KR101305336B1 - System for autonomous navigating wheelchair using differential global positioning system and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휠체어 자율 주행 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DGPS(Differential Global Positioning System)를 이용한 차량 내외부로의 경로 계획에 따라, 휠체어를 이용하는 교통약자를 목표 방향으로 안전하게 이동시킬 수 있어, 자율적으로 차량 승차 및 하차가 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a wheelchair autonomous driving system and a method thereof, and more particularly, according to a route plan to the inside and outside of a vehicle using a differential global positioning system (DGPS), it is possible to safely move a traffic weak person using a wheelchair in a target direction. The present invention relates to a technology for autonomous vehicle riding and getting off.
향후 교통약자를 위한 복지형 차량 및 시스템의 기술발전이 이루어질 전망이다. 현재, 교통약자 중에서 독자적으로 휠체어를 수납할 수 없는 중등도 장애를 가진 경우 타인의 도움이 없이 차량에 탑승할 수 있는 시스템을 요구하고 있다.In the future, technology development of welfare-type vehicles and systems for the disabled is expected. At present, there is a demand for a system that can be used to ride a vehicle without the assistance of others in the case of a handicapped person with a moderate disability that can not accommodate wheelchair independently.
한편, 휠체어 자율 주행 시스템과 관련해서는, 한국공개특허 10-2011-0118965호(이하, '선행문헌') 외에 다수 출원 및 공개되어 있다. On the other hand, with regard to the wheelchair autonomous driving system, a number of applications and publications other than Korea Patent Publication No. 10-2011-0118965 (hereinafter referred to as "prior literature") is disclosed.
선행문헌에 따른 시스템은, 휠체어에 장착하여 구성하는 자율주행 시스템에 있어서, 적외선 필터가 장착된 카메라와 광원을 이용하여 동공을 검출하여 중심점을 구하고, 그 중심점을 이용하여 반사점이 있을만한 영역을 지정 한 후 반사점들의 중심점을 검출하여. 구해진 중심점들의 관계로 현재 시선이 향하는 방향을 인식하고 그 방향에 해당하는 명령어를 모터 제어 모듈로 전달하여 휠체어를 제어하는 시선 인식 인터페이스; 초음파 센서들을 구성하고 상기 초음파 센서들에 의해 감지된 장애물 정보는 센서 제어 보드로 전달되고, 센서 제어 보드는 장애물이 있는지를 판단하고 장애물을 회피하도록 모터 제어 보드로 명령을 전달하게 구성되는 자율 주행 모듈; 로 구성되어 상기 시선 인식 인터페이스로 명령어를 전달하면 자율 주행 모듈이 동작하게 되고 자율 주행 모듈은 초기상태는 항상 멈춤 상태를 유지하고, 상기 시선 인식 인터페이스에서 동공과 두 반사점을 찾아 시선인식으로 진행의 명령어를 전달하면 상태는 진행 상태로 바뀌면서 본 발명 시스템에 장착된 전동휠체어가 앞으로 이동 하게 되고, 진행 상태에서 상기 센서가 장애물의 감지에 따라 상기휠체어의 진행이 변경되게 하는 것을 특징으로 하는 있다.The system according to the prior art is a self-driving system constructed by mounting on a wheelchair, using a camera equipped with an infrared filter and a light source to detect a pupil to obtain a center point, and using the center point to designate a region having a reflective point. By detecting the center of the reflection points. A gaze recognition interface for recognizing a direction in which a current gaze is directed based on the obtained center points and transferring a command corresponding to the direction to a motor control module to control a wheelchair; The autonomous driving module is configured to configure the ultrasonic sensors and the obstacle information sensed by the ultrasonic sensors is transmitted to the sensor control board, and the sensor control board is configured to determine whether there is an obstacle and transmit a command to the motor control board to avoid the obstacle. ; When the command is transmitted to the gaze recognition interface, the autonomous driving module operates and the autonomous driving module always stops the initial state, and finds the pupil and the two reflection points in the gaze recognition interface, and proceeds to the gaze recognition command. When the transmission state is changed to a progress state, the electric wheelchair mounted to the system of the present invention is moved forward, and in the progress state, the sensor is characterized in that the progress of the wheelchair changes according to the detection of the obstacle.
그러나, 선행문헌은 적외선 광원 카메라, 초음파 센서 등의 고가의 장비들을 필요로 하고, 시스템이 복잡해지는 문제점이 있었으며, 차량 승하차와 연계된 사항에 대해서는 전혀 고려되지 않은 문제점이 있었다.However, the prior art requires expensive equipment such as an infrared light source camera and an ultrasonic sensor, has a problem in that the system is complicated, and there is a problem that is not considered at all in connection with getting on and off the vehicle.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, DGPS(Differential Global Positioning System)를 이용한 차량 내외부로의 경로 계획에 따라, 휠체어를 이용하는 교통약자를 목표 방향으로 안전하게 이동시킬 수 있어, 자율적으로 차량 승차 및 하차가 가능하도록 하는 휠체어 자율 주행 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, according to the route planning to the inside and outside of the vehicle using the DGPS (Differential Global Positioning System), it is possible to safely move the vehicle using a wheelchair in the target direction, autonomously It is an object of the present invention to provide a wheelchair autonomous driving system and a method for allowing riding and getting off.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 휠체어 자율 주행 시스템에 관한 것으로서, DGPS와 연동하여, 차량 내외부의 목표 위치 및 방향을 기반으로 하는 경로 계획에 따라, 휠체어를 자율 주행시키는 휠체어 자율 주행 장치; 및 상기 휠체어 자율 주행 장치로부터 전송되는 신호에 따라 휠체어를 승하차시키기 위한 리프트 및 후드를 제어하며, 휠체어와 체결 또는 체결 해제되는 차량 탑승 장치; 를 포함한다.The present invention for achieving the technical problem relates to a wheelchair autonomous driving system, in conjunction with the DGPS, a wheelchair autonomous driving device for autonomous driving of the wheelchair according to a route plan based on the target position and direction inside and outside the vehicle; And a vehicle boarding device which controls a lift and a hood for getting on and off the wheelchair according to a signal transmitted from the wheelchair autonomous driving device, and which is engaged or released with the wheelchair. .
또한 상기 휠체어 자율 주행 장치는, 사용자의 입력신호를 바탕으로 승하차에 관한 정보를 생성하며, 차량 탑승 장치와 '승하차요청' , '차량제어' 및 '승하차종료' 를 포함하는 승하차에 관한 각종 정보를 송수신하는 승하차 정보 생성부; DGPS와 연동되어, 차량 내외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하고, 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하여 휠체어 구동부로 전송하는 DGPS 연동부; 및 상기 리프트로의 진입 또는 퇴출경로, 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하며, 연산된 정보와 상기 DGPS 연동부로부터 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어를 자율 주행시키는 휠체어 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wheelchair autonomous driving device generates information on getting on and off based on a user's input signal, and receives various information about getting on and off the vehicle, including the boarding device and the getting on and off request, the vehicle control, and the end of getting off and on. Getting on and off the information generating unit; A DGPS linkage unit that interlocks with the DGPS, generates a route plan based on a target position and orientation inside and outside the vehicle, generates driving information according to the route plan, and transmits the driving information to the wheelchair driver; And a wheelchair driver configured to calculate a speed and a motor compensation angle according to an entry or exit path to the lift and a slope in real time, and to autonomously drive a wheelchair based on the calculated information and driving information generated from the DGPS linkage unit. Characterized in that it comprises a.
또한 상기 DGPS 연동부는, 상기 휠체어를 경로 계획대로 자율 주행시킬 수 있도록, 돌발 상황을 모니터링 하며, 상기 돌발 상황은, 승하차 정보 생성부 및 차량 탑승 장치를 통해 출력되는 것을 특징으로 한다.In addition, the DGPS interlocking unit monitors the accident situation so that the wheelchair can autonomously run as the route plan, and the accident situation is output through the getting on and off information generation unit and the vehicle boarding device.
또한 상기 DGPS 연동부는, 상기 휠체어, 차량, 휠체어 자율 주행 장치 및 차량 탑승 장치에 위치하는 DGPS 포인트를 기반으로 DGPS와 연동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the DGPS interlocking unit, characterized in that the interlocking with the DGPS based on the DGPS point located in the wheelchair, vehicle, wheelchair autonomous driving device and vehicle vehicle.
또한 상기 휠체어 구동부는, 자이로 센서 및 가속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The wheelchair drive unit may include a gyro sensor and an acceleration sensor.
또한 상기 휠체어 구동부는, 상기 차량의 후면에 장착된 장애물 감지센서 및 휠체어에 장착된 장애물 감지센서와 연동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the wheelchair drive unit, characterized in that the interlocking with the obstacle sensor mounted on the rear of the vehicle and the obstacle sensor mounted on the wheelchair.
그리고 상기 차량 탑승 장치는, 상기 휠체어 자율 주행 장치로부터 전송되는 정보를 바탕으로 구동부를 제어하는 구동 제어부; 상기 구동 제어부의 제어에 의해, 휠체어를 승하차시키기 위한 리프트 및 후드를 구동시키는 구동부; 및 상기 휠체어와 체결 및 체결 해제되며, 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 체결부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vehicle boarding device may include: a driving control unit controlling a driving unit based on information transmitted from the wheelchair autonomous driving device; A drive unit for driving a lift and a hood for getting on and off the wheelchair under control of the drive control unit; And a fastening part which is fastened to and released from the wheelchair and generates and outputs a 'ride off signal' according to the fastening; Characterized in that it comprises a.
한편, 본 발명은 휠체어 자율 주행 방법에 있어서, (a) 휠체어 자율 주행 장치가 사용자의 입력신호를 수신하는 단계; (b) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 사용자의 입력신호가 승차요청 정보인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 판단결과, 승차요청 정보일 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치가 '승차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치로 전송하는 단계; (d) 차량 탑승 장치가 상기 '승차 요청신호' 에 따라 후드가 열리고 리프트가 지면에 내려오도록 제어하는 단계; (e) 상기 차량 탑승 장치가 휠체어 자율 주행 장치로 리프트 및 후드 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송하는 단계; (f) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 DGPS와 연동되어, 차량 내부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하는 단계; (g) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하는 단계; (h) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 리프트로의 진입경로 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하는 단계; (i) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 상기 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보와, 상기 (g) 단계를 통해 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어를 자율 주행시켜 차량 내의 목표 위치로 승차시키는 단계; 및 (j) 상기 휠체어가 승차함에 따라 차량 탑승 장치와 체결된 경우, 차량 탑승 장치가 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention is a wheelchair autonomous driving method, (a) a wheelchair autonomous driving device receiving a user's input signal; (b) the wheelchair autonomous driving device determining whether a user's input signal is ride request information; (c) in the case of the boarding request information, determining that the wheelchair autonomous driving device generates a 'ride request signal' and transmits it to the vehicle boarding device; (d) controlling, by the vehicle boarding device, that the hood is opened and the lift descends to the ground according to the 'ride request signal'; (e) transmitting, by the vehicle boarding device, a vehicle control end signal relating to lift and hood control to the wheelchair autonomous driving device; (f) the wheelchair autonomous driving device interlocked with the DGPS to generate a route plan based on a target position and orientation in the vehicle; (g) generating, by the wheelchair autonomous driving device, driving information according to a route plan; (h) calculating, by the wheelchair autonomous driving device, a speed and a motor compensation angle according to an entry path and an inclination to a lift in real time; (i) allowing the wheelchair autonomous driving device to autonomously drive the wheelchair to a target position in the vehicle based on the calculation information regarding the speed and the motor compensation angle and the driving information generated through the step (g); And (j) generating and outputting a 'ride off signal' according to the vehicle boarding device when the wheelchair is fastened with the vehicle boarding device as the passenger boards the vehicle; Characterized in that it comprises a.
그리고 (k) 상기 (b) 단계의 판단결과, 승차요청 정보가 아닌 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치가 하차요청 정보인지 여부를 판단하는 단계; (l) 상기 (k) 단계의 판단결과, 하차요청 정보일 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치가 '하차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치로 전송하는 단계; (m) 상기 차량 탑승 장치가 상기 '하차 요청신호' 에 따라 후드가 열리고 리프트가 지면에 내려오도록 제어하는 단계; (n) 상기 차량 탑승 장치가 휠체어 자율 주행 장치로 리프트 및 후드 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송하는 단계; (o) 휠체어가 하차함에 따라 차량 탑승 장치와 체결 해제된 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치가 DGPS와 연동되어, 차량 외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하는 단계; (p) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하는 단계; (q) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 리프트로의 퇴출경로 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하는 단계; (r) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 차량의 후면에 장착된 장애물 감지센서 및 휠체어에 장착된 장애물 감지센서와 연동하여 주행경로에 따른 장애물 정보를 생성하는 단계; (s) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 상기 (p) 단계를 통해 생성된 구동정보, 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보 및 주행경로에 따른 장애물 정보를 바탕으로 휠체어를 자율 주행시켜 차량 외부 목표 위치로 하차시키는 단계; 및 (t) 상기 휠체어 자율 주행 장치가 사용자의 입력신호를 바탕으로 '하차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. And (k) determining whether the wheelchair autonomous driving device is the disembarkation request information when the determination result of the step (b) is not the ride request information; (l) in the case of the step (k), when the get off request information, the wheelchair autonomous driving device generates a 'get off request signal' and transmits it to the vehicle boarding device; (m) controlling, by the vehicle boarding device, that the hood is opened and the lift descends to the ground according to the 'get off request signal'; (n) the vehicle boarding device transmitting a 'vehicle control end signal' regarding lift and hood control to the wheelchair autonomous driving device; (o) When the wheelchair is disengaged with the vehicle boarding device as the passenger gets off, the wheelchair autonomous driving device is interlocked with the DGPS to generate a route plan based on a target position and orientation outside the vehicle. step; (p) generating, by the wheelchair autonomous driving device, driving information according to a route plan; (q) calculating, by the wheelchair autonomous driving device, a speed and a motor compensation angle according to the exit path and the slope to the lift in real time; (r) generating, by the wheelchair autonomous driving device, obstacle information according to a driving route in association with an obstacle detecting sensor mounted on a rear of a vehicle and an obstacle detecting sensor mounted on a wheelchair; (s) The wheelchair autonomous driving device autonomously drives the wheelchair based on the driving information generated through the step (p), the calculation information on the speed and motor compensation angle, and the obstacle information according to the driving path, to the target position outside the vehicle. Getting off; And (t) the wheelchair autonomous driving device generating and outputting a 'stopping stop signal' based on a user's input signal; Characterized in that it comprises a.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 중증도 교통약자에 있어 안전한 차량 승차 및 하차가 가능하며, 차량운행의 기피원인인 휠체어 하차 후 탑승, 그리고 휠체어 탑재 등의 타인의 도움이 필요한 원인이 제거될 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, it is possible to safely ride and get off the vehicle in the severely vulnerable traffic weakness, the cause that can be eliminated after getting off the wheelchair, which is the cause of avoidance of the vehicle operation, and the need for help of others such as mounting the wheelchair can be removed. There is.
도 1 은 본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 시스템을 개념적으로 보이는 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 시스템에 관한 세부 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 방법에 관한 전체 흐름도. 1 is a schematic overall view showing a wheelchair autonomous driving system according to the present invention.
2 is a detailed block diagram of a wheelchair autonomous driving system according to the present invention.
3 is an overall flowchart of a wheelchair autonomous driving method according to the present invention.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 시스템에 관하여 도 1 내지 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The wheelchair autonomous driving system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2 as follows.
도 1 은 본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 휠체어 자율 주행 장치(100) 및 차량 탑승 장치(200)를 포함하여 이루어진다. FIG. 1 is an overall configuration diagram conceptually illustrating a wheelchair autonomous driving system S according to the present invention, and includes a wheelchair
휠체어 자율 주행 장치(100)는 DGPS와 연동하여, 차량(20) 내외부의 목표 위치 및 방향을 기반으로 하는 경로 계획에 따라, 휠체어(10)를 자율 주행시키는 기능을 수행하는 바, 도 2 에 도시된 바와 같이 승하차 정보 생성부(110), DGPS 연동부(120) 및 휠체어 구동부(130)를 포함한다. The wheelchair
승하차 정보 생성부(110)는 사용자의 입력신호를 바탕으로 승하차에 관한 정보를 생성하며, 차량 탑승 장치(200)와 '승하차요청' , '차량제어' 및 '승하차종료' 등의 승하차에 관한 각종 정보를 송수신한다. The getting on and off
구체적으로, 승차의 경우, 승하차 정보 생성부(110)는 사용자의 승차에 관한 입력신호를 바탕으로, '승차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송한다. 이후, 차량 탑승 장치(200)로부터 리프트(30) 및 후드(40) 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 수신하여 출력한다. 또한, 휠체어(10)가 차량 탑승 장치(200)에 체결될 경우, 차량 탑승 장치(200)로부터 '승차종료 신호' 를 수신하여 출력할 수 있다.In detail, in the case of boarding, the boarding
한편, 하차의 경우, 승하차 정보 생성부(110)는 사용자의 하차에 관한 입력신호를 바탕으로, '하차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송한다. 또한, 하차 목표 위치로 휠체어(10)가 하차한 경우, '하차종료 신호' 를 생성하여 출력한다. Meanwhile, in the case of getting off, the getting on and off
이때, 승하차 정보 생성부(110)를 포함한 휠체어 자율 주행 장치(100)는 차량의 근거리, 차량으로부터 약 10m 거리 내외에 위치하는 것이 바람직하다.
In this case, the wheelchair
DGPS 연동부(120)는 DGPS와 연동되어, 차량(20) 내외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하고, 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하여 휠체어 구동부(130)로 전송한다. The DGPS
즉, DGPS 연동부(120)는 휠체어(10), 차량(20), 휠체어 자율 주행 장치(100) 및 차량 탑승 장치(200)에 위치하는 DGPS 포인트를 기반으로 DGPS와 연동된다. That is, the DGPS
또한, DGPS 연동부(120)는 휠체어(10)를 경로 계획대로 자율 주행시킬 수 있도록, 장애물 등에 의한 돌발 상황 등을 모니터링 하며, 이러한 돌발 상황은, 승하차 정보 생성부(110) 및 차량 탑승 장치(200)를 통해 출력될 수 있다.
In addition, the DGPS
휠체어 구동부(130)는 전동 휠체어 구동부로서, 자이로 센서(131) 및 가속도 센서(132)를 포함하여 구성되어, 리프트(30)로의 진입 또는 퇴출경로, 및 경사도 등에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하며, 연산된 정보와 상기 DGPS 연동부(120)로부터 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시킨다. The
또한, 휠체어 구동부(130)는 차량(20)의 후면에 장착된 장애물 감지센서(50) 및 휠체어(10)에 장착된 장애물 감지센서(60)와 연동되어, 자율 주행시킬 수도 있다.
In addition, the
한편, 본 발명에 따른 승하차 정보 생성부(110) 및 DGPS 연동부(120) 및 휠체어 구동부(130) 각각 또는 전부는 차량 탑승 장치(200)와 휠체어 자율 주행에 관한 정보를 입력 및 출력할 수 있는 어플리케이션 형태로 구현되어, 무선 랜을 통해 인터넷 접속이 가능한 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 모바일 PC 또는 리모컨 등에 적용될 수 있다.
Meanwhile, each or all of the getting on and off
차량 탑승 장치(200)는 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)로부터 전송되는 신호에 따라 휠체어(10)를 승하차시키기 위한 리프트(30) 및 후드(40)를 제어하며, 휠체어(10)와 체결 또는 체결 해제되는 기능을 수행하는 바, 상기 도 2 에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(210), 구동부(220) 및 체결부(230)를 포함한다. The
구동 제어부(210)는 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)로부터 전송되는 정보를 바탕으로 구동부(220)를 제어한다.
The driving control unit 210 controls the driving unit 220 based on the information transmitted from the getting on and off
구동부(220)는 상기 구동 제어부(210)의 제어에 의해, 휠체어(10)를 승하차시키기 위한 리프트(30) 및 후드(40)를 구동시킨다.
The driving unit 220 drives the
체결부(230)는 휠체어(10)와 체결 및 체결 해제되며, 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력한다. 이때, 상기 '승차종료 신호' 는 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)로 전송 가능하다. The fastening unit 230 is fastened and released with the
한편, 체결부(230)는 휠체어(10)와 체결용 지그 등이 설치될 수 있다. On the other hand, the fastening unit 230 may be a
본 실시예에서는, 휠체어(10)의 승하차 움직임에 따라 자동 체결 및 체결 해제되는 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는 바, 수동으로 체결 및 체결 해제 되거나, 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)로부터 전송되는 정보를 바탕으로, 체결부(230)가 구동되어 휠체어(10)와 체결 및 체결 해제되는 것으로도 설정 가능하다.
In the present embodiment, it is set to be automatically fastened and released according to the getting on and off movement of the
이하에서는, 상술한 휠체어 자율 주행 시스템을 이용한 휠체어 자율 주행 방법에 관하여 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a wheelchair autonomous driving method using the above-described wheelchair autonomous driving system will be described with reference to FIG. 3.
도 3 은 본 발명에 따른 휠체어 자율 주행 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)는 사용자의 입력신호를 수신하여(S10), 승차요청 정보인지 여부를 판단한다(S20). 3 is an overall flowchart of a wheelchair autonomous driving method according to the present invention. As shown in the drawing, the getting on and off
제S20 단계의 판단결과, 승차요청 정보일 경우, 승하차 정보 생성부(110)는 '승차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송한다(S30). As a result of the determination of step S20, when the boarding request information, the boarding
또한, 차량 탑승 장치(200)의 구동 제어부(210)는 상기 '승차 요청신호' 에 따라 후드(40)가 열리고 리프트(30)가 지면에 내려오도록 제어하고(S40), 승하차 정보 생성부(110)로 리프트(30) 및 후드(40) 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송한다(S50).In addition, the driving controller 210 of the
이후, 휠체어 자율 주행 장치(100)의 DGPS 연동부(120)는 DGPS와 연동되어, 차량(20) 내부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하고(S60), 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하여 휠체어 구동부(130)로 전송한다(S70). Thereafter, the
뒤이어, 휠체어 구동부(130)는 자이로 센서(131) 및 가속도 센서(132)를 통해 리프트(30)로의 진입경로 및 경사도 등에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하며(S80), 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보와, 상기 DGPS 연동부(120)로부터 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시켜 차량(20) 내의 목표 위치로 승차시킨다(S90). Subsequently, the
또한, 휠체어(10)가 승차함에 따라 차량 탑승 장치(200)의 체결부(230)와 체결된 경우, 체결부(230)는 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력한다(S100).
In addition, when the
한편, 상기 제S20 단계의 판단결과, 승차요청 정보가 아닌 경우, 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)는 하차요청 정보인지 여부를 판단한다(S110).On the other hand, when the determination result of step S20, the ride request information is not, the getting on and off
제S110 단계의 판단결과, 하차요청 정보일 경우, 승하차 정보 생성부(110)는 '하차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송한다(S120). As a result of the determination in step S110, when the get-off request information, the getting on and off
또한, 차량 탑승 장치(200)의 구동 제어부(210)는 상기 '하차 요청신호' 에 따라 후드(40)가 열리고 리프트(30)가 지면에 내려오도록 제어하고(S130), 승하차 정보 생성부(110)로 리프트(30) 및 후드(40) 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송한다(S140).In addition, the driving controller 210 of the
휠체어(10)가 하차함에 따라 차량 탑승 장치(200)의 체결부(230)와 체결 해제된 경우, 휠체어 자율 주행 장치(100)의 DGPS 연동부(120)는 DGPS와 연동되어, 차량(20) 외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하고(S150), 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하여 휠체어 구동부(130)로 전송한다(S160). When the
뒤이어, 휠체어 구동부(130)는 자이로 센서(131) 및 가속도 센서(132)를 통해 리프트(30)로의 퇴출경로 및 경사도 등에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하며(S170), 차량(20)의 후면에 장착된 장애물 감지센서(50) 및 휠체어(10)에 장착된 장애물 감지센서(60)와 연동하여 주행경로에 따른 장애물 정보를 생성한다(S180).Subsequently, the
또한, 휠체어 구동부(130)는 상기 DGPS 연동부(120)로부터 생성된 구동정보, 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보 및 주행경로에 따른 장애물 정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시켜 차량(20) 외부 목표 위치로 하차시킨다(S190). In addition, the
이후, 휠체어 자율 주행 장치(100)의 승하차 정보 생성부(110)는 사용자의 입력신호를 바탕으로 '하차종료 신호' 를 생성하여 출력한다(S200). 한편, 상기 제S110 단계의 판단결과, 하차요청 정보일 경우, 프로세스를 종료한다.
Thereafter, the getting on and off
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
S: 휠체어 자율 주행 시스템
100: 휠체어 자율 주행 장치 110: 승하차 정보 생성부
120: DGPS 연동부 130: 휠체어 구동부
131: 자이로 센서 132: 가속도 센서
200: 차량 탑승 장치 210: 구동 제어부
220: 구동부 230: 체결부
10: 휠체어 20: 차량
30: 리프트 40: 후드
50: 차량 장애물 감지센서 60: 휠체어 장애물 감지센서S: Wheelchair Autonomous Driving System
100: wheelchair autonomous driving device 110: getting on and off information generation unit
120: DGPS linkage unit 130: wheelchair drive unit
131: gyro sensor 132: acceleration sensor
200: vehicle boarding device 210: drive control unit
220: drive unit 230: fastening unit
10: wheelchair 20: vehicle
30: lift 40: hood
50: vehicle obstacle detection sensor 60: wheelchair obstacle detection sensor
Claims (9)
상기 휠체어 자율 주행 장치(100)로부터 전송되는 신호에 따라 휠체어(10)를 승하차시키기 위한 리프트(30) 및 후드(40)를 제어하며, 휠체어(10)와 체결 또는 체결 해제되는 차량 탑승 장치(200); 를 포함하되,
상기 차량 탑승 장치(200)는,
상기 휠체어 자율 주행 장치(100)로부터 전송되는 정보를 바탕으로 구동부(220)를 제어하는 구동 제어부(210);
상기 구동 제어부(210)의 제어에 의해, 휠체어(10)를 승하차시키기 위한 리프트(30) 및 후드(40)를 구동시키는 구동부(220); 및
상기 휠체어(10)와 체결 및 체결 해제되며, 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 체결부(230); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
A wheelchair autonomous driving device 100 that autonomously drives the wheelchair 10 according to a route plan based on a target position and a direction inside and outside the vehicle 20 in association with the DGPS; And
The vehicle boarding device 200 which controls the lift 30 and the hood 40 for getting on and off the wheelchair 10 according to a signal transmitted from the wheelchair autonomous driving device 100, and is engaged or released with the wheelchair 10. ); Including but not limited to:
The vehicle boarding device 200,
A driving control unit 210 for controlling the driving unit 220 based on the information transmitted from the wheelchair autonomous driving device 100;
A drive unit 220 driving the lift 30 and the hood 40 for getting on and off the wheelchair 10 under the control of the drive control unit 210; And
A fastening part 230 which is fastened to and released from the wheelchair 10 and generates and outputs a 'ride-out signal' according to the fastening; Wheelchair autonomous running system comprising a.
상기 휠체어 자율 주행 장치(100)는,
사용자의 입력신호를 바탕으로 승하차에 관한 정보를 생성하며, 차량 탑승 장치(200)와 '승하차요청' , '차량제어' 및 '승하차종료' 를 포함하는 승하차에 관한 각종 정보를 송수신하는 승하차 정보 생성부(110);
DGPS와 연동되어, 차량(20) 내외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하고, 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하여 휠체어 구동부(130)로 전송하는 DGPS 연동부(120); 및
상기 리프트(30)로의 진입 또는 퇴출경로, 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하며, 연산된 정보와 상기 DGPS 연동부(120)로부터 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시키는 휠체어 구동부(130); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
The method of claim 1,
The wheelchair autonomous driving device 100,
Generate information about getting on and off based on the input signal of the user, and generating getting on and off information for transmitting and receiving various information about getting on and off including the vehicle boarding device 200 and the getting on and off request, the vehicle control and the getting off and ending Part 110;
In conjunction with the DGPS, the DGPS interworking to generate a route plan based on the target position and orientation (inside and outside the vehicle 20), to generate the driving information according to the route plan to the wheelchair drive unit 130 Unit 120; And
It calculates the speed and motor compensation angle according to the entry or exit path to the lift 30, and the slope in real time, and based on the calculated information and the driving information generated from the DGPS linkage unit 120, the wheelchair 10 is operated. Wheelchair drive unit 130 for autonomous driving; Wheelchair autonomous running system comprising a.
상기 DGPS 연동부(120)는,
상기 휠체어(10)를 경로 계획대로 자율 주행시킬 수 있도록, 돌발 상황을 모니터링 하며, 상기 돌발 상황은, 승하차 정보 생성부(110) 및 차량 탑승 장치(200)를 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
3. The method of claim 2,
The DGPS interworking unit 120,
Monitor the accident situation so that the wheelchair 10 can be autonomously driven according to the route plan, and the accident situation is output through the getting on / off information generation unit 110 and the vehicle boarding device 200. Odometer system.
상기 DGPS 연동부(120)는,
상기 휠체어(10), 차량(20), 휠체어 자율 주행 장치(100) 및 차량 탑승 장치(200)에 위치하는 DGPS 포인트를 기반으로 DGPS와 연동되는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
3. The method of claim 2,
The DGPS interworking unit 120,
The wheelchair autonomous driving system, characterized in that the interlocking with the DGPS based on the DGPS points located in the wheelchair (10), the vehicle (20), the wheelchair autonomous driving device (100) and the vehicle boarding device (200).
상기 휠체어 구동부(130)는,
자이로 센서(131) 및 가속도 센서(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
3. The method of claim 2,
The wheelchair drive unit 130,
Wheelchair autonomous running system comprising a gyro sensor (131) and an acceleration sensor (132).
상기 휠체어 구동부(130)는,
상기 차량(20)의 후면에 장착된 장애물 감지센서(50) 및 휠체어(10)에 장착된 장애물 감지센서(60)와 연동되는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 시스템.
3. The method of claim 2,
The wheelchair drive unit 130,
Wheelchair autonomous driving system, characterized in that the interlocking with the obstacle sensor 50 mounted on the rear of the vehicle 20 and the obstacle sensor 60 mounted on the wheelchair (10).
(a) 휠체어 자율 주행 장치(100)가 사용자의 입력신호를 수신하는 단계;
(b) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 사용자의 입력신호가 승차요청 정보인지 여부를 판단하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 판단결과, 승차요청 정보일 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 '승차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송하는 단계;
(d) 차량 탑승 장치(200)가 상기 '승차 요청신호' 에 따라 후드(40)가 열리고 리프트(30)가 지면에 내려오도록 제어하는 단계;
(e) 상기 차량 탑승 장치(200)가 휠체어 자율 주행 장치(100)로 리프트(30) 및 후드(40) 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송하는 단계;
(f) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 DGPS와 연동되어, 차량(20) 내부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하는 단계;
(g) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하는 단계;
(h) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 리프트(30)로의 진입경로 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하는 단계;
(i) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 상기 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보와, 상기 (g) 단계를 통해 생성된 구동정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시켜 차량(20) 내의 목표 위치로 승차시키는 단계; 및
(j) 상기 휠체어(10)가 승차함에 따라 차량 탑승 장치(200)와 체결된 경우, 차량 탑승 장치(200)가 체결에 따른 '승차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 방법.
In the wheelchair autonomous driving method,
(a) the wheelchair autonomous driving device 100 receiving an input signal from a user;
(b) the wheelchair autonomous driving device 100 determining whether a user's input signal is ride request information;
(c) in the case of the boarding request information, determining that the wheelchair autonomous driving device 100 generates a 'ride request signal' and transmits it to the vehicle boarding device 200;
(d) controlling the vehicle boarding device 200 so that the hood 40 is opened and the lift 30 descends to the ground according to the 'ride request signal';
(e) the vehicle boarding device 200 transmitting a 'vehicle control end signal' regarding the control of the lift 30 and the hood 40 to the wheelchair autonomous driving device 100;
(f) the wheelchair autonomous driving device 100 interworking with DGPS to generate a route plan based on a target position and orientation in the vehicle 20;
(g) generating, by the wheelchair autonomous driving device 100, driving information according to a route plan;
(h) calculating, by the wheelchair autonomous driving device 100, a speed and a motor compensation angle according to an entry path and an inclination to the lift 30 in real time;
(i) The wheelchair autonomous driving device 100 autonomously drives the wheelchair 10 based on the calculation information regarding the speed and motor compensation angle and the driving information generated through the step (g). Riding to a target position in the vehicle; And
(j) when the wheelchair 10 is fastened with the vehicle boarding device 200 as the passenger boards the vehicle, the vehicle boarding device 200 generates and outputs a 'ride off signal' according to the fastening; Wheelchair autonomous driving method comprising a.
(k) 상기 (b) 단계의 판단결과, 승차요청 정보가 아닌 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 하차요청 정보인지 여부를 판단하는 단계;
(l) 상기 (k) 단계의 판단결과, 하차요청 정보일 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 '하차 요청신호' 를 생성하여 차량 탑승 장치(200)로 전송하는 단계;
(m) 상기 차량 탑승 장치(200)가 상기 '하차 요청신호' 에 따라 후드(40)가 열리고 리프트(30)가 지면에 내려오도록 제어하는 단계;
(n) 상기 차량 탑승 장치(200)가 휠체어 자율 주행 장치(100)로 리프트(30) 및 후드(40) 제어에 관한 '차량제어 종료신호' 를 전송하는 단계;
(o) 휠체어(10)가 하차함에 따라 차량 탑승 장치(200)와 체결 해제된 경우, 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 DGPS와 연동되어, 차량(20) 외부의 목표 위치(position) 및 방향(orientation)을 기반으로 하는 경로 계획을 생성하는 단계;
(p) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 경로 계획에 따른 구동정보를 생성하는 단계;
(q) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 리프트(30)로의 퇴출경로 및 경사도에 따른 속도 및 모터 보상각을 실시간으로 연산하는 단계;
(r) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 차량(20)의 후면에 장착된 장애물 감지센서(50) 및 휠체어(10)에 장착된 장애물 감지센서(60)와 연동하여 주행경로에 따른 장애물 정보를 생성하는 단계;
(s) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 상기 (p) 단계를 통해 생성된 구동정보, 속도 및 모터 보상각에 관한 연산정보 및 주행경로에 따른 장애물 정보를 바탕으로 휠체어(10)를 자율 주행시켜 차량(20) 외부 목표 위치로 하차시키는 단계; 및
(t) 상기 휠체어 자율 주행 장치(100)가 사용자의 입력신호를 바탕으로 '하차종료 신호' 를 생성하여 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 자율 주행 방법.The method of claim 8,
(k) determining that the wheelchair autonomous driving device 100 is the request for getting off, if the result of the determination of step (b) is not the request for boarding;
(l) when the determination result of step (k) indicates that the request for getting off is performed, the wheelchair autonomous driving device 100 generating a 'getting off request signal' and transmitting it to the vehicle boarding device 200;
(m) controlling the vehicle boarding device 200 so that the hood 40 is opened and the lift 30 descends to the ground according to the 'get off request signal';
(n) the vehicle boarding device 200 transmitting a 'vehicle control end signal' regarding the control of the lift 30 and the hood 40 to the wheelchair autonomous driving device 100;
(o) When the wheelchair 10 is disengaged with the vehicle boarding device 200 as the vehicle gets off, the wheelchair autonomous driving device 100 is interlocked with the DGPS, and thus the target position and direction outside the vehicle 20. generating a route plan based on an orientation;
(p) generating, by the wheelchair autonomous driving device 100, driving information according to a route plan;
(q) calculating, by the wheelchair autonomous driving device 100, the speed and the motor compensation angle according to the exit path and the slope to the lift 30 in real time;
(r) obstacle information according to the driving path of the wheelchair autonomous driving device 100 in conjunction with the obstacle detecting sensor 50 mounted on the rear of the vehicle 20 and the obstacle detecting sensor 60 mounted on the wheelchair 10. Generating a;
(s) The wheelchair autonomous driving device 100 autonomously drives the wheelchair 10 based on driving information generated through the step (p), calculation information on the speed and motor compensation angle, and obstacle information according to the driving route. To get off to the target position outside the vehicle 20; And
(t) the wheelchair autonomous driving device 100 generating and outputting a 'stopping stop signal' based on a user's input signal; Wheelchair autonomous driving method comprising a.
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KR1020120010226A KR101305336B1 (en) | 2012-02-01 | 2012-02-01 | System for autonomous navigating wheelchair using differential global positioning system and method therefor |
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