보를 수신한다(S576). 이후 마스터에게 정보를 성공적으로 수신하였다는 응답을 송신한다(S578). 응답 송신의 성공 여부에 따라(S580) 응답을 재전송할 수 있다. 한편 응답 송신이 성공하면 CL을 2로 설정하고 이동 명령을 대기한다(S582). 마스터가 S560의 단계를 진행하면, 슬레이브는 이동 명령 수신을 하게 되며, 이동 명령의 수신이 성공하였는지 확인한다(S584). 그리고 이동 명령의 수신이 성공하면 CL을 0으로 설정하고 이동을 진행한다(S568). 한편 이동 명령의 수신이 실패하거나 수신되지 않은 경우 이동 명령의 수신을 위하여 대기할 수 있다.

도 6은 본 명세서의 일 실시예에 의한 근거리 무선통신에 기반하여 원격 제어를 실시하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 6의 610은 앞서 살펴본 로봇 원격 제어 장치이며, 630은 마스터 로봇 제어 장치, 650은 슬레이브 로봇 제어 장치이다. 각각의 구성에 대해서는 도 1, 2에서 설명한바 도 1, 2의 설명으로 대신하고자 한다. 한편, 마스터 로봇(630)에는 슬레이브 로봇(650)에게 전송하기 위한 명령 생성부(643)을 포함하고 있으나, 슬레이브 로봇(650)은 수신한 명령을 실행하면 되므로 별도의 명령 생성부를 포함하고 있지 않다.

로봇 원격 제어 장치(610)는 근거리 무선 통신을 통해 명령을 전달한다. 이때, 전달되는 명령은 마스터 로봇(630)으로 송신되며, 마스터 로봇(630)은 수신한 명령을 다시 재해석/재처리 하여 슬레이브 로봇(650)에 적합한 명령을 생성하여, 이를 근거리 무선 통신을 통해 슬레이브 로봇(650)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 오토 스페이싱, 협동 위치 인식 등을 수행하기 위하여 로봇들 간의 거리 또는 로봇의 위치를 측정할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 의한 로봇의 제어에 WPAN과 같이 사전에 구축된 무선 통신망이 필요없는 무선 네트워크를 적용할 경우, 설치의 편의, 그리고 긴급한 상황, 예를 들어 재난 현장에 로봇을 빠른 시간 내에 투입할 수 있다. 예를 들어 FM 주파수 대역을 사용하거나 무선랜을 사용할 경우에는 대역폭의 인가, TCP/IP의 설치가 선행되어야 하는 문제가 있다. 또한, 마스터, 슬레이브 간의 통신이 가능하므로, 이동체 간 위치인식을 위한 별도의 장치나 복잡한 연산이 불필요하며, 사용자 인터페이스의 인터페이스의 변경 없이 이동체(로봇)의 명령과 사용자인터페이스 명령을 서로 연결하여 정의해주면 이동체의 하드웨어적인 특성에서 독립적으로 동작이 가능하다. 특히, 사용자는 마스터 로봇과 같은 하나의 이동체를 조작하여 다수의 로봇인 이동체들을 동시에 제어하여 이동시키거나 대형을 구성하도록 제어할 수 있으므로 통신 구성과 이동의 제어 및 조작이 편리해질 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스부를 통해 다수의 로봇의 이동을 확인할 수 있으므로, 로봇들의 이동에 대한 정보를 한번에 확인할 수 있다. 또한, 마스터-슬레이브간의 거리를 측정할 수 있으므로 별도의 GPS와 같은 장비 없이도 위치/이동을 제어할 수 있다. 또한, 마스터 로봇을 통해 슬레이브 로봇의 정보를 확인할 수 있으므로, 영상처리 등은 부가적으로 설치할 수 있으나, 본 명세서의 로봇의 구현시 영상 처리 능력을 모든 로봇에 구축할 필요가 없다. 로봇의 이동 거리 등을 측정하여 위치를 계산하는 오도메트리(odometry)는 본 명세서의 로봇에 부가적으로 설치할 수 있으며, 이는 로봇의 위치를 측정하는 과정에서 사용될 수 있는데, 예를 들어, 마스터-슬레이브 간의 위치/방향/이동에 대한 정보를 교환하는 과정에서 부차적으로 사용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 슬레이브 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 송수신부;
   상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하는 네트워크 제어부;
   상기 복호화한 무선 네트워크 통신 데이터에서 명령을 추출하는 명령 전처리부;
   상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 이동 제어부를 포함하며,
   상기 명령이 오토 스페이싱인 경우,
   상기 송수신부는 마스터 로봇으로부터 거리 정보를 수신하며;
   상기 수신한 거리 정보가 오토 스페이싱 설정 보다 큰 경우 상기 이동 제어부는 이동 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 명령이 협동 위치 인식인 경우,
   상기 송수신부는 마스터 로봇으로부터 방향 정보 및 범위 정보를 수신하고, 상기 마스터 로봇에게 상기 수신한 정보에 대한 응답을 송신한 후, 이동 명령을 수신하며;
   상기 이동 제어부는 상기 수신한 이동 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 장치.
   
7. 마스터 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 송수신부;
   상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하는 네트워크 제어부;
   상기 복호화한 무선 네트워크 통신 데이터에서 명령을 추출하는 명령 전처리부;
   상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 이동 제어부, 및
   상기 수신한 명령에 기반하여 슬레이브 로봇에 전송할 명령을 생성하는 명령 생성부를 포함하며,
   상기 명령이 오토 스페이싱인 경우,
   상기 송수신부는 슬레이브 로봇에게 거리 정보를 송신하며;
   상기 이동 제어부는 상기 수신한 오토 스페이싱에 따라 이동 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 명령이 협동 위치 인식인 경우,
   상기 송수신부는 슬레이브 로봇에게 방향 정보 및 범위 정보를 송신하고, 상기 슬레이브 로봇으로부터 상기 송신한 정보에 대한 응답을 수신하며,
   상기 이동 제어부는 상기 협동 위치 이동 명령을 실행하는 것을 특징으로 하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 슬레이브 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 단계;
    상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하여 명령을 추출하는 단계;
    상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 명령이 오토 스페이싱인 경우,
    마스터 로봇으로부터 거리 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 거리 정보가 오토 스페이싱 설정 거리 보다 큰 경우 상기 이동 명령을 실행하는 단계를 더 포함하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 방법.
    
13. 제 12항에 있어서,
    상기 명령이 협동 위치 인식인 경우,
    마스터 로봇으로부터 방향 정보 및 범위 정보를 수신하고, 상기 마스터 로봇에게 상기 수신한 정보에 대한 응답을 송신하는 단계;
    상기 마스터 로봇으로부터 이동 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 이동 명령을 실행하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 방법.
    
14. 마스터 로봇의 이동을 제어하는 명령을 무선 네트워크 통신 데이터로 수신하는 단계;
    상기 수신한 무선 네트워크 통신 데이터를 복호화하여 명령을 추출하는 단계;
    상기 추출한 명령에 따라 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 명령이 오토 스페이싱인 경우,
    슬레이브 로봇에게 거리 정보를 생성하여 송신하는 단계;
    상기 수신한 오토 스페이싱에 따라 이동 명령을 실행하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 방법.
    
15. 제 14에 있어서,
    상기 명령이 협동 위치 인식인 경우,
    슬레이브 로봇에게 방향 정보 및 범위 정보를 송신하고, 상기 슬레이브 로봇으로부터 상기 송신한 정보에 대한 응답을 수신하는 단계;
    상기 협동 위치 이동 명령을 실행하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크에 기반하여 이동하는 방법.

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