KR101291404B1

KR101291404B1 - Inspection robot with solar cell

Info

Publication number: KR101291404B1
Application number: KR1020120103143A
Authority: KR
Inventors: 홍성용
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-07-30
Also published as: KR20120127353A

Abstract

본 발명은 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 태양전지판이 빛이 가장 강한 방향을 향하도록 방향을 제어하고, 이동 경로를 기억하여 출발위치로 안전하게 복귀할 수 있도록 하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 태양전지판을 포함하는 몸체부와, 상기 몸체부의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴와, 상기 몸체부의 하측에 위치하여 상기 몸체부를 지지하는 체이서와, 상기 몸체부의 전방의 양측에 제공되는 제1 빛 센서 및 제2 빛 센서와, 상기 몸체부의 후방에 제공되는 제3 빛 센서를 포함하고, 상기 제1 빛 센서, 상기 제2 빛 센서, 및 상기 제3 빛 센서 중 가장 밝은 방향을 판단하여, 상기 구동기를 제어하여 상기 태양전지판이 상기 가장 밝은 방향을 향하도록 상기 몸체부의 방향을 조절하는 제어부를 포함하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an exploration robot using a solar panel and a control method thereof, wherein the solar panel controls the direction so that the light is directed to the strongest direction, and stores the movement path so that the solar panel can safely return to the starting position. The present invention relates to an exploration robot and a control method thereof. More specifically, a body portion including a solar panel, a pair of wheels located under the body portion and driven independently by respective drivers, and a chaser positioned under the body portion to support the body portion; And a first light sensor and a second light sensor provided at both sides of the front of the body part, and a third light sensor provided at the rear of the body part, wherein the first light sensor, the second light sensor, and the And a control method for determining the brightest of the third light sensors, and controlling the driver to adjust the direction of the body so that the solar panel faces the brightest direction. It is about.

Description

Exploration robot using solar panel {INSPECTION ROBOT WITH SOLAR CELL}

무인 로봇을 통해 외지의 행성을 탐사할 때 가장 중요한 것 중의 하나가 로봇이 움직이는 에너지를 획득하는 방법이다. 에너지를 얻는 방법에는 아예 지구에서 많은 양의 연료를 가져가는 방법과 행성에서 직접 구하는 방법이 있다. 먼저 지구에서 가져가는 방법은 효율이 굉장히 떨어진다. 연료를 가져가는데 드는 연료가 더 추가되고, 가져가는 연료의 양이 한정되어 있어 로봇의 작동 시간은 그리 오래 가지 못한다. When exploring remote planets through unmanned robots, one of the most important is how the robot acquires the moving energy. There are two ways to get energy: taking a lot of fuel from the earth and getting it directly from the planet. First, the method taken from the earth is very inefficient. More fuel is added to take fuel, and the amount of fuel it takes is limited, so the robot's run time doesn't last very long.

따라서 에너지를 행성에서 직접 얻는 방법이 가장 효율적이라고 할 수 있다. 어느 행성에서나 구할 수 있는 에너지로는 태양열에너지가 있다. 태양열에너지는 광자의 운동량이 전기로 바뀌는 것이기 때문에 인간이 탐사할 수 있는 (광자가 있는) 지역에서는 태양열을 통해 에너지를 얻을 수 있게 된다. Therefore, the most efficient way to get energy directly from the planet is to say. The energy available from any planet is solar energy. Because solar energy is the momentum of photons that is converted into electricity, it is possible to obtain energy from solar heat in areas where humans can explore.

빛을 통해 에너지를 얻기 위해서는 전지판의 방향이 매우 중요하다. 판이 빛이 비춰오는 방향에 있을 시에는 에너지를 많이 생산할 수 있지만, 반대방향에 있는 경우 에너지를 조금 밖에 생산하지 못한다. 따라서 빛이 있는 방향으로 전지판의 방향을 틀어주어야 한다. The direction of the panel is very important to obtain energy through light. When the plate is in the direction of light, it can produce a lot of energy, but when it is in the opposite direction, it produces only a little energy. Therefore, the direction of the panel in the direction of the light should be turned.

종래의 로봇으로는 도 1과 같은 구성을 고려해볼 수 있다. 전지판(192)의 중앙에 빛센서(191)를 가지고 있어 전지판에 조사되는 빛의 양을 알아볼 수 있다. 또 빛이 비춰오는 방향으로 전지판을 향하게 하기 위하여 z축 회전모터(21)와 y축 회전모터(23)를 설치하였다. 2개의 모터(21, 23)와 빛센서(191)를 사용하여 빛이 비춰오는 방향으로 찾고 에너지를 더 효율적으로 생산할 수 있게 하였다. As a conventional robot, the configuration as shown in FIG. 1 may be considered. The light sensor 191 in the center of the panel 192 can be seen the amount of light irradiated to the panel. In addition, the z-axis rotation motor 21 and the y-axis rotation motor 23 was installed to face the panel in the direction of light shining. Two motors 21 and 23 and a light sensor 191 were used to find the direction in which the light shines and to produce energy more efficiently.

본체는 전지판(192)이 달린 팔(18)과 모터 2개로 이루어져 있다. 각각 z축 회전(21)과 y축 회전(23)을 맡는다. 하나의 모터는 좌우로만 움직이게 하고, 다른 모터는 상하로만 움직이게 한다. 이 두가지 움직임이 합쳐져서 적당한 양의 빛을 찾을 때까지 움직이게 되는 원리이다. The body consists of an arm 18 with a panel 192 and two motors. The z-axis rotation 21 and the y-axis rotation 23 are respectively taken care of. One motor only moves left and right, the other motor only moves up and down. The two movements combine to move until you find the right amount of light.

적당한 양의 빛을 찾으면 모터는 멈추게 되고, 광원의 이동, 또는 로봇의 이동으로 인해 충분한 빛이 전달되지 않을 경우에는 다시 이동을 시작하다. 다음으로 이동체를 제공한다. 이동체는 본체(15)와의 연결과 바퀴(12)로 이루어져 있다. 또 앞에 캐스터(13)가 달려 있어서 바퀴 3개가 안정적인 구조로 잡아주는 역할을 수행한다. The motor stops when it finds the right amount of light and starts moving again when not enough light is transmitted due to the movement of the light source or the movement of the robot. Next, a moving object is provided. The movable body is composed of a wheel 12 and a connection with the main body 15. In addition, the caster 13 is attached to the front three wheels to serve as a stable structure.

이러한 로봇의 동작 알고리즘은 다음과 같다. The operation algorithm of such a robot is as follows.

빛 센서를 한개만 사용하기 때문에 빛이 가장 센 방향을 찾는 것은 코드가 복잡하여 어느 정도 빛이 세면 멈추고 약하면 방향을 바꾸어 다른 곳을 찾도록 한다. 먼저 빛을 감지한 후에 약하면 돌리고 강하면 멈춘다. 빛이 약하면 방향을 오른쪽으로 돌리거나 위쪽으로 로봇 팔을 움직이게 한다. Since only one light sensor is used, finding the direction in which the light is strongest is complicated because the code stops when the light is strong, and when it is weak, changes the direction to find another place. It first detects light, then turns it on when weak and stops when it is strong. If the light is low, it will turn to the right or move the robot arm upwards.

하지만 사람 팔이 무작정 옆으로 넘어갈 수 없는 것처럼 로봇의 팔도 무작정 넘어갈 수가 없기 때문에 어느 한계가 되면 다시 반대쪽으로 움직이게 한다. 예를 들면, 오른쪽으로 5번 움직인 후에는 왼쪽으로 10번, 다시 오른쪽으로 10번 이런 식으로 움직이도록 최대 각도를 정해 놓는다. 그리고 각 최대 각도가 되면 어떤 플래그를 바꾸어 방향을 바꾸도록 한다. But just as a human arm can't cross sideways, a robot's arm can't cross over freely, so if it reaches a limit, it moves back to the opposite side. For example, after moving five times to the right, set the maximum angle so that it moves ten times to the left and ten times to the right. And at each maximum angle, change any flag to change direction.

다만, 이러한 구조의 로봇의 경우에는 빛 센서가 하나밖에 없기 때문에 주변에서 빛을 찾기 위해서는 동력을 추가로 사용해서 움직여야 하는 문제가 있었다.
However, in the case of such a robot, there is only one light sensor, so there is a problem in that it needs to move by using additional power to find light in the vicinity.

본 발명에서는 빛을 통해 에너지를 획득하는 효율을 높이기 위해서 태양전지판의 방향을 가장 강한 빛이 제공되는 방향을 향하도록 제어하는 로봇 및 그 제어방법을 제공하고자 한다. The present invention is to provide a robot and a control method for controlling the direction of the solar panel to the direction in which the strongest light is provided in order to increase the efficiency of obtaining energy through light.

또한, 탐사 중 출발지점으로 안전하게 복귀할 수 있도록 인식 센서를 이용하여 제어하는 로봇 및 그 제어방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a robot and a control method for controlling by using a recognition sensor to safely return to the starting point during the exploration.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다. The present invention provides the following means for solving the above problems.

본 발명에 따른 일실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(33)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하여 상기 몸체부(31)를 지지하는 체이서(35)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양측에 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)를 포함하고, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 가장 밝은 방향을 판단하여, 상기 구동기를 제어하여 상기 태양전지판이 상기 가장 밝은 방향을 향하도록 상기 몸체부(31)의 방향을 조절하는 제어부를 포함하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇을 제공한다. In one embodiment according to the present invention, a body portion 31 including a solar panel, a pair of wheels 33 which are located below the body portion 31 and independently driven by respective drivers, A chaser 35 positioned below the body part 31 to support the body part 31, and a first light sensor 38a and a second light provided at both sides of the front of the body part 31. A sensor 38b, and a third light sensor 37 provided at the rear of the body portion 31, wherein the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37 are provided. Determination of the brightest direction of the light sensor 37, control the driver to probe the solar panel including a control unit for adjusting the direction of the body portion 31 so that the solar panel toward the brightest direction Provide the robot.

이때, 상기 체이서(35)는 바퀴의 형상을 가진 것을 특징으로 한다. At this time, the chaser 35 is characterized in that it has a wheel shape.

상기 제1 빛 센서(38a) 및 상기 제2 빛 센서(38b)는 전방에 대해 측방으로 사선방향을 향하도록 제공되는 것을 특징으로 한다. The first light sensor 38a and the second light sensor 38b may be provided to face in a diagonal direction to the front side.

상기 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇은 상기 태양전지판으로부터 획득하는 에너지를 이용하여 상기 구동기의 동작을 위한 동력을 얻는 것을 특징으로 한다. The exploration robot using the solar panel is characterized in that to obtain power for the operation of the driver using the energy obtained from the solar panel.

본 발명에 따른 다른 실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(41)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(43)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하여 상기 몸체부(41)를 지지하는 체이서(45)와, 상기 몸체부(41)의 후방에 위치하여 대상체를 포획하는 집게부(42)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 상기 몸체부(41)의 이동 표면에 이동 경로를 표시하는 이동경로 표시부와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 이동 표면에 표시된 이동 경로를 인식하는 인식 센서(46)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment according to the present invention, a body portion 41 including a solar panel, a pair of wheels 43 positioned below the body portion 41 and independently driven by respective drivers, A chaser 45 positioned below the body portion 41 to support the body portion 41, a forceps portion 42 positioned behind the body portion 41 to capture an object, and the body Located on the lower side of the portion 41, the movement path display unit for displaying the movement path on the moving surface of the body portion 41, and located below the body portion 41, the movement path displayed on the moving surface is recognized Characterized in that it comprises a recognition sensor 46.

이 경우, 상기 몸체부(41)의 전방에 위치하여 장애물을 검지하는 초음파 센서(44)를 더 포함하고, 대상체 미포획시에 상기 구동기를 제어하여 상기 검지된 장애물을 피할 수 있도록 상기 몸체부(41)의 방향을 조절하고, 상기 이동경로 표시부를 제어하여 이동 표면에 이동 경로를 마킹하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In this case, further comprising an ultrasonic sensor 44 located in front of the body portion 41 for detecting an obstacle, the body portion (to avoid the detected obstacle by controlling the driver when the object is not captured) And a control unit for controlling the direction of the movement and marking the movement path on the movement surface by controlling the movement path display unit.

또한, 상기 대상체 포획시에 상기 인식 센서(46)를 통해 인식된 상기 이동 경로를 따라 상기 몸체부(41)가 이동하도록 상기 구동기를 제어하여 상기 몸체부(41)의 방향을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The controller may further include a controller configured to control the driver to move the body portion 41 along the movement path recognized by the recognition sensor 46 to adjust the direction of the body portion 41 when the object is captured. It is characterized by including.

상기 체이서(45)는 바퀴의 형상을 가진 것을 특징으로 한다. The chaser 45 is characterized in that it has a wheel shape.

상기 태양전지판으로부터 획득하는 에너지를 이용하여 상기 구동기의 동작을 위한 동력을 얻는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that to obtain the power for the operation of the driver by using the energy obtained from the solar panel.

상기 이동 경로는 색을 가진 물질로 표시되고, 상기 인식 센서(46)는 색상 인식 센서인 것을 특징으로 한다. The movement path is represented by a material having color, and the recognition sensor 46 is a color recognition sensor.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(33)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하여 지지하는 체이서(35)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양 측에 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 위치하여 대상체를 포획하는 집게부(42)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하며, 상기 몸체부(31)의 이동 표면에 이동 경로를 표시하는 이동경로 표시부와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하며, 이동 표면에 표시된 이동 경로를 인식하는 인식 센서(46)를 포함하고, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 가장 밝은 방향을 판단하여, 상기 구동기를 제어하여 상기 태양전지판이 상기 가장 밝은 방향을 향하도록 상기 몸체부(31)의 방향을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment according to the present invention, a body portion 31 including a solar panel, and a pair of wheels 33 which are positioned below the body portion 31 and independently driven by respective drivers and The first light sensor 38a and the second light sensor 38b provided at both sides of the front of the body part 31, and the chaser 35 positioned to support the body part 31 below the body part 31. , A third light sensor 37 provided at the rear of the body part 31, a forceps part 42 positioned at the rear of the body part 31 to capture an object, and the body part 31 of the third light sensor 37. Located on the lower side, the movement path display unit for displaying the movement path on the moving surface of the body portion 31, the recognition sensor 46 located on the lower side of the body portion 31, and recognizes the movement path displayed on the moving surface And the brightest direction of the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37 to determine an image. It characterized in that it comprises a control unit for controlling the driver to adjust the direction of the body portion 31 so that the solar panel toward the brightest direction.

상기 제어부는, 상기 이동경로 표시부를 제어하여 이동 표면에 이동 경로를 마킹하는 것을 특징으로 한다. The controller may control the movement route display to mark the movement route on the movement surface.

상기 제어부는, 대상체 포획시에 상기 인식 센서(46)를 통해 인식된 상기 이동 경로를 따라 몸체부(31)가 이동하도록 상기 구동기를 제어하여 상기 몸체부(31)의 방향을 조절하는 것을 특징으로 한다. The controller may control the driver to move the body 31 along the movement path recognized by the recognition sensor 46 to adjust the direction of the body 31 when the object is captured. do.

또한 본 발명에 따른 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇의 제어 방법은 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양측에 사선방향으로 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)를 포함하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇에 적용되고, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제3 빛 센서(37)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)를 180도 회전시키는 단계와, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제1 빛 센서(38a)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)의 방향을 상기 제1 빛 센서(38a)가 향하는 방향으로 회전시키고, 상기 몸체부(31)를 소정의 거리만큼 전진시키는 단계와, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제2 빛 센서(38b)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)의 방향을 상기 제2빛 센서(38b)가 향하는 방향으로 회전시키고, 상기 몸체부(31)를 소정의 거리만큼 전진시키는 단계를 포함하고, 상기 단계들을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the control method of the probe robot using a solar panel according to the present invention is a body portion 31 including a solar panel, and the first light sensor 38a provided in diagonal directions on both sides of the front of the body portion 31. And a second light sensor 38b and a third light sensor 37 provided at the rear of the body part 31, and are applied to an exploration robot using a solar panel, and the first light sensor 38a. ), When the third light sensor 37 of the second light sensor 38b and the third light sensor 37 has the brightest value, rotating the body 31 by 180 degrees; and When the first light sensor 38a has the brightest value among the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37, the body part 31 Rotating the direction of the first light sensor 38a in a direction toward the first light sensor 38a, advancing the body portion 31 by a predetermined distance; When the second light sensor 38b has the brightest value among the second light sensor 38b and the third light sensor 37, the direction of the body part 31 is determined by the second light sensor 38b. Rotating in the direction that the two-light sensor 38b is directed, and advancing the body portion 31 by a predetermined distance, characterized in that to perform the steps repeatedly.

또한, 본 발명에 따른 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇의 제어 방법의 다른 실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(41)와, 상기 몸체부(41)의 전방에 위치하여 장애물을 검지하는 초음파 센서(44)와, 상기 몸체부(41)의 후방에 위치하여 대상체를 포획하는 집게부(42)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 상기 몸체부(41)의 이동 표면에 이동 경로를 표시하는 이동경로 표시부와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 이동 표면에 표시된 이동 경로를 인식하는 인식 센서(46)를 포함하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇의 제어 방법을 제공하고, 이는 상기 초음파 센서(44)를 이용하여 상기 대상체와의 거리가 소정의 거리 이내로 판단되는 경우 상기 몸체부(41)를 180도 회전시키는 단계와, 상기 집게부(42)를 이용하여 상기 대상체를 포획하는 단계와, 상기 인식 센서(46)를 이용하여 상기 표시된 이동 경로를 따라 상기 몸체부(41)를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, as another embodiment of the control method of the probe robot using the solar panel according to the present invention, the body portion 41 including the solar panel, and the ultrasonic wave located in front of the body portion 41 to detect the obstacle A sensor 44, a forceps portion 42 positioned behind the body portion 41 to capture an object, and a lower portion of the body portion 41, and positioned on a moving surface of the body portion 41. The control method of the exploration robot using a solar panel including a movement path display unit for displaying a movement path, and a recognition sensor 46 located on the lower side of the body portion 41, and recognizes the movement path displayed on the moving surface. If the distance to the object is determined to be within a predetermined distance by using the ultrasonic sensor 44, this is the step of rotating the body portion 180 degrees, and using the forceps 42 Capturing the object, and And using the recognition sensor 46 to move the body part 41 along the displayed movement path.

본 발명에서는 빛을 통해 에너지를 획득하는 효율을 높이기 위해서 태양전지판의 방향을 가장 강한 빛이 제공되는 방향을 향하도록 제어하는 효과가 있다. In the present invention, in order to increase the efficiency of obtaining energy through the light has the effect of controlling the direction of the solar panel toward the direction in which the strongest light is provided.

또한, 탐사 중 출발지점으로 안전하게 복귀할 수 있도록 인식 센서를 이용하여 제어하는 효과가 있다. In addition, there is an effect of using a recognition sensor to safely return to the starting point during the exploration.

도 1은 종래의 탐사용 로봇의 개략적인 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 탐사용 로봇의 사시도.
도 3은 본 발며에 따른 탐사용 로봇의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 탐사용 로봇의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 탐사용 로봇의 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 탐사용 로봇의 동작 상태를 설명하는 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 탐사용 로봇의 동작 상태를 설명하는 흐름도.1 is a schematic structural diagram of a conventional exploration robot.
2 is a perspective view of a probe robot according to the present invention.
Figure 3 is a side view of the probe robot according to the present footing.
4 is a perspective view of a probe robot according to the invention.
5 is a side view of a probe robot according to the present invention.
6 is a flowchart for explaining an operating state of the probe robot according to the present invention;
7 is a flowchart illustrating an operating state of the probe robot according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Even if the terms are the same, it is to be noted that when the portions to be displayed differ, the reference signs do not coincide.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
The terms to be described below are terms set in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to a user's intention or custom such as an experimenter and a measurer, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

도 2는 본 발명에 따른 로봇의 실시예를 보여주는 사시도이고, 도 3은 이러한 로봇의 실시예를 보여주는 측면도이다. 이는 본체(31)를 중심으로 밑으로는 바퀴(33)와 바퀴(33)를 움직이는 모터(미도시)가 양쪽으로 두 개가 달리고, 뒤쪽 가운데로 본체를 지지해주는 체이서(35)를 제공한다. 2 is a perspective view showing an embodiment of a robot according to the present invention, Figure 3 is a side view showing an embodiment of such a robot. This provides a chaser 35 supporting two parts of the wheel 33 and a motor (not shown) moving the wheel 33 downward from the center of the main body 31 and supporting the main body at the rear center.

상측으로는 빛 센서(37, 38)가 달려 있는데, 전방을 향해 있는 센서는 양쪽으로 하나씩 달리며 왼쪽 위에 제공되는 것은 왼쪽 상측 방향을 향하고, 오른쪽에 제공되는 것은 오른쪽 상측 방향을 향하고 있다. There are light sensors 37 and 38 on the upper side, and the sensors facing forward run one side to each side, and the one provided on the left side faces the upper left direction, and the one provided on the right side faces the upper right direction.

후방을 향하는 빛 센서(37)는 중심부에 하나가 제공된다. 빛 센서는 3개만을 장착하고, 이는 프로그램 시 코딩을 최대한 간편히 하기 위함이다. One rear facing light sensor 37 is provided at the center. There are only three light sensors, to make coding as easy as possible when programming.

세 개를 장착하는 경우에는 로봇이 좌우로 움직이지 않고도 앞, 뒤 중에서 밝은쪽, 좌, 우 중에서 밝은 쪽을 쉽게 찾을 수 있는 장점이 있다. 물론 네 개 이상을 사용하는 경우에는 더 쉽게 찾을 수 있으나, 이 경우에는 코딩의 양이 세 개를 사용하는 경우보다 매우 증가함을 알 수 있다. In the case of mounting three pieces, the robot can easily find the bright side among the front and rear, the bright side among the front and rear without moving left and right. Of course, if you use more than four, it is easier to find, but in this case, the amount of coding is much higher than using three.

세 개를 사용하는 경우에는 앞, 뒤, 중 밝은 곳을 판단할 때에 2회의 판단(뒤와 왼쪽, 뒤와 오른쪽)만으로 가능하지만, 4개의 경우에는 4번을 판단해야 하고(뒤의 왼쪽과 앞의 왼쪽, 뒤의 왼쪽과 앞의 오른쪽 등), 이와 같이 판단한 다음에는 뒤가 더 밝을 경우 3개일 때에는 로봇이 한바퀴 돌면 될 것이지만, 4개의 경우에는 3개 처럼 동작을 시키면 센서가 4개인 이유가 없어지고, 그렇다고 뒤가 밝은 것과 앞이 밝을 때의 코딩이 대칭관계를 이루면 그래픽 기반인 nxt에서 코딩하기가 매우 어렵게 된다. In the case of using three, only two judgments (back and left, back and right) can be used when judging the bright spot in front, back and middle. Left, back left and front right, etc.), and after this determination, if the back is brighter, the robot would have to turn around once in three cases, but if you do the same in three cases, there will be no reason for four sensors. However, symmetry between the bright back and the bright front makes it very difficult to code in nxt, which is graphical.

따라서 센서는 세 개를 사용하는 것이 가장 최적화된 것으로 판단될 수 있다. Therefore, it can be judged that using three sensors is most optimized.

이러한 로봇의 제어 알고리즘은 두 단계로 나누어질 수 있다. 도 7은 이러한 로봇의 제어 알고리즘을 보여주고 있다. The control algorithm of such a robot can be divided into two stages. 7 shows a control algorithm of such a robot.

1단계는 앞쪽과 뒤쪽 중 밝은 곳을 찾는 것, 그리고 2단계는 왼쪽과 오른쪽 중에서 밝은 곳을 찾는 것이다. 먼저 앞쪽과 뒤쪽 중 밝은 곳을 알아내기 위해선 앞쪽을 바라보고 있는 두 센서(38a, 38b)와 뒤를 바라보고 있는 센서(37)가 가리키는 빛의 세기를 비교해야 한다. The first step is to find the bright side of the front and the rear, and the second step is to find the bright side of the left and the right. First, in order to find out a bright place between the front and the rear, it is necessary to compare the intensity of the light pointed by the two sensors 38a and 38b looking forward and the sensor 37 looking backward.

앞쪽을 바라보고 있는 센서들이 정면을 보는 것이 아니므로 둘 다 체크를 하여야 한다. Sensors looking forward are not looking forward, so both should be checked.

이후에는 두 가지의 사고로 나누어질 수 있다. 앞쪽에 있는 센서 둘이 모두 뒤쪽 센서보다 가리키는 세기가 큰 경우엔 빛이 앞쪽이 세다는 의미이므로 두 번째 단계로 들어가고 그것이 아닌 경우엔 뒤가 더 센 경우이므로 뒤로 돌아 1단계를 반복하게 한다. After that, it can be divided into two accidents. If both sensors in the front are greater than the sensor in the back, the light means the front is strong, so go into the second step. If it is not, the back is stronger, so go back and repeat step 1.

2단계에선 간단히 왼쪽을 가리키는 센서와 오른쪽을 가리키는 센서 사이의 빛의 세기만 비교해서 더 센 쪽으로 방향을 전환하도록 한 후에 전방으로 조금 전진하게 하는 것이다. In step 2, you simply compare the intensity of the light between the sensor pointing to the left and the sensor pointing to the right so that you can turn to the stronger side and then move forward a bit.

이상에서는 미지의 행성에서 자율 주행하는 로봇이 에너지원을 획득하기 위해 태양의 위치를 찾는 구조 및 알고리즘에 대해 설명하였다. 또한, 미지의 행성을 탐사하는데 있어서 미지의 행성의 기압이나, 풍속, 온도 등의 정보를 획득하는 것도 중요하지만, 그 행성의 구성 물질을 알아내는 것 역시 중요하다. In the above, the structure and algorithm for finding the position of the sun in order to obtain an energy source by an autonomous robot on an unknown planet have been described. In addition, it is important to acquire information such as air pressure, wind speed, and temperature of an unknown planet in exploration of an unknown planet, but it is also important to find out the composition of the planet.

그 행성의 구성 물질을 알아내기 위한 방법에는 여러가지가 있으나, 가장 확실한 방법은 물질을 채취해 와서 직접 관찰하며 분석하는 법이다. 이러한 임무를 수행하는 로봇은 몇 가지 필수적인 로직을 따라야 한다. There are many ways to find out what constitutes the planet, but the surest way is to take it out, observe it, and analyze it. Robots performing these tasks must follow some essential logic.

이때 가장 중요한 것은 시료를 채취한 후, 지정된 경로를 따라 로봇이 복귀할 수 있도록 제작해야 한다는 것이다. Most importantly, the sample must be taken and then manufactured so that the robot can return along the designated path.

이하 본 발명이 가지는 구성요소에 대해 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the components of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기(도면 미도시)에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(33)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하여 상기 몸체부(31)를 지지하는 체이서(35)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양측에 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)를 포함하는 탐사용 로봇을 제공한다. 2 and 3, as an embodiment according to the present invention, a body portion 31 including a solar panel and a lower portion of the body portion 31 are disposed by respective drivers (not shown). A pair of independently driven wheels 33, a chaser 35 positioned below the body portion 31 to support the body portion 31, and on both sides of the front of the body portion 31. Provided is a probe robot comprising a first light sensor (38a) and a second light sensor (38b) provided, and a third light sensor (37) provided behind the body portion (31).

구동기는 바퀴에 연결되어 있어, 바퀴의 회전에 필요한 동력을 발생시킨다. 기본적으로는 모터 등이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 구동기는 양쪽의 바퀴의 회전을 각각 제어할 수 있도록 제공되어, 몸체부의 회전이 가능하도록 한다. 체이서는 도면과 같은 구조일 수도 있고, 구동기에 연결되지 않은 바퀴의 형상일 수도 있다. The driver is connected to the wheels, generating the power required to rotate the wheels. Basically, the motor may be, but is not limited thereto. The driver is provided to control the rotation of both wheels, respectively, to enable the rotation of the body portion. The chaser may have a structure as shown in the figure or may be in the shape of a wheel not connected to a driver.

본 발명의 핵심은 세 개의 빛 센서를 사용하여, 가장 밝은 지점을 검지해내는 것에 있다. 본 명세서에서 사용하는 빛 센서는 감지되는 빛의 세기를 정량적인 데이터로 획득할 수 있는 센서를 의미한다. The key point of the present invention is to detect the brightest spot using three light sensors. As used herein, the light sensor refers to a sensor capable of acquiring quantitative data of detected light intensity.

상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 가장 밝은 방향을 판단하여, 상기 구동기를 제어하여 상기 태양전지판이 상기 가장 밝은 방향을 향하도록 상기 몸체부(31)의 방향을 조절하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다. 몸체부(31)의 방향은 바퀴 중 하나 만을 구동시켜서 방향 전환을 유도하게 된다. The brightest direction of the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37 is determined, and the driver is controlled so that the solar panel faces the brightest direction. It is preferable to include a control unit for adjusting the direction of the body portion 31 so as to. The direction of the body portion 31 drives only one of the wheels to induce a change of direction.

보다 바람직하게는, 상기 제1 빛 센서(38a) 및 상기 제2 빛 센서(38b)는 전방에 대해 측방으로 사선방향을 향하도록 제공되는 것을 특징으로 한다. 제3 빛 센서(37)는 후방의 중앙부에 위치하며, 후방을 향하도록 제공된다. More preferably, the first light sensor 38a and the second light sensor 38b are provided so as to face in a diagonal direction to the front side. The third light sensor 37 is located at the center of the rear and provided to face rearward.

이러한 탐사용 로봇은 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇은 상기 태양전지판으로부터 획득하는 에너지를 이용하여 상기 구동기의 동작을 위한 동력을 얻는 것을 특징으로 한다. The exploration robot is characterized in that the exploration robot using a solar panel obtains power for the operation of the driver by using the energy obtained from the solar panel.

본 발명은 탐사용 로봇이 가장 밝은 빛을 찾도록 하는 구조 및 그 제어방법에 있으므로, 이를 제외한 세부적인 구성요소에 대해서는 본 발명의 권리범위와 상관없으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the present invention is in the structure and control method for the exploration robot to find the brightest light, the detailed components other than this are not related to the scope of the present invention will be omitted.

본 발명에 의한 탐사용 로봇은 획득한 태양에너지를 이용하여 탐사 지역에서의 대상체를 획득하는 기능을 추가적으로 수행할 수 있어야 한다. 다만, 대상체를 포획한 후, 처음 출발하는 곳으로의 안전한 복귀를 위한 방법이 제공되어야 한다. The exploration robot according to the present invention should additionally perform a function of acquiring an object in the exploration area by using the obtained solar energy. However, after capturing the subject, a method should be provided for a safe return to the starting point.

이를 위해 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(41)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(43)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하여 상기 몸체부(41)를 지지하는 체이서(45)와, 상기 몸체부(41)의 후방에 위치하여 대상체를 포획하는 집게부(42)와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 상기 몸체부(41)의 이동 표면에 이동 경로를 표시하는 이동경로 표시부와, 상기 몸체부(41)의 하측에 위치하며, 이동 표면에 표시된 이동 경로를 인식하는 인식 센서(46)를 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, according to another embodiment of the present invention, a body portion 41 including a solar panel and a pair of wheels 43 positioned below the body portion 41 and independently driven by respective drivers are provided. And a chaser 45 positioned below the body portion 41 to support the body portion 41, a forceps portion 42 positioned behind the body portion 41 to capture an object, Located on the lower side of the body portion 41, the movement path display unit for displaying the movement path on the moving surface of the body portion 41, and the movement path located on the lower side of the body portion 41, and displayed on the moving surface Characterized in that it comprises a recognition sensor 46 to recognize.

여기에서 핵심은 이동경로 표시부와 인식 센서에 있다. 이동경로 표시부는 탐사용 로봇이 지나가는 이동 경로를 표시하는 기능을 수행한다. 이는 색상을 가지는 물질을 이동 표면에 도포하는 것으로 가능할 수 있다. 인식 센서는 표시된 이동 경로에 대한 표시를 인식한다. The key here is the movement path indicator and recognition sensor. The movement route display unit displays a movement route through which the probe robot passes. This may be possible by applying a colored material to the moving surface. The recognition sensor recognizes an indication of the displayed movement path.

즉, 제어부를 통해 몸체부(41)는 장애물을 피하면서 대상체까지의 이동 경로를 표시하게 된다. That is, the body part 41 displays the moving path to the object while avoiding obstacles through the control unit.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하고, 각각의 구동기에 의해 독립적으로 구동되는 한 쌍의 바퀴(33)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하여 지지하는 체이서(35)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양 측에 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 위치하여 대상체를 포획하는 집게부(42)와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하며, 상기 몸체부(31)의 이동 표면에 이동 경로를 표시하는 이동경로 표시부와, 상기 몸체부(31)의 하측에 위치하며, 이동 표면에 표시된 이동 경로를 인식하는 인식 센서(46)를 포함한다. As another embodiment according to the present invention, a body portion 31 including a solar panel, and a pair of wheels 33 which are positioned below the body portion 31 and independently driven by respective drivers and The first light sensor 38a and the second light sensor 38b provided at both sides of the front of the body part 31, and the chaser 35 positioned to support the body part 31 below the body part 31. , A third light sensor 37 provided at the rear of the body part 31, a forceps part 42 positioned at the rear of the body part 31 to capture an object, and the body part 31 of the third light sensor 37. Located on the lower side, the movement path display unit for displaying the movement path on the moving surface of the body portion 31, the recognition sensor 46 located on the lower side of the body portion 31, and recognizes the movement path displayed on the moving surface ).

이때, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 가장 밝은 방향을 판단하여, 상기 구동기를 제어하여 상기 태양전지판이 상기 가장 밝은 방향을 향하도록 상기 몸체부(31)의 방향을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the brightest direction of the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37 is determined, and the driver is controlled to control the solar cell panel in the brightest direction. It characterized in that it comprises a control unit for adjusting the direction of the body portion 31 to face.

이에 대한 설명은 앞에서 자세하게 설명한 바 있다. This has been described in detail above.

또한 본 발명에 따른 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇의 제어 방법은 태양전지판을 포함하는 몸체부(31)와, 상기 몸체부(31)의 전방의 양측에 사선방향으로 제공되는 제1 빛 센서(38a) 및 제2 빛 센서(38b)와, 상기 몸체부(31)의 후방에 제공되는 제3 빛 센서(37)를 포함하는 태양전지판을 이용한 탐사용 로봇에 적용되고, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제3 빛 센서(37)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)를 180도 회전시키는 단계를 포함한다. In addition, the control method of the probe robot using a solar panel according to the present invention is a body portion 31 including a solar panel, and the first light sensor 38a provided in diagonal directions on both sides of the front of the body portion 31. And a second light sensor 38b and a third light sensor 37 provided at the rear of the body part 31, and are applied to an exploration robot using a solar panel, and the first light sensor 38a. ), When the third light sensor 37 of the second light sensor 38b and the third light sensor 37 has the brightest value, rotating the body 31 by 180 degrees. Include.

상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제1 빛 센서(38a)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)의 방향을 상기 제1 빛 센서(38a)가 향하는 방향으로 회전시키고, 상기 몸체부(31)를 소정의 거리만큼 전진시키는 단계와, 상기 제1 빛 센서(38a), 상기 제2 빛 센서(38b), 및 상기 제3 빛 센서(37) 중 상기 제2 빛 센서(38b)가 가장 밝은 값을 가지는 경우, 상기 몸체부(31)의 방향을 상기 제2빛 센서(38b)가 향하는 방향으로 회전시키고, 상기 몸체부(31)를 소정의 거리만큼 전진시키는 단계를 포함하고, 상기 단계들을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다. When the first light sensor 38a has the brightest value among the first light sensor 38a, the second light sensor 38b, and the third light sensor 37, the body part 31 Rotating the direction of the first light sensor 38a in a direction that the first light sensor 38a faces, advancing the body portion 31 by a predetermined distance, the first light sensor 38a, and the second light sensor 38b. ) And when the second light sensor 38b has the brightest value among the third light sensors 37, the direction of the body part 31 is rotated in the direction toward the second light sensor 38b. And advancing the body portion 31 by a predetermined distance, and repeating the above steps.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.The present invention is not limited to the scope of the embodiments by the above embodiments, all having the technical spirit of the present invention can be seen to fall within the scope of the present invention, the present invention is the scope of the claims by the claims Note that is determined.

31, 41 : 몸체부, 33, 43 : 바퀴, 37 : 제3 빛 센서, 38a : 제1 빛 센서, 38b : 제2 빛 센서, 44 : 초음파 센서, 46 : 인식 센서31, 41: body portion, 33, 43: wheel, 37: third light sensor, 38a: first light sensor, 38b: second light sensor, 44: ultrasonic sensor, 46: recognition sensor

Claims

A body part 31 including a solar panel;
A pair of wheels 33 positioned below the body and independently driven by respective drivers;
First and second light sensors 38a and 38b provided at both sides of the front of the body part;
A third light sensor 37 provided at the rear of the body portion; And
A controller which determines the brightest direction among the first light sensor, the second light sensor, and the third light sensor, and controls the driver to adjust the direction of the body part so that the solar panel faces the brightest direction; Including,
The first light sensor 38a and the second light sensor 38b have a cylindrical shape which is disposed obliquely at right and left sides in front of the body part,
The third light sensor 37 has a cylindrical shape which is disposed at an oblique inclination toward the rear from the rear center of the body portion,
The control unit,
A first step of comparing brightness of light sensed by the third light sensor and the first light sensor;
A second step of comparing brightness of light sensed by the third light sensor and the second light sensor;
A third step of rotating the body part by 180 degrees when the brightness of the light detected by the third light sensor is brighter in both the first step and the second step; And
When the brightness of the light detected by one of the first light sensor and the second light sensor in the first and second steps is greater than the brightness of the light detected by the third light sensor, the first light sensor and the second light sensor A fourth step of comparing the brightness of the light detected by the light sensor; The exploration robot, characterized in that for adjusting the direction of the body portion through the process consisting of.

The method of claim 1,
The probe robot, characterized in that it further comprises a wheel-shaped chaser (35) located on the lower side of the body portion (31) to support the body portion (31).

The method of claim 1,
The exploration robot, characterized in that to obtain the power for the operation of the driver using the energy obtained from the solar panel.