KR101234522B1 - Gondola robot and Method for estimating position thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곤돌라 로봇 및 그의 위치 추정 방법에 관한 것으로, 곤돌라 로봇에 설치된 광센서를 구비한 관리용 로봇암의 이동 메커니즘 분석을 통하여 곤돌라 로봇의 위치를 추정하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 곤돌라 로봇은 로봇 본체에 연결된 관리용 로봇암의 관리툴에 설치된 광센서를 이용하여 관리툴이 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 유지한다. 곤돌라 로봇은 관리툴의 이동 명령에 따라 이동한 관리툴의 이동 위치를 광센서로 측정한 센서값을 이용하여 산출한다. 그리고 곤돌라 로봇은 관리툴의 이동 위치와, 관리용 로봇암의 이동 정보를 기반으로 로봇 본체의 이동 위치를 추정한다. 이때 로봇 본체의 이동 위치를 추정할 때, 관리툴의 이동 위치와 관리용 로봇암의 이동 정보를 역키네마틱스(inverse kinematics)로 풀어서 로봇 본체의 초기 위치에 대한 로봇 본체의 이동 위치를 추정할 수 있다.The present invention relates to a gondola robot and a method for estimating the position thereof, to estimate the position of the gondola robot through the analysis of the movement mechanism of the robot arm for management provided with an optical sensor installed in the gondola robot. According to the present invention, the gondola robot maintains the management tool at a predetermined distance from the outer wall of the building by using an optical sensor installed in the management tool of the management robot arm connected to the robot body. The gondola robot calculates the movement position of the management tool moved according to the movement command of the management tool using the sensor value measured by the optical sensor. The gondola robot estimates the movement position of the robot body based on the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm. At this time, when estimating the movement position of the robot body, the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm can be solved by inverse kinematics to estimate the movement position of the robot body relative to the initial position of the robot body. have.

Description

곤돌라 로봇 및 그의 위치 추정 방법{Gondola robot and Method for estimating position thereof}Gondola robot and method for estimating position

본 발명은 외벽 유지 관리용 지능형 로봇 시스템 및 그의 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곤돌라 로봇에 설치된 광센서를 구비한 관리용 로봇암의 이동 메커니즘 분석을 통하여 곤돌라 로봇의 위치를 추정하는 곤돌라 로봇 및 그의 위치 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent robot system for external wall maintenance and its operation method, and more particularly, a gondola robot for estimating the position of a gondola robot through analysis of a moving mechanism of a management robot arm having an optical sensor installed in the gondola robot. And a location estimation method thereof.

산업의 발전에 따라 도시화가 급속히 진행되면서, 도심지에는 규모가 큰 다양한 건물들이 들어서고 있다. 또한 도시화에 따라 부수적으로 환경 오염 문제도 증가하고 있는 추세이다.As urbanization proceeds rapidly with the development of industry, various buildings of large scale are entering the center of the city. In addition, with urbanization, the problem of environmental pollution is also increasing.

이러한 이유로 외부 환경에 노출된 건물의 외벽은 먼지, 비, 매연 등에 의해 쉽게 오염되기 때문에, 주기적으로 청소할 필요가 있다. 이러한 건물의 외벽 청소는 청소부가 줄이나 곤돌라를 타고 건물의 꼭대기에서 아래로 내려오면서 수작업으로 수행하게 되는데, 청소 중 청소부의 낙상과 같은 안전 사고의 발생 위험을 항상 안고 있다.For this reason, the exterior walls of buildings exposed to the external environment are easily contaminated by dust, rain, smoke, etc., and therefore need to be cleaned periodically. The cleaning of the exterior walls of these buildings is performed manually by the janitor descending from the top of the building by rope or gondola, and there is always a risk of a safety accident such as a fall of the janitor during the cleaning.

이러한 문제점을 해소하기 위해서, 청소부의 역할을 대신할 다양한 종류의 건물의 외벽 유지 관리용 지능형 로봇 시스템이 소개되고 있다. 종래에 소개되고 있는 대부분의 외벽 유지 관리용 지능형 로봇은 외벽에 부착되어 이동하면서 건물의 외벽에 대한 청소를 수행하기 때문에, 청소 면적이 비교적 적은 문제점을 안고 있다.In order to solve this problem, an intelligent robot system for maintaining the exterior wall of various kinds of buildings to replace the role of the cleaner has been introduced. Most intelligent robots for exterior wall maintenance introduced in the related art have a problem that the cleaning area is relatively small because the exterior robot of the building is cleaned while being attached to the exterior wall and moving.

또한 외벽 유지 관리용 지능형 로봇은 구동부와 외벽 유지 관리를 위한 관리부를 함께 구비하기 때문에, 무거워 움직임이 둔하고, 이로 인해 외벽의 유지 관리에 상당히 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다.In addition, since the intelligent robot for external wall maintenance is provided with a driving unit and a management unit for external wall maintenance, the robot is heavy and has a slow motion, which causes a considerable time for maintenance of the external wall.

이러한 기존의 외벽 유지 관리용 지능형 로봇이 갖는 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명의 목적은 건물의 외벽을 좀 더 신속하게 청소 또는 도색할 수 있는 곤돌라 유형의 곤돌라 로봇을 제공하기 위한 것이다.In order to solve the problem of the existing intelligent robot for exterior wall maintenance, an object of the present invention is to provide a gondola type gondola robot that can clean or paint the exterior wall of the building more quickly.

본 발명의 다른 목적은 곤돌라 로봇에 설치된 광센서를 구비한 관리용 로봇암의 이동 메커니즘 분석을 통하여 곤돌라 로봇의 위치를 정확히 추정할 수 있는 곤돌라 로봇 및 그의 위치 추정 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a gondola robot and its position estimating method capable of accurately estimating the position of the gondola robot through analysis of the moving mechanism of the management robot arm provided with the optical sensor installed in the gondola robot.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 곤돌라 로봇은 로봇 본체에 연결된 관리용 로봇암의 관리툴에 설치된 광센서를 이용하여 상기 관리툴이 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 유지하는 유지 단계, 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 명령에 따라 이동한 상기 관리툴의 이동 위치를 상기 광센서로 측정한 센서값을 이용하여 산출하는 산출 단계, 및 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 기반으로 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정하는 추정 단계를 포함하는 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a gondola robot using a light sensor installed in the management tool of the management robot arm connected to the robot body to maintain the management tool to have a certain distance from the outer wall of the building, the gondola A calculating step of calculating, by the robot, a moving position of the management tool moved according to a moving command of the management tool by using a sensor value measured by the optical sensor; and the gondola robot is configured to move the management tool and the management position. It provides a method for estimating the position of the gondola robot including an estimating step of estimating the movement position of the robot body based on the movement information of the dragon robot arm.

본 발명에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 있어서, 상기 유지 단계는 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리용 로봇암의 관리툴을 상기 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 이동시킨 이후에 상기 관리툴의 위치를 정지시키는 단계, 및 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 정지 위치를 기반으로 상기 관리용 로봇암의 정보를 이용한 역키네마틱스(inverse kinematics)를 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of estimating the position of the gondola robot according to the present invention, in the maintaining step, the gondola robot stops the position of the management tool after moving the management tool of the management robot arm at a predetermined distance from the outer wall of the building. And the gondola robot may calculate an initial position of the robot body by solving inverse kinematics using information of the robot arm for management based on the stop position of the management tool. .

본 발명에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 있어서, 상기 관리용 로봇암은 일단이 상기 로봇 본체에 연결되어 있으며 복수의 관절을 갖는 암부, 상기 암부의 타단에 설치되어 건물의 외벽에 대한 관리를 수행하며 상기 관리툴, 및 상기 건물의 외벽을 향하게 상기 관리툴에 설치된 상기 광센서를 포함할 수 있다. 이때 상기 관리용 로봇암의 정보와 이동 정보는 상기 암부의 길이와, 상기 복수의 관절의 각도를 포함할 수 있다.In the method for estimating the position of a gondola robot according to the present invention, the management robot arm has one end connected to the robot body and installed at an arm part having a plurality of joints and the other end of the arm part to manage the outer wall of the building. And the optical sensor installed in the management tool and the management tool facing the outer wall of the building. At this time, the information and the movement information of the robot arm for management may include the length of the arm portion and the angle of the plurality of joints.

본 발명에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 있어서, 상기 산출 단계에서 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동에 따른 상기 광센서의 측정값과, 상기 관리툴의 이동 명령값을 칼만 필터(kalman filter) 또는 파티클 필터(particle filter)로 필터링하여 상기 관리툴의 이동 위치를 산출할 수 있다.In the method of estimating the position of the gondola robot according to the present invention, in the calculating step, the gondola robot calculates a measured value of the optical sensor according to the movement of the management tool and a moving command value of the management tool. Alternatively, the moving position of the management tool may be calculated by filtering by a particle filter.

본 발명에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 있어서, 상기 광센서의 측정값은 상기 관리툴과 상기 건물의 외벽 간의 간격과, 상기 관리툴의 정지한 위치를 기준으로 한 상하좌우 이동 거리를 포함할 수 있다.In the method for estimating the position of the gondola robot according to the present invention, the measured value of the optical sensor may include a distance between the management tool and the outer wall of the building, and a vertical moving distance based on the stationary position of the management tool. Can be.

본 발명에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 있어서, 상기 추정 단계에서 상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 역키네마틱스로 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치에 대한 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정할 수 있다.In the method for estimating the position of the gondola robot according to the present invention, in the estimating step, the gondola robot solves the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm by inverse kinematics to the initial position of the robot body. The movement position of the robot body can be estimated.

본 발명은 또한, 로봇 본체, 관리용 로봇암 및 제어부를 포함하는 곤돌라 로봇을 제공한다. 상기 로봇 본체는 건물에 설치되는 로프 카트의 로프에 연결되어 이동한다. 상기 관리용 로봇암은 상기 로봇 본체에 연결되며 상기 건물의 외벽에 대한 관리를 수행하는 관리툴과, 상기 건물의 외벽을 향하게 상기 관리툴에 설치된 광센서를 구비한다. 그리고 상기 제어부는 상기 광센서를 이용하여 상기 관리툴이 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 유지한 상태에서, 상기 관리툴의 이동 명령에 따라 이동한 상기 관리툴의 이동 위치를 상기 광센서로 측정한 센서값을 이용하여 산출하고, 상기 관리툴의 이동 위치와 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 기반으로 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정한다.The present invention also provides a gondola robot including a robot body, a management robot arm, and a controller. The robot body is connected to the rope of the rope cart installed in the building to move. The management robot arm is connected to the robot body and includes a management tool for managing the outer wall of the building, and an optical sensor installed in the management tool facing the outer wall of the building. The control unit measures the movement position of the management tool moved according to the movement command of the management tool with the optical sensor while maintaining the management tool at a predetermined distance from the outer wall of the building using the optical sensor. It calculates using the sensor value, and estimates the movement position of the robot body based on the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm.

그리고 본 발명에 따른 곤돌라 로봇에 있어서, 상기 제어부는 상기 관리툴의 이동에 따른 상기 광센서의 측정값과, 상기 관리툴의 이동 명령값을 칼만 필터 또는 파티클 필터로 필터링하여 상기 관리툴의 이동 위치를 산출할 수 있다. 또한 상기 제어부는 상기 관리용 로봇암의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 역키네마틱스로 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치에 대한 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정할 수 있다.In the gondola robot according to the present invention, the control unit filters the measurement value of the optical sensor according to the movement of the management tool and the movement command value of the management tool by using a Kalman filter or a particle filter to move the management tool. Can be calculated. The controller may estimate the movement position of the robot body relative to the initial position of the robot body by solving the movement position of the robot arm for management and the movement information of the management robot arm with reverse kinematics.

본 발명에 따르면, 곤돌라 로봇은 관리용 로봇암에 설치된 광센서를 이용하여 획득한 관리툴의 이동 위치와, 관리용 로봇암의 이동 정보로부터 곤돌라 로봇의 현재 위치를 추정할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 곤돌라 로봇은 곤돌라 로봇의 위치를 추정하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않더라도, 곤돌라 로봇에 구비된 광센서를 갖는 관리용 로봇암의 이동 메커니즘에 대한 분석을 통하여 곤돌라 로봇의 현재 위치를 추정할 수 있다.According to the present invention, the gondola robot can estimate the current position of the gondola robot from the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm obtained using the optical sensor installed in the management robot arm. That is, although the gondola robot according to the present invention does not have a separate device for estimating the position of the gondola robot, the current position of the gondola robot through analysis of the moving mechanism of the management robot arm having an optical sensor provided in the gondola robot Can be estimated.

이와 같이 곤돌라 로봇의 현재 위치를 정확히 추정함으로써, 곤돌라 로봇의 외벽 유지 관리 효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대 관리용 로봇암으로 청소용 로봇암을 이용하여 건물의 외벽에 대한 청소를 수행할 때 발생되는 곤돌라 로봇의 이동에 따른 곤돌라 로봇의 위치를 파악하지 못하는 경우, 청소한 곳을 다시 청소하거나 청소하지 않는 영역이 발생될 수 있다. 하지만 본 발명에서와 같이 곤돌라 로봇의 이동에 따른 현재 위치를 추정하여 파악함으로써, 청소한 곳을 다시 청소하거나 청소하지 않는 영역이 발생되는 것을 억제할 수 있다.In this way, by accurately estimating the current position of the gondola robot, it is possible to improve the exterior wall maintenance efficiency of the gondola robot. For example, if the location of the gondola robot due to the movement of the gondola robot generated when cleaning the exterior wall of the building using the cleaning robot arm as the management robot arm is not cleaned or cleaned again Areas may be generated. However, by estimating and grasping the current position according to the movement of the gondola robot as in the present invention, it is possible to suppress the occurrence of an area that is not cleaned or cleaned again.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곤돌라 로봇 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 곤돌라 로봇의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 곤돌라 로봇이 초기 위치에서 위치가 변동된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 따른 흐름도이다.1 is a view showing a gondola robot system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the gondola robot of FIG. 1.
3 is a view illustrating a state in which the gondola robot of FIG. 1 is changed in an initial position.
4 is a flowchart illustrating a method for estimating a position of a gondola robot according to an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

또한 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Also, the terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor is not limited to the concept of terms in order to describe his invention in the best way. It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be properly defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely one preferred embodiment of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곤돌라 로봇 시스템을 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 곤돌라 로봇의 구성을 보여주는 블록도이다. 그리고 도 3은 도 1의 곤돌라 로봇이 초기 위치에서 위치가 변동된 상태를 보여주는 도면이다. 한편 도 3에서는 로봇 본체(21) 및 관리용 로봇암(25)의 위치 변동을 도시하기 위해서, 흡착용 로봇암(23)의 도시를 생략하였다. 또한 도 3에서 실선으로 초기 위치(O1)에서의 로봇 본체(21) 및 관리용 로봇암(25)을 도시하였다고, 점선으로 이동 위치(O2)에서의 로봇 본체(21a) 및 관리용 로봇암(25a)을 도시하였다.1 is a view showing a gondola robot system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the gondola robot of FIG. 1. 3 is a view illustrating a state in which the gondola robot of FIG. 1 is changed in its initial position. In addition, in FIG. 3, illustration of the adsorption robot arm 23 is abbreviate | omitted in order to show the positional variation of the robot main body 21 and the management robot arm 25. In FIG. In addition, a solid line in Figure 3 the initial position (O 1) of the robot main body 21 and the hayeotdago administration shows a robot arm (25), moved to the dotted line position (O 2) of the robot arm (21a) and management robot in Arm 25a is shown.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 곤돌라 로봇 시스템(100)은 로프(18)를 매개로 연결된 로프 카트(10)와 곤돌라 로봇(20)을 포함한다. 로프 카트(10)는 건물(80)의 옥상(81)에 고정 설치되며, 로프(18)의 길이 가감을 통하여 곤돌라 로봇(20)의 위치를 조정한다. 그리고 곤돌라 로봇(20)은 로프(18)의 말단에 연결되어 건물(80)의 외벽(83)에 대한 유지 관리를 수행한다. 이때 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇암(25)을 이용하여 건물(80)의 외벽(83)에 대한 유지 관리를 수행한다. 또한 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇암(25)의 위치 변화를 감지하여 곤돌라 로봇(20)의 위치 추정을 수행한다. 한편 곤돌라 로봇(20)은 흡착용 로봇암(23)을 이용하여 건물(80)의 외벽(83)에 고정된 상태에서 관리용 로봇암(25)을 이용한 건물(80)의 외벽(83)에 대한 유지 관리를 수행할 수도 있다.1 to 3, the gondola robot system 100 according to the embodiment of the present invention includes a rope cart 10 and a gondola robot 20 connected through a rope 18. The rope cart 10 is fixedly installed on the roof 81 of the building 80, and adjusts the position of the gondola robot 20 through the length of the rope 18. And the gondola robot 20 is connected to the end of the rope 18 to perform maintenance on the outer wall 83 of the building (80). At this time, the gondola robot 20 performs maintenance on the outer wall 83 of the building 80 using the management robot arm 25. In addition, the gondola robot 20 detects a change in the position of the robot arm 25 for management to estimate the position of the gondola robot 20. On the other hand, the gondola robot 20 is fixed to the outer wall 83 of the building 80 using the adsorption robot arm 23 to the outer wall 83 of the building 80 using the management robot arm 25. You can also perform maintenance.

여기서 로프 카트(10)는 카트 본체(12), 윈치(14), 로프(18) 및 송수신부(19)를 포함할 수 있다. 송수신부(19)는 카트 본체(12)에 설치되는 곤돌라 로봇(20)의 통신부(24)와 통신을 수행한다. 카트 본체(12)는 건물(80)의 옥상(81)의 고정 설치되며, 송수신부(19)를 통한 곤돌라 로봇(20)의 요청에 따라 로프(18)의 길이 가감을 수행한다. 윈치(14)는 윈치 지지대(16)를 매개로 카트 본체(12)에서 이격되어 건물(80)의 외벽(83) 아래를 향하게 설치된다. 로프(18)는 카트 본체(12)와 곤돌라 로봇(20)을 연결하며, 윈치(14)에 의해 지지된다. 이때 카트 본체(12)는 로프(18)를 감거나 풀 수 있는 롤과, 롤에 회전력을 제공하는 모터를 구비하며, 곤돌라 로봇(20)과의 통신을 통하여 로프(18)의 길이 가감을 수행한다.The rope cart 10 may include a cart body 12, a winch 14, a rope 18, and a transceiver 19. The transceiver 19 communicates with the communication unit 24 of the gondola robot 20 installed in the cart body 12. The cart body 12 is fixedly installed on the rooftop 81 of the building 80, and performs length reduction of the rope 18 at the request of the gondola robot 20 through the transceiver 19. The winch 14 is spaced apart from the cart body 12 via the winch support 16 and installed below the outer wall 83 of the building 80. The rope 18 connects the cart body 12 and the gondola robot 20 and is supported by the winch 14. At this time, the cart body 12 has a roll for winding or unwinding the rope 18, and a motor for providing a rotational force to the roll, and performs the length of the rope 18 through the communication with the gondola robot 20 do.

그리고 곤돌라 로봇(20)은 흡착용 로봇암(23)을 이용하여 건물(80)의 외벽(83)에 고정된 상태에서 관리용 로봇암(25)을 이용하여 건물(80)의 외벽(83)에 대한 유지 관리를 수행할 때, 바람과 같은 외부의 환경적인 요인이나 관리용 로봇암(25)이 구동하는 과정에서 발생되는 진동에 의해 곤돌라 로봇(20)의 위치에 변동이 발생될 수 있다. 이때 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇암(25)에 말단에 설치된 관리툴(43)의 이동 위치와, 관리용 로봇암(25)의 이동 정보를 기반으로 곤돌라 로봇(20)의 이동 위치(O2)를 추정한다.In addition, the gondola robot 20 is fixed to the outer wall 83 of the building 80 using the adsorption robot arm 23, and the outer wall 83 of the building 80 using the management robot arm 25. When performing the maintenance on, the fluctuation may occur in the position of the gondola robot 20 by an external environmental factor such as wind or vibration generated in the process of driving the robot robot 25 for management. At this time, the gondola robot 20 moves based on the moving position of the management tool 43 installed at the distal end of the managing robot arm 25 and the moving information of the managing robot arm 25 ( O 2 ) is estimated.

이와 같은 본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.When described in detail with respect to the gondola robot 20 according to this embodiment as follows.

본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)은 로봇 본체(21), 관리용 로봇암(25) 및 제어부(28)를 포함하며, 흡착용 로봇암(23), 통신부(24) 및 저장부(26)를 더 포함할 수 있다.The gondola robot 20 according to the present embodiment includes a robot body 21, a management robot arm 25, and a controller 28, and a suction robot arm 23, a communication unit 24, and a storage unit 26. ) May be further included.

로봇 본체(21)는 건물(80)에 설치되는 로프 카트(10)의 로프(18)에 연결되어 이동한다. 로봇 본체(21)의 상부에는 로프(18)가 연결되어 고정될 수 있는 고정대(27)가 설치되어 있다. 고정대(27)는 로봇 본체(21)의 상부의 양쪽에 설치된 예를 개시하였지만, 로봇 본체(21)의 상부의 중심에 하나만 설치될 수도 있고, 상부에 2개 이상이 설치될 수도 있다. 이때 로봇 본체(21)는 통신부(24), 저장부(26) 및 제어부(28)를 내장할 수 있다. 통신부(24), 저장부(26) 및 제어부(28)는 인쇄회로기판에 실장된 형태로 로봇 본체(21)에 내장될 수 있다. 또한 통신부(24)의 경우 로봇 본체(21)의 외부에 노출되는 형태로 로봇 본체(21)에 설치될 수도 있다.The robot body 21 is connected to the rope 18 of the rope cart 10 installed in the building 80 to move. The upper portion of the robot body 21 is provided with a fixed base 27 to which the rope 18 is connected and fixed. The example of the fixing stand 27 is installed on both sides of the upper portion of the robot body 21, but only one may be installed at the center of the upper portion of the robot body 21, two or more may be provided at the upper portion. In this case, the robot body 21 may have a communication unit 24, a storage unit 26, and a control unit 28. The communication unit 24, the storage unit 26, and the control unit 28 may be embedded in the robot body 21 in a form mounted on a printed circuit board. In addition, the communication unit 24 may be installed in the robot body 21 in a form exposed to the outside of the robot body 21.

또한 로봇 본체(21)는 관리용 로봇암(25)으로 관리 물질을 공급할 수 있는 관리 물질 공급부(29)를 포함할 수 있다. 이때 관리 물질 공급부(29)는 관리 물질을 저장하거나, 외부로부터 관리 물질을 공급받아 관리용 로봇암(25)으로 전달할 수 있다. 관리 물질은 건물(80)의 외벽(83) 청소에 필요한 세척제와, 도색에 필요한 도료 등을 포함할 수 있다.In addition, the robot body 21 may include a management material supply unit 29 capable of supplying a management material to the management robot arm 25. At this time, the management material supply unit 29 may store the management material or receive the management material from the outside and deliver the management material to the management robot arm 25. The management material may include a cleaning agent for cleaning the outer wall 83 of the building 80, a paint for painting, and the like.

통신부(24)는 제어부(28)의 제어에 따라 로프 카트(10)의 송수신부(19)와 통신을 수행한다. 통신부(24)는 로봇 본체(21)의 상하 이동 및 고정된 상태에서의 위치 제어에 필요한 로프(18)의 길이 가감을 요청하는 정보를 로프 카트(10)의 송수신부(19)로 전송한다. 통신부(24)는 관리자의 원격 제어기와 통신을 수행하며, 원격 제어기로부터 관리자의 원격 제어 신호를 수신하여 제어부(28)로 전달할 수 있다. 관리자의 원격 제어 신호는 곤돌라 로봇(20)의 시동 신호 및 종료 신호를 비롯하여, 곤돌라 로봇(20)의 원격 제어에 필요한 다양한 제어 신호를 포함할 수 있다. 이때 통신부(24)는 통신망을 통하여 로프 카트(10)의 송수신부(19)와 통신할 수 있다. 예컨대 통신망으로는 유선통신망, 이동통신망, WiBro(Wireless Broadband)망, HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)망, 위성통신망, 근거리통신망 중에 하나일 수 있다. 통신망으로는 근거리통신망을 사용하는 것이 바람직하며, 근거리통신망으로는 블루투스, 적외선, 지그비, UWB, NFC 또는 와이파이(wifi) 등이 사용될 수 있다.The communicator 24 communicates with the transceiver 19 of the rope cart 10 under the control of the controller 28. The communication unit 24 transmits information for requesting the length of the rope 18 required for the vertical movement of the robot body 21 and the position control in the fixed state to the transceiver 19 of the rope cart 10. The communication unit 24 communicates with the remote controller of the manager, and may receive the remote control signal of the manager from the remote controller and transmit the signal to the controller 28. The remote control signal of the manager may include various control signals required for remote control of the gondola robot 20, including a start signal and an end signal of the gondola robot 20. At this time, the communication unit 24 may communicate with the transceiver 19 of the rope cart 10 through a communication network. For example, the communication network may be one of a wired communication network, a mobile communication network, a WiBro (Wireless Broadband) network, a high-speed downlink packet access (HSDPA) network, a satellite communication network, and a local area network. It is preferable to use a local area network, and the local area network may be Bluetooth, infrared, Zigbee, UWB, NFC, or Wi-Fi.

저장부(26)는 곤돌라 로봇(20)의 동작 제어시 필요한 프로그램과, 그 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하고 있다. 저장부(26)는 원격 제어기의 원격 제어 신호에 따른 기능을 수행하기 위한 실행 프로그램을 저장한다. 저장부(26)는 관리용 로봇암(25)이 이동에 따라 발생될 수 있는 로봇 본체(21)의 이동에 따른 이동 위치(O2)의 추정에 필요한 실행프로그램을 저장한다. 위치 추정에 필요한 실행프로그램은 역키네마틱스(inverse kinematics)를 계산할 수 있는 프로그램을 포함할 수 있다. 저장부(26)는 관리용 로봇암(25)의 길이에 대한 정보를 저장한다.The storage unit 26 stores a program necessary for controlling the operation of the gondola robot 20 and data generated while executing the program. The storage unit 26 stores an execution program for performing a function according to a remote control signal of the remote controller. The storage unit 26 stores an execution program for estimating the movement position O 2 according to the movement of the robot body 21, which may be generated as the management robot arm 25 moves. An executable program for position estimation may include a program capable of calculating inverse kinematics. The storage unit 26 stores information about the length of the robot arm 25 for management.

흡착용 로봇암(23)은 로봇 본체(21)에 연결되며 로봇 본체(21)를 건물(80)의 외벽(83)에 고정하는 기능을 수행한다. 이러한 흡착용 로봇암(23)은 암부(31)와 흡착툴(33)로 구성될 수 있다. 암부(31)는 복수의 로드(35)와, 복수의 로드(35) 사이를 연결하는 복수의 관절(37)을 구비한다. 암부(31)의 일단에 위치하는 관절(37)은 로봇 본체(21)에 설치되고, 암부(31)의 타단에 위치하는 관절(37)에는 흡착툴(33)이 설치될 수 있다. 그리고 흡착툴(33)은 암부(31)의 타단에 설치되어 건물(80)의 외벽(83)에 흡착 고정될 수 있다. 흡착툴(33)은 진공 흡착 방식으로 건물(80)의 외벽(83)에 고정될 수 있다. 예컨대 흡착용 로봇암(23)은 로봇 본체(21)의 하부에 설치될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시예에서는 흡착용 로봇암(23)이 로봇 본체(21)의 하부에 하나가 설치된 예를 개시하였지만 복수개가 설치될 수 있다. 또한 로봇 본체(21)를 로프(18)와 건물(80)에 고정된 흡착용 로봇암(23)으로 안정적으로 지탱할 수 있도록, 고정대(27)와 흡착용 로봇암(23) 중에 적어도 한쪽은 복수 개를 로봇 본체(21)에 설치하는 것이 바람직하다.The adsorption robot arm 23 is connected to the robot body 21 and performs a function of fixing the robot body 21 to the outer wall 83 of the building 80. The adsorption robot arm 23 may be composed of an arm 31 and the suction tool (33). The arm portion 31 includes a plurality of rods 35 and a plurality of joints 37 connecting the plurality of rods 35. The joint 37 positioned at one end of the arm 31 may be installed at the robot body 21, and the suction tool 33 may be installed at the joint 37 positioned at the other end of the arm 31. And the suction tool 33 is installed on the other end of the arm 31 may be fixed to the outer wall 83 of the building (80). The suction tool 33 may be fixed to the outer wall 83 of the building 80 by a vacuum suction method. For example, the adsorption robot arm 23 may be installed under the robot body 21, but is not limited thereto. In addition, in the present embodiment, the suction robot arm 23 is an example in which one is installed below the robot body 21, but a plurality may be installed. In addition, at least one of the fixed base 27 and the adsorption robot arm 23 is plural to support the robot body 21 stably with the adsorption robot arm 23 fixed to the rope 18 and the building 80. It is preferable to install the dog in the robot body 21.

한편 본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)은 흡착용 로봇암(23)을 구비하는 예를 개시하였지만, 구비하지 않을 수도 있다.On the other hand, the gondola robot 20 according to the present embodiment has been described an example provided with a robot arm 23 for adsorption, but may not be provided.

관리용 로봇암(25)은 로봇 본체(21)에 연결되며, 제어부(28)의 제어에 따라 건물(80)의 외벽(83) 관리를 수행한다. 관리용 로봇암(25)은 암부(41), 관리툴(43) 및 광센서(49)를 포함한다. 암부(41)는 흡착용 로봇암(23)의 암부(31)의 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 즉 암부(41)는 복수의 로드(45)와, 복수의 로드(45) 사이를 연결하는 복수의 관절(47)을 구비한다. 암부(41)의 일단에 위치하는 관절(47)은 로봇 본체(41)에 설치되고, 암부(41)의 타단에 위치하는 관절(47)에는 관리툴(43)이 설치될 수 있다. 관리툴(43)은 암부(41)의 타단에 설치되어 건물(80)의 외벽(83)에 대한 관리를 수행한다. 이러한 관리툴(43)은 청소 기구이거나 도색 기구일 수 있다. 그리고 광센서(49)는 건물(80)의 외벽(83)을 향하게 관리툴(43)에 설치된다. 광센서(49)는 건물(80)의 외벽(83)과 관리툴(43) 간의 간격, 관리툴(43)의 상하좌우 이동 거리를 측정하여 제어부(28)로 전송한다. 예컨대 관리용 로봇암(25)은 로봇 본체(21)의 상부에 설치될 수 있으며, 이것에 한정되는 아니다. 또한 흡착용 로봇암(23)과 관리용 로봇암(25)은 구동 시 서로 간섭하지 않은 범위에서 로봇 본체(21)의 서로 다른 위치에 설치될 수도 있다.The robot arm 25 for management is connected to the robot body 21 and performs management of the outer wall 83 of the building 80 under the control of the controller 28. The robot arm 25 for management includes an arm 41, a management tool 43, and an optical sensor 49. The arm portion 41 may have the same or similar structure of the arm portion 31 of the robot arm 23 for adsorption. That is, the arm part 41 is provided with the some rod 45 and the some joint 47 which connects between the some rod 45. A joint 47 positioned at one end of the arm part 41 may be installed at the robot body 41, and a management tool 43 may be installed at the joint 47 positioned at the other end of the arm part 41. The management tool 43 is installed at the other end of the arm 41 to perform management of the outer wall 83 of the building 80. This management tool 43 may be a cleaning device or a painting device. And the optical sensor 49 is installed on the management tool 43 facing the outer wall 83 of the building (80). The optical sensor 49 measures the distance between the outer wall 83 of the building 80 and the management tool 43, and moves up, down, left and right movement distances of the management tool 43 to the control unit 28. For example, the management robot arm 25 may be installed on the upper portion of the robot body 21, but is not limited thereto. In addition, the suction robot arm 23 and the management robot arm 25 may be installed at different positions of the robot body 21 in a range that does not interfere with each other when driving.

그리고 제어부(28)는 로봇 본체(21)에 내장되며, 곤돌라 로봇(20)의 전반적인 제어 동작을 수행하는 마이크로프로세서(microprocessor)로서의 기능을 수행한다. 제어부(28)는 원격 제어기의 원격 제어 신호에 따른 곤돌라 로봇(20)을 구동시킬 수 있다. 특히 제어부(28)는 관리용 로봇암(25)에 말단에 설치된 관리툴(43)의 이동 위치와, 관리용 로봇암(25)의 이동 정보를 기반으로 곤돌라 로봇(20)의 이동 위치(O2)를 추정한다. 즉 제어부(28)는 광센서(49)를 이용하여 관리툴(43)이 건물(80)의 외벽(83)과 일정 간격을 갖도록 유지한 상태에서, 관리툴(43)의 이동 명령에 따라 이동한 관리툴(43)의 이동 위치를 광센서(49)로 측정한 센서값을 이용하여 산출한다. 그리고 제어부(28)는 관리툴(43)의 이동 위치와 관리용 로봇암(25)의 이동 정보를 기반으로 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정한다.The controller 28 is embedded in the robot body 21 and performs a function as a microprocessor that performs the overall control operation of the gondola robot 20. The controller 28 may drive the gondola robot 20 according to the remote control signal of the remote controller. In particular, the control unit 28 is a movement position (O) of the gondola robot 20 based on the movement position of the management tool 43 installed at the distal end of the management robot arm 25 and the movement information of the management robot arm 25. 2 ) Estimate. That is, the control unit 28 moves according to the movement command of the management tool 43 while the management tool 43 is maintained at a predetermined distance from the outer wall 83 of the building 80 by using the optical sensor 49. The movement position of one management tool 43 is calculated using the sensor value measured by the optical sensor 49. The controller 28 estimates the movement position O 2 of the robot body 21 based on the movement position of the management tool 43 and the movement information of the management robot arm 25.

이때 제어부(28)는 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정하기 위해서, 먼저 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)를 산출한다. 즉 제어부(28)는 관리용 로봇암(25)의 관리툴(43)을 건물(80)의 외벽(83)과 일정 간격을 갖도록 이동시킨 이후에 관리툴(43)의 위치를 정지시킨다. 그리고 제어부(28)는 관리툴(43)의 정지 위치를 기반으로 관리용 로봇암(25)의 정보를 이용한 역키네마틱스를 풀어서 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)를 산출할 수 있다.At this time, the controller 28 first calculates the initial position O 1 of the robot body 21 in order to estimate the movement position O 2 of the robot body 21. That is, the control unit 28 stops the position of the management tool 43 after moving the management tool 43 of the management robot arm 25 to have a predetermined distance from the outer wall 83 of the building 80. In addition, the controller 28 may calculate an initial position O 1 of the robot body 21 by solving the reverse kinematics using the information of the management robot arm 25 based on the stop position of the management tool 43. .

여기서 초기 위치(O1)는 관리툴(43)의 고정 위치를 기준으로 한 로봇 본체(21)의 임의의 위치로 설정될 수 있으며, 예컨대 로봇 본체(21)의 임의의 위치 중 로봇 본체(21)의 무게 중심의 위치로 설정할 수 있다.Here, the initial position O 1 may be set to any position of the robot body 21 based on the fixed position of the management tool 43, for example, the robot body 21 of any position of the robot body 21. Can be set to the position of the center of gravity.

관리용 로봇암(25)의 정보와 이동 정보는 암부(41)의 길이와, 복수의 관절(47)의 각도를 포함할 수 있다. 암부(41)의 길이는 복수의 관절(47)로 연결되어 복수의 로드(45)의 길이의 합이다. 관절(47)의 각도는 관절(47)을 구동시키는 모터의 엔코더로부터 획득할 수 있다.The information and movement information of the management robot arm 25 may include the length of the arm portion 41 and the angles of the plurality of joints 47. The length of the arm portion 41 is the sum of the lengths of the plurality of rods 45 connected to the plurality of joints 47. The angle of the joint 47 can be obtained from the encoder of the motor driving the joint 47.

또한 제어부(28)는 관리툴(43)의 이동 위치는 다음과 같이 산출할 수 있다. 즉 제어부(28)는 관리툴(43)의 이동에 따른 광센서(49)의 측정값과, 관리툴(43)의 이동 명령값을 칼만 필터(kalman filter) 또는 파티클 필터(particle filter)로 필터링하여 관리툴(43)의 이동 위치를 산출할 수 있다. 이때 광센서(49)의 측정값은 관리툴(43)과 건물(80)의 외벽(83) 간의 간격과, 관리툴(43)의 정지한 위치를 기준으로 한 상하좌우 이동 거리를 포함한다.In addition, the control unit 28 can calculate the movement position of the management tool 43 as follows. That is, the controller 28 filters the measured value of the optical sensor 49 according to the movement of the management tool 43 and the movement command value of the management tool 43 with a Kalman filter or a particle filter. The movement position of the management tool 43 can be calculated. At this time, the measured value of the optical sensor 49 includes the distance between the management tool 43 and the outer wall 83 of the building 80, and the up, down, left and right movement distances based on the stationary position of the management tool 43.

또한 제어부(28)는 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 다음과 같이 추정할 수 있다. 즉 제어부(28)는 관리툴(43)의 이동 위치와, 관리용 로봇암(35)의 이동 정보를 역키네마틱스로 풀어서 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)에 대한 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정할 수 있다.In addition, the controller 28 may estimate the movement position O 2 of the robot body 21 as follows. That is, the control unit 28 decomposes the movement position of the management tool 43 and the movement information of the management robot arm 35 by reverse kinematics, and the robot body 21 with respect to the initial position O 1 of the robot body 21. It is possible to estimate the movement position (O 2 ) of).

이와 같이 본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇암(25)에 설치된 광센서(49)를 이용하여 획득한 관리툴(43)의 이동 위치와, 관리용 로봇암(25)의 이동 정보로부터 곤돌라 로봇(20)의 이동 위치(O2) 즉, 현재 위치를 추정할 수 있다. 즉 곤돌라 로봇(20)은 곤돌라 로봇(20)의 위치를 추정하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않더라도, 곤돌라 로봇(20)에 구비된 광센서(49)를 갖는 관리용 로봇암(25)의 이동 메커니즘에 대한 분석을 통하여 곤돌라 로봇(20)의 현재 위치를 추정할 수 있다.As described above, the gondola robot 20 according to the present embodiment has a movement position of the management tool 43 obtained by using the optical sensor 49 installed in the management robot arm 25, and the management robot arm 25. From the movement information, the movement position O 2 , that is, the current position of the gondola robot 20 can be estimated. That is, even if the gondola robot 20 does not have a separate device for estimating the position of the gondola robot 20, the robot arm 25 for management having the optical sensor 49 provided in the gondola robot 20 is moved. By analyzing the mechanism, it is possible to estimate the current position of the gondola robot 20.

이와 같이 곤돌라 로봇(20)의 현재 위치를 정확히 추정함으로써, 곤돌라 로봇(20)의 건물 외벽(83)에 대한 유지 관리 효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대 관리용 로봇암(25)으로 청소용 로봇암을 이용하여 건물(80)의 외벽(83)에 대한 청소를 수행할 때 발생되는 곤돌라 로봇(20)의 이동 위치(O2)를 파악하지 못하는 경우, 청소한 곳을 다시 청소하거나 청소하지 않는 영역이 발생될 수 있다. 하지만 본 실시예와 같이 곤돌라 로봇(20)의 이동에 따른 이동 위치(O2)를 정확히 추정하여 파악함으로써, 청소한 곳을 다시 청소하거나 청소하지 않는 영역이 발생되는 것을 억제할 수 있다.By accurately estimating the current position of the gondola robot 20 in this way, the maintenance efficiency of the building outer wall 83 of the gondola robot 20 can be improved. For example, when the cleaning robot arm 25 does not determine the moving position O 2 of the gondola robot 20 generated when cleaning the outer wall 83 of the building 80 using the cleaning robot arm 25. In some cases, areas that have been cleaned or not cleaned may be generated. However, by accurately estimating and grasping the movement position O 2 according to the movement of the gondola robot 20 as in the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of an area for cleaning or not cleaning the cleaned place.

이와 같은 본 실시예에 따른 곤돌라 로봇 시스템(100)에서의 곤돌라 로봇(20)의 위치 추정 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법에 따른 흐름도이다.The method of estimating the position of the gondola robot 20 in the gondola robot system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 as follows. 4 is a flow chart according to the position estimation method of the gondola robot according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)의 위치 추정 방법은, 곤돌라 로봇(20)이 로봇 본체(21)에 연결된 관리용 로봇암(25)의 관리툴(43)에 설치된 광센서(49)를 이용하여 관리툴(43)이 건물(80)의 외벽(83)과 일정 간격을 갖도록 유지하는 유지 단계, 곤돌라 로봇(20)이 관리툴(43)의 이동 명령에 따라 이동한 관리툴(43)의 이동 위치를 광센서(49)로 측정한 센서값을 이용하여 산출하는 산출 단계, 및 곤돌라 로봇(20)이 관리툴(43)의 이동 위치와 관리용 로봇암(25)의 이동 정보를 기반으로 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정하는 추정 단계를 포함한다.In the method for estimating the position of the gondola robot 20 according to the present embodiment, the optical sensor 49 installed in the management tool 43 of the management robot arm 25 to which the gondola robot 20 is connected to the robot body 21 is connected. A maintenance step of maintaining the management tool 43 at a predetermined distance from the outer wall 83 of the building 80 by using the management tool 43 in which the gondola robot 20 moves according to the movement command of the management tool 43. A calculation step of calculating the movement position of the sensor using the sensor value measured by the optical sensor 49, and the gondola robot 20 based on the movement position of the management tool 43 and the movement information of the management robot arm 25. And estimating the movement position O 2 of the robot body 21.

구체적으로 본 실시예에 따른 곤돌라 로봇(20)의 위치 추정 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.Specifically, the method for estimating the position of the gondola robot 20 according to the present embodiment is as follows.

먼저 로프 카트(10)의 로프(18)에 곤돌라 로봇(20)이 매달려 있는 상태에서, S51단계에서 로프 카트(10)는 로프(18)를 풀어서 곤돌라 로봇(20)을 건물(80)의 외벽(83)의 목표 지점으로 이동시킨다.First, in a state where the gondola robot 20 is suspended on the rope 18 of the rope cart 10, in step S51, the rope cart 10 releases the rope 18 to move the gondola robot 20 to the outer wall of the building 80. Move to the target point of (83).

다음으로 S53단계에서 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇암(25)의 관리툴(43)을 건물(80)의 외벽(83)과 일정 간격을 갖도록 이동시킨 후 정지시킨다. 이때 곤돌라 로봇(20)은 광센서(49)로 측정한 값을 이용하여 관리툴(43)의 바닥면과 건물(80)의 외벽(83)이 일정 간격을 이루도록 관리용 로봇암(25)을 구동시킬 수 있다.Next, in step S53, the gondola robot 20 moves the management tool 43 of the management robot arm 25 to have a predetermined distance from the outer wall 83 of the building 80 and stops. At this time, the gondola robot 20 uses the value measured by the optical sensor 49 to control the robot arm 25 for management such that the bottom surface of the management tool 43 and the outer wall 83 of the building 80 form a predetermined interval. Can be driven.

다음으로 S55단계에서 곤돌라 로봇(20)은 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)를 산출한다. 즉 곤돌라 로봇(20)은 관리툴(43)의 정지 위치를 기반으로 관리용 로봇암(25)의 정보를 역키네마틱스로 풀어서 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)를 산출한다.Next, in step S55, the gondola robot 20 calculates an initial position O 1 of the robot body 21. That is, the gondola robot 20 calculates the initial position O 1 of the robot body 21 by solving the information of the management robot arm 25 with reverse kinematics based on the stop position of the management tool 43.

다음으로 S57단계에서 곤돌라 로봇(20)은 관리툴(43)의 이동이 있는 지의 여부를 판단한다. 즉 곤돌라 로봇(20)은 관리용 로봇(25)의 이동 명령에 따른 관리툴(43)의 이동이 있는 지의 여부를 판단한다. 이때 이동 명령은 원격 제어기에 의해 입력될 수도 있고, 곤돌라 로봇(20)을 구동하기 위한 실행프로그램, 예컨대 건물(80)의 외벽(83) 관리를 위한 실행프로그램의 실행에 따라 입력될 수도 있다.Next, the gondola robot 20 determines whether there is a movement of the management tool 43 in step S57. That is, the gondola robot 20 determines whether there is a movement of the management tool 43 according to the movement instruction of the management robot 25. In this case, the movement command may be input by a remote controller, or may be input according to execution of an execution program for driving the gondola robot 20, for example, an execution program for managing the outer wall 83 of the building 80.

S57단계의 판단 결과 관리툴(43)의 이동이 없는 경우, 곤돌라 로봇(20)은 S63단계를 수행한다.As a result of the determination in step S57, when there is no movement of the management tool 43, the gondola robot 20 performs step S63.

S57단계의 판단 결과 관리툴(43)의 이동이 있는 경우, S59단계에서 곤돌라 로봇(20)은 이동 명령에 따른 광센서(49)의 측정값을 기반으로 관리툴(43)의 이동 위치를 산출한다. 즉 곤돌라 로봇(20)은 관리툴(43)의 이동에 따른 광센서(49)의 측정값과, 관리툴(43)의 이동 명령값을 칼만 필터 또는 파티클 필터로 필터링하여 관리툴(43)의 이동 위치를 산출한다. 이때 광센서(49)의 측정값은 관리툴(43)과 건물(80)의 외벽(83) 간의 간격과, 관리툴(43)의 정지한 위치를 기준으로 한 상하좌우 이동 거리를 포함한다.As a result of the determination in step S57, when the management tool 43 is moved, the gondola robot 20 calculates the movement position of the management tool 43 based on the measured value of the optical sensor 49 according to the movement command in step S59. do. That is, the gondola robot 20 filters the measurement value of the optical sensor 49 according to the movement of the management tool 43 and the movement command value of the management tool 43 by using a Kalman filter or a particle filter to control the management tool 43. Calculate the moving position. At this time, the measured value of the optical sensor 49 includes the distance between the management tool 43 and the outer wall 83 of the building 80, and the up, down, left and right movement distances based on the stationary position of the management tool 43.

다음으로 S61단계에서 곤돌라 로봇(20)은 산출한 관리툴(43)의 이동 위치와 관리용 로봇암(25)의 이동 정보를 기반으로 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정한다. 즉 곤돌라 로봇(20)은 관리툴(43)의 이동 위치와, 관리용 로봇암(35)의 이동 정보를 역키네마틱스로 풀어서 로봇 본체(21)의 초기 위치(O1)에 대한 로봇 본체(21)의 이동 위치(O2)를 추정할 수 있다.Next, in step S61, the gondola robot 20 estimates the movement position O 2 of the robot body 21 based on the calculated movement position of the management tool 43 and movement information of the management robot arm 25. . That is, the gondola robot 20 decompresses the movement position of the management tool 43 and the movement information of the management robot arm 35 with reverse kinematics, and thus the robot body ( 1 ) with respect to the initial position O 1 of the robot body 21. The moving position O 2 of 21 can be estimated.

이와 같이 곤돌라 로봇(20)은 로봇 본체(21)의 이동 위치를 추정하면서 관리용 로봇암(25)을 구동시켜 건물(80)의 외벽(83)에 대한 관리를 안정적으로 수행할 수 있다.As such, the gondola robot 20 can stably manage the outer wall 83 of the building 80 by driving the robot arm 25 for management while estimating the moving position of the robot body 21.

그리고 S63단계에서 곤돌라 로봇(20)은 건물 관리 작업의 종료 여부를 판단하고, 종료되지 않은 경우 S57단계부터 다시 수행한다.
In operation S63, the gondola robot 20 determines whether the building management work is terminated.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

10 : 로프 카트 12 : 카트 본체
14 : 윈치 16 : 윈치 지지대
18 : 로프 19 : 송수신부
20 : 곤돌라 로봇 21 : 로봇 본체
23 : 흡착용 로봇암 24 : 통신부
25 : 관리용 로봇암 26 : 저장부
27 : 고정대 28 : 제어부
31, 41 : 암부 33 : 흡착툴
35, 45 : 로드 37, 47 : 관절
43 : 관리툴 49 : 광센서
100 : 곤돌라 로봇 시스템10: rope cart 12: cart body
14 winch 16 winch support
18: rope 19: transceiver
20: gondola robot 21: robot body
23: robot arm for adsorption 24: communication unit
25: robot arm for management 26: storage unit
27: holder 28: control unit
31, 41: arm 33: adsorption tool
35, 45: Load 37, 47: Joint
43: management tool 49: light sensor
100: Gondola Robot System

Claims (8)

삭제delete 곤돌라 로봇은 로봇 본체에 연결된 관리용 로봇암의 관리툴에 설치된 광센서를 이용하여 상기 관리툴이 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 유지하는 유지 단계;
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 명령에 따라 이동한 상기 관리툴의 이동 위치를 상기 광센서로 측정한 센서값을 이용하여 산출하는 산출 단계;
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 기반으로 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정하는 추정 단계;를 포함하며,
상기 유지 단계는,
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리용 로봇암의 관리툴을 상기 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 이동시킨 이후에 상기 관리툴의 위치를 정지시키는 단계;
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 정지 위치를 기반으로 상기 관리용 로봇암의 정보를 이용한 역키네마틱스(inverse kinematics)를 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치를 산출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법.The gondola robot maintains the management tool at a predetermined distance from the outer wall of the building by using an optical sensor installed in the management tool of the management robot arm connected to the robot body;
Calculating, by the gondola robot, a moving position of the management tool moved according to a moving command of the management tool using a sensor value measured by the optical sensor;
And the estimating step of estimating the movement position of the robot body based on the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm.
The maintaining step,
Stopping the position of the management tool after the gondola robot moves the management tool of the management robot arm at a predetermined distance from the outer wall of the building;
Calculating, by the gondola robot, an initial position of the robot body by solving inverse kinematics using information of the robot arm for management based on the stop position of the management tool;
Position estimation method of the gondola robot comprising a. 제2항에 있어서,
상기 관리용 로봇암은 일단이 상기 로봇 본체에 연결되어 있으며 복수의 관절을 갖는 암부, 상기 암부의 타단에 설치되어 건물의 외벽에 대한 관리를 수행하며 상기 관리툴, 및 상기 건물의 외벽을 향하게 상기 관리툴에 설치된 상기 광센서를 포함하며,
상기 관리용 로봇암의 정보와 이동 정보는 상기 암부의 길이와, 상기 복수의 관절의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법.The method of claim 2,
The management robot arm has one end connected to the robot body and having a plurality of joints, the arm part being installed at the other end of the arm part to manage the outer wall of the building, the management tool and the outer wall of the building. It includes the optical sensor installed in the management tool,
The information and the movement information of the management robot arm includes the length of the arm portion and the angle of the plurality of joints. 제3항에 있어서, 상기 산출 단계에서,
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동에 따른 상기 광센서의 측정값과, 상기 관리툴의 이동 명령값을 칼만 필터(kalman filter) 또는 파티클 필터(particle filter)로 필터링하여 상기 관리툴의 이동 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법.The method of claim 3, wherein in the calculating step,
The gondola robot filters the measured value of the optical sensor according to the movement of the management tool and the movement command value of the management tool by using a Kalman filter or a particle filter to determine a moving position of the management tool. A method for estimating the position of a gondola robot, characterized in that it is calculated. 제4항에 있어서,
상기 광센서의 측정값은 상기 관리툴과 상기 건물의 외벽 간의 간격과, 상기 관리툴의 정지한 위치를 기준으로 한 상하좌우 이동 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법.5. The method of claim 4,
The measured value of the optical sensor includes a distance between the management tool and the outer wall of the building, and moving distance up, down, left and right based on the stationary position of the management tool. 제4항에 있어서, 상기 추정 단계에서,
상기 곤돌라 로봇은 상기 관리툴의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 역키네마틱스(inverse kinematics)로 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치에 대한 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇의 위치 추정 방법.The method of claim 4, wherein in the estimating step,
The gondola robot estimates the movement position of the robot body relative to the initial position of the robot body by solving the movement position of the management tool and the movement information of the management robot arm with inverse kinematics. Gondola robot position estimation method. 삭제delete 건물에 설치되는 로프 카트의 로프에 연결되어 이동하는 로봇 본체;
상기 로봇 본체에 연결되며 상기 건물의 외벽에 대한 관리를 수행하는 관리툴과, 상기 건물의 외벽을 향하게 상기 관리툴에 설치된 광센서를 구비하는 관리용 로봇암;
상기 광센서를 이용하여 상기 관리툴이 건물의 외벽과 일정 간격을 갖도록 유지한 상태에서, 상기 관리툴의 이동 명령에 따라 이동한 상기 관리툴의 이동 위치를 상기 광센서로 측정한 센서값을 이용하여 산출하고, 상기 관리툴의 이동 위치와 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 기반으로 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 관리툴의 이동에 따른 상기 광센서의 측정값과, 상기 관리툴의 이동 명령값을 칼만 필터(kalman filter) 또는 파티클 필터(particle filter)로 필터링하여 상기 관리툴의 이동 위치를 산출하고,
상기 관리용 로봇암의 이동 위치와, 상기 관리용 로봇암의 이동 정보를 역키네마틱스(inverse kinematics)로 풀어서 상기 로봇 본체의 초기 위치에 대한 상기 로봇 본체의 이동 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 곤돌라 로봇.A robot body connected to the rope of the rope cart installed in the building and moving;
A management robot arm connected to the robot body and having a management tool for managing the outer wall of the building, and an optical sensor installed in the management tool facing the outer wall of the building;
By using the optical sensor, the management tool is maintained at a predetermined distance from the outer wall of the building, and the sensor value measured by the optical sensor is used to measure the moving position of the management tool moved according to the movement command of the management tool. And a control unit configured to estimate a moving position of the robot body based on the moving position of the management tool and the movement information of the management robot arm.
The control unit,
The moving position of the management tool is calculated by filtering the measured value of the optical sensor according to the movement of the management tool and the movement command value of the management tool with a Kalman filter or a particle filter.
Gondola, characterized in that the moving position of the robot arm for management and the movement information of the robot arm for management by inverse kinematics to estimate the movement position of the robot body relative to the initial position of the robot body. robot.
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