KR101307045B1 - 인명 구조 로봇 - Google Patents

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홍인기
김동한
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 인명 구조 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소형으로 제작되어 자연 피해나 인공 피해로 인해 붕괴된 건축물 잔해를 자유롭게 이동하여 붕괴된 건축물 잔해에 매몰되어 있는 사람을 감지하며, 사람을 감지하는 순간 이동을 멈추고 사람 감지 신호를 생성하여 주변 인명 구조 로봇으로 송신하며 사람 감지 신호를 수신하는 인명 구조 로봇은 사람 감지 신호의 카운트 식별자를 증가시켜 카운트 식별자가 감소하는 방향에 위치하는 인명 구조 로봇을 따라가며 붕괴된 건축물에서 매몰된 사람을 용이하게 구조할 수 있는 인명 구조 로봇에 관한 것이다.

Description

인명 구조 로봇{ROBOT FOR LIFE-SAVING}
본 발명은 인명 구조 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소형으로 제작되어 자연 피해나 인공 피해로 인해 붕괴된 건축물 잔해를 자유롭게 이동하여 붕괴된 건축물 잔해에 매몰되어 있는 사람을 감지하며, 사람을 감지하는 순간 이동을 멈추고 사람 감지 신호를 생성하여 주변 인명 구조 로봇으로 송신하며 사람 감지 신호를 수신하는 인명 구조 로봇은 사람 감지 신호의 카운트 식별자를 증가시켜 카운트 식별자가 감소하는 방향에 위치하는 인명 구조 로봇을 따라가며 붕괴된 건축물에서 매몰된 사람을 용이하게 구조할 수 있는 인명 구조 로봇에 관한 것이다.
최근 들어, 환경 재앙으로 인하여 전세계적으로 지진 발생횟수가 많아지고 국부적으로 많은 강우량의 비가 내려 건물이 붕괴하거나 산사태가 발생하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 환경 재앙으로부터 사람과 건축물을 보호하기 위하여 지진에 견고한 건축 기술이 개발되고 있으며 뚝이나 하수도와 같은 인공 재해 방지 시설을 제작한다.
그러나 이러한 건축 기술이나 인공 재해 방지 시설은 거대한 자연 환경 재앙에 대해 완벽할 수 없으며, 불행한 경우에는 많은 수의 사람이 건축물에 매몰되어 생명을 잃는 사고가 발생하기도 한다.
이러한 건축물 붕괴로 사람이 매몰되는 경우, 빠르고 신속하게 건축물에 매립된 사람의 위치를 찾아내어 구조하는 것이 가장 중요한데, 종래 붕괴된 건축물에 매몰된 사람을 찾아내는 가장 기초적인 방법은 붕괴된 건축물에서 매몰자로부터 구조 요청 소리를 들어 매몰자를 찾아내는 것이다. 그러나 붕괴된 건축물에 매몰된 사람은 상처를 심하게 입어 크게 구조 요청을 할 수 없는 경우가 대부분이며, 깊은 곳에 매몰된 사람의 구조 요청 소리는 구조자까지 도달하지 못하는 경우가 많다.
매몰자를 보다 빠르고 신속하게 찾아내기 위하여 사람의 냄새 또는 소리에 민감하도록 인명 구조견을 훈련시키고 인명 구조견을 통해 매몰자를 찾아 내거나 내시경 카메라를 붕괴된 건축물로 삽입하여 붕괴된 건축물 내부를 내시경 카메라로 검사하여 매몰자를 찾아내는 방법도 사용하고 있다.
그러나 붕괴된 건축물 깊숙히 매몰된 사람의 경우 인명 구조견을 통해 붕괴된 건축물에서 매몰자를 찾아내는데 한계가 있으며, 내시경 카메라를 통해 매몰자를 찾아내는 방법은 매몰자를 찾아내는데 너무 오랜 시간이 소요되며 내시경 카메라를 삽입할 수 있는 붕괴 건축물은 제한되어 있어 광범위한 붕괴 건축물에 적용하지 못한다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 인명 구조 방식이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 붕괴된 건축물 잔해를 무작위 방향으로 자유롭게 이동하여 붕괴된 건축물 잔해에 매몰되어 있는 사람을 감지하는 인명 구조 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 붕괴된 건축물에 매몰된 사람을 감지하는 경우 사람 감지 신호를 생성하여 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하며, 사람 감지 신호가 주변 인명 구조 로봇으로 송신될 때마다 카운트를 증가시켜 인명 구조 요원이 인명 구조 로봇의 카운트가 낮은 방향으로 매몰자를 용이하게 찾아낼 수 있는 인명 구조 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 다수의 사람 감지 신호를 수신할 때 수신한 사람 감지 신호의 카운트 중 가장 낮은 카운트를 출력하도록 하여 붕괴된 건축물 잔해에서 다수의 매몰자를 용이하게 찾아낼 수 있는 인명 구조 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 다수의 인명 구조 로봇이 서로 주변 인명 구조 로봇과 감지 센서 유닛을 통해 매몰된 사람을 감지할 수 있는 거리로 분포 배치하여 광범위한 지역에서 매몰자를 검색할 수 있는 인명 구조 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 목적을 달성하기 위한 인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물 내부로 인명 구조 로봇을 이동시키는 이동부와 인명 구조 로봇이 무작위 방향으로 이동되도록 이동부를 제어하는 이동 제어부를 구비하는 이동 유닛과, 인명 구조 로봇의 이동 경로에 위치하는 사람을 감지하는 감지 센서 유닛과, 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 사람 감지 신호 생성부와, 생성한 사람 감지 신호를 근거리 무선 통신 신호를 통해 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 송수신 유닛을 포함하며, 이동 유닛은 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하는 경우 또는 송수신 유닛을 통해 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 인명 구조 로봇을 이동 멈춤 제어하는 것을 특징으로 한다. 여기서 송수신 유닛은 블루투스 또는 지그비 방식으로 근거리 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
사람 감지 신호 생성부는 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하였는지 판단하는 판단부와, 판단부의 판단 결과 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호의 카운트 식별자를 추출하는 추출부와, 추출한 카운트 식별자의 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 생성하고 생성한 새로운 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함한다.
여기서 사람 감지 신호 생성부는 다수의 주변 인명 구조 로봇으로부터 다수의 사람 감지 신호를 수신하는 경우 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자를 비교하여 가장 낮은 카운트를 판단하는 비교부를 더 포함하며, 신호 생성부는 가장 낮은 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 생성하는 것을 특징으로 한다. 한편, 신호 생성부는 판단부의 판단 결과 상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하는 경우, 카운트를 초기화하여 카운트 식별자를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 인명 구조 로봇은 추출한 카운트 식별자의 카운트를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 사람 감지 신호 생성부는 거리 조절 신호를 생성하는 조절 신호 생성부를 더 포함하며, 이동 제어부는 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리를 계산하고 계산한 주변 인명 구조 로봇과의 거리가 임계 범위 거리 이내에 위치하도록 이동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 임계 범위 거리는 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지 가능한 거리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 다음과 같은 다양한 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 소형으로 제작되며 붕괴된 건축물 잔해를 무작위 방향으로 자유롭게 이동하며 붕괴된 건축물 잔해에 매몰되어 있는 사람을 감지함으로써, 사람 또는 인명 구조견보다 빠르고 정확하게 매몰자를 찾아 구조할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물에 매몰된 사람을 감지하는 경우 사람 감지 신호를 생성하여 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하며 사람 감지 신호가 주변 인명 구조 로봇으로 송신될 때마다 카운트를 증가시킴으로써, 인명 구조 요원은 인명 구조 로봇의 카운트가 낮은 방향으로 매몰자를 용이하게 찾아낼 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 다수의 사람 감지 신호를 수신할 때 수신한 사람 감지 신호의 카운트 중 가장 낮은 카운트를 출력함으로써, 인명 구조 요원은 붕괴된 건축물 잔해에서 다수의 매몰자를 용이하게 찾아낼 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 다수의 인명 구조 로봇이 서로 주변 인명 구조 로봇과 감지 센서 유닛을 통해 매몰된 사람을 감지할 수 있는 거리로 분포 배치됨으로써, 광범위한 지역에서 매몰자를 검색할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인명 구조 로봇을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동 제어부의 일 예를 설명하는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 사람 감지 신호 생성부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인명 구조 로봇이 가지는 카운트 또는 인명 구조 로봇의 디스플레이부에 디스플레이된 카운트의 일 예를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에서 붕괴된 건축물에 분포된 다수의 소형 인명 구조 로봇의 분포 형태의 일 예를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에서 붕괴된 건축물에 매립된 사람을 찾아가는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 붕괴된 건축물에 다수의 매립된 사람이 위치하는 경우 인명 구조 로봇의 분포 예를 도시하고 있다.
도 8은 인명 구조 로봇 사이의 거리 간격 조절의 일 예를 도시하고 있다.
도 9과 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 인명 구조 로봇에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인명 구조 로봇을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 인명 구조 로봇은 이동 유닛(100), 감지 센서 유닛(200), 사람 감지 신호 생성부(300), 송수신 유닛(400), 디스플레이부(500) 및 거리 조설 신호 생성부(600)를 구비하고 있다.
이동 유닛(100)은 이동부(110)와 이동 제어부(120)를 구비하고 있는데, 이동부(110)는 붕괴된 건축물 내부로 인명 구조 로봇을 이동시키며, 이동 제어부(120)는 인명 구조 로봇이 무작위 방향으로 이동되도록 이동부(110)의 이동 방향을 제어한다. 이동부(110)는 건전지 또는 태양열로 구동되는 모터, 모터 구동축에 연결된 바퀴 또는 다수 바퀴를 연결하는 트랙, 바퀴 또는 트랙의 방향을 제어하는 조향부로 구성될 수 있다. 이동 제어부(120)는 이동부(110)의 조향부를 조절하여 인명 구조 로봇이 붕괴된 건축물 잔해를 무작위로 자유롭게 돌아다니도록 제어한다.
감지 센서 유닛(200)은 인명 구조 로봇의 이동 경로에 위치하는 사람을 감지한다. 감지 센서 유닛(200)은 사람의 체온을 감지하는 열감지 센서, 사람의 움직임을 이동 감지 센서, 사람의 소리를 감지하는 소리 감지 센서 등이 사용될 수 있는데, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 붕괴된 건축물에 매몰된 사람을 감지하기 위한 다양한 종류의 센서가 사용될 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
사람 감지 신호 생성부(300)는 감지 센서 유닛(200)을 통해 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성한다. 사람 감지 신호 포맷의 일 예는 사람 감지 신호를 나타내는 헤더, 사람 감지 신호가 주변 인명 구조 로봇을 통해 라우팅된 횟수에 따라 카운트된 카운트 식별자를 구비한다. 사람 감지 신호 생성부(300)는 감지 센서 유닛(200)을 통해 직접 매몰된 사람을 감지한 경우에는 카운트 식별자의 카운트가 초기화되어 설정되며, 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우에는 수신한 사람 감지 신호의 카운트를 증가시킨 카운트 식별자를 구비한 새로운 사람 감지 신호를 생성하고 생성한 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로 송수신 유닛(400)을 통해 송신한다. 송수신 유닛(400)은 근거리 무선 통신 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하거나 생성한 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로 멀티캐스팅 방식으로 송신한다. 여기서 근거리 무선 통신이란 아주 가까운 거리의 무선 통신을 하기 위한 기술로서, 블루투스 통신, 지그비 통신, 적외선 통신 등이 사용될 수 있으며, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다양한 종류의 근거리 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.
이동 제어부(120)는 감지 센서 유닛(200)을 통해 매몰된 사람을 감지하거나 또는 송수신 유닛(400)을 통해 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 이동부(110)를 제어하여 인명 구조 로봇을 멈춤 제어한다. 또한 디스플레이부(500)는 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호의 카운트 또는 생성한 카운트 식별자의 카운트를 디스플레이한다. 매몰된 사람을 감지하거나 사람 감지 신호를 수신하는 경우 인명 구조 로봇은 멈춤 제어되는 동시에 디스플레이부를 통해 카운트 식별자의 카운트를 디스플레이함으로써, 인명 구조 요원은 인명 구조 로봇에 디스플레이된 카운트에 기초하여 카운트가 낮아지는 방향으로 매몰된 사람을 용이하게 찾을 수 있다.
한편, 거리 조절 신호 생성부(600)는 거리 조절 신호를 생성하고 생성한 거리 조절 신호는 송수신 유닛(400)을 통해 주변 인명 구조 로봇으로 송신되거나 주변 인명 구조 로봇에서 송신된 거리 조절 신호를 수신한다. 이동 제어부(120)는 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리를 계산하고, 계산한 주변 인명 구조 로봇과의 거리가 임계 범위 거리 이내에 위치하도록 이동부(110)를 제어한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동 제어부의 일 예를 설명하는 기능 블록도이다.
도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 신호 수신 판단부(121)는 송수신 유닛(400)을 통해 주변 인명 구조 로봇으로부터 거리 조절 신호가 수신되는지 판단하며, 거리 계산부(123)는 수신한 거리 조절 신호의 수신 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리를 계산한다. 각 인명 구조 로봇은 거리 조절 신호를 생성하여 동일한 세기로 주변 인명 구조 로봇으로 멀티캐스팅 방식으로 송신하며, 주변 인명 구조 로봇이 멀리 떨어질수록 약한 세기의 거리 조절 신호를 수신하기 때문에 수신한 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리를 계산할 수 있다.
임계 거리 판단부(125)는 계산한 주변 인명 구조 로봇과의 거리에 기초하여 주변 인명 구조 로봇이 임계 거리 범위 이내에 위치하는지 판단한다. 여기서 임계 범위 거리는 인명 구조 로봇에 장착된 감지 센서 유닛(200)을 통해 붕괴된 건축물에 매몰된 사람을 감지할 수 있는 거리를 의미한다.
제어부(127)는 임계 거리 판단부(125)의 판단 결과에 기초하여 임계 거리 범위 밖에 주변 인명 구조 로봇이 위치하는 경우, 주변 인명 구조 로봇과 임계 거리 범위 이내에 위치하도록 이동부(110)를 이동 제어한다. 한편, 제어부(127)는 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하거나 사람 감지 센서(200)를 통해 붕괴된 건축물에 매립된 사람을 감지하는 경우 이동부(110)를 멈춤 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 사람 감지 신호 생성부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 판단부(310)는 감지 센서 유닛(200)을 통해 붕괴된 건축물에 매립된 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 송수신 유닛(400)을 통해 사람 감지 신호를 수신하였는지 판단한다. 추출부(320)는 판단부(310)의 판단 결과에 기초하여 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 경우, 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호에서 카운트 식별자를 추출한다. 신호 생성부(340)는 추출한 카운트 식별자의 카운트를 1 증가시켜 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 카운트를 증가시키고 카운트를 증가시킨 카운트 식별자를 포함하여 새로운 사람 감지 신호를 생성한다. 생성한 새로운 사람 감지 신호는 송수신 유닛(400)을 통해 주변 인명 구조 로봇으로 송신된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 사람 감지 신호 생성부(300)는 비교부(330)를 더 포함하는데, 비교부(330)는 다수의 주변 인명 구조 로봇으로부터 다수의 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자를 비교하여 가장 낮은 카운트를 판단한다. 신호 생성부(340)는 비교부의 비교 결과에 기초하여 수신한 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자의 카운트 중 가장 낮은 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 생성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 신호 생성부(340)는 판단부(310)의 판단 결과에 기초하여 감지 센서 유닛(200)을 통해 붕괴된 건축물에서 매립된 사람을 감지하는 경우, 카운트를 0으로 초기화하여 카운트 식별자를 생성하고 생성한 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하여 송수신 유닛(400)을 통해 주변 인명 구조 로봇으로 송신한다.
도 4는 본 발명에 따른 인명 구조 로봇이 가지는 카운트 또는 인명 구조 로봇의 디스플레이부에 디스플레이된 카운트의 일 예를 도시하고 있다.
도 4를 참고로 살펴보면, 인명 구조 로봇(S0)이 붕괴된 건축물을 자유 이동하며 매립된 사람을 감지하는 경우, 인명 구조 로봇(S0)은 이동을 멈추고 카운트를 0으로 초기화한 후, 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하여 송수신 유닛의 송수신 범위(R)에 위치하는 주변 인명 구조 로봇(S1, S2, S3)으로 멀티캐스팅 방식으로 송신한다. 인명 구조 로봇(S0)은 0의 카운트를 가지며 바람직하게 인명 구조 로봇(S0)의 디스플레이부에 자신이 가지는 카운트(0)를 디스플레이한다.
한편, 인명 구조 로봇(S0)으로부터 사람 감지 신호를 수신한 인명 구조 로봇(S1)은 카운트 식별자의 카운트(0)를 1 증가시키며 증가한 카운트 식별자(1)를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하여 송수신 유닛의 송수신 범위(R)에 위치하는 주변 인명 구조 로봇(S0, S2, S5, S6)으로 멀티캐스팅 방식으로 송신한다. 이와 같이 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 인명 구조 로봇은 카운트 식별자의 카운트를 증가시킨 새로운 사람 감지 신호를 생성하여 주변 인명 구조 로봇으로 송신한다.
여기서 주변 인명 구조 로봇으로부터 다수의 사람 감지 신호를 동시에 또는 순차적으로 수신하는 경우 수신한 다수의 사람 감지 신호의 카운트 식별자 중 가장 낮은 카운트에 1을 증가시켜 자신의 카운트로 판단한다. 예를 들어, 인명 구조 로봇(S1)은 주변 인명 구조 로봇(S0, S2, S5, S6)으로부터 사람 감지 신호를 수신하며 각 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호의 카운트는 0, 1, 2, 2이므로 가장 낮은 카운트(0)에 1을 증가시켜 증가한 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하며, 인명 구조 로봇(S1)은 자신의 카운트를 1로 판단하여 디스플레이부에 1을 디스플레이한다.
도 5는 본 발명에서 붕괴된 건축물에 분포된 다수의 소형 인명 구조 로봇의 분포 형태의 일 예를 도시하고 있다.
도 5를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물을 무작위로 자유로이 이동하다 사람을 감지한 경우 또는 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신하는 경우 이동을 멈춘다. 사람을 감지한 인명 구조 로봇은 0의 카운트를 가지며 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 주변 인명 구조 로봇은 0의 카운트를 가지는 인명 구조 로봇으로부터 멀어질수록 순차적으로 증가하는 식별자를 가진다. 인명 구조 요원은 붕괴된 건축물에 분포된 인명 구조 로봇의 카운트에 기초하여 카운트가 감소하는 방향(화살표 방향)으로 이동하며 매립된 사람을 용이하게 찾아 구조할 수 있다.
붕괴된 건축물에 매립된 사람을 구조하는 경우, 종래에는 무작위로 붕괴된 건축물을 해체하여 매립된 사람을 구조하며 이 경우 붕괴된 건축물에 사람이 매립되어 있는지 여부를 모른 채 건축물을 해체하여 매립된 사람이 건축물 해체 과정에서 사망하거나 다치는 경우가 발생한다. 본 발명은 인명 구조 로봇의 카운트에 기초하여 0 또는 0에 가까운 카운트를 가지는 인명 구조 로봇이 위치하는 지역만 조심스레 건축물 해체 작업을 수행함으로써, 안정하게 매립된 사람을 구조할 수 있다.
도 6은 본 발명에서 붕괴된 건축물에 매립된 사람을 찾아가는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물을 무작위로 자유로이 이동하다 사람을 감지한 경우 또는 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신하는 경우 이동을 멈춘다. 사람을 감지한 인명 구조 로봇은 0의 카운트를 가지며 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 주변 인명 구조 로봇은 순차적으로 증가하는 식별자를 가진다.
인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물에 다수 분포 배치되어 있기 때문에 인명 구조 요원은 붕괴된 건축물의 어떠한 위치에서든 인명 구조 로봇의 카운트에 기초하여 카운트가 감소하는 방향(화살표 방향)으로 이동하며 매립된 사람을 용이하게 찾아 구조할 수 있다.
도 7은 본 발명에서 붕괴된 건축물에 다수의 매립된 사람이 위치하는 경우 인명 구조 로봇의 분포 예를 도시하고 있다.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 인명 구조 로봇은 붕괴된 건축물을 무작위로 자유로이 이동하다 사람을 감지한 경우 또는 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신하는 경우 이동을 멈춘다. 사람을 감지한 인명 구조 로봇은 0의 카운트를 가지며 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 주변 인명 구조 로봇은 순차적으로 증가하는 식별자를 가진다. 여기서 인명 구조 로봇의 카운트는 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호의 카운트 중 가장 낮은 카운트에 기초하여 자신의 카운트를 설정한다. 따라서 다수의 사람이 붕괴된 건축물에 매립되어 있는 경우 사람을 감지한 제1 인명 구조 로봇을 중심으로 멀어질수록 증가하는 카운트를 가지며 다시 사람을 감지한 제2 인명 구조 로봇이 위치하는 경우 제2 인명 구조 로봇으로 가까워질수록 작아지는 카운트를 가진다.
인명 구조 요원은 인명 구조 로봇의 카운트에 기초하여 카운트가 감소하는 방향(화살표 방향)으로 이동하며 매립된 사람을 용이하게 찾아 구조할 수 있다. 그런데 카운트 감소하는 방향(화살표 방향)으로 이동하며 매립된 사람을 검색하는 도중, 카운트가 증가하다 다시 감소하는 경우에는 붕괴된 건축물에 다른 매립자가 존재함을 알 수 있다. 따라서 붕괴된 건축물에 다수의 사람이 매립된 경우에도 인명 구조 로봇의 카운트에 기초하여 연속하여 빠르고 정확하게 다수의 매립자를 검색 구조할 수 있다.
도 8은 인명 구조 로봇 사이의 거리 간격 조절의 일 예를 도시하고 있다.
도 8을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 인명 구조 로봇(S1)은 주변 인명 구조 로봇(S2, S3, S4, S5, S6, S7)로부터 거리 조절 신호를 수신하고 수신한 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇(S2, S3, S4, S5, S6, S7)과의 거리를 계산한다. 인명 구조 로봇(S1)은 각 주변 인명 구조 로봇(S2, S3, S4, S5, S6, S7)과의 거리가 임계 거리 범위 이내에 위치하도록 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신할 때까지 계속해서 위치 이동한다.
이와 동일하게 주변 인명 구조 로봇(S2, S3, S4, S5, S6, S7)은 다시 주변 인명 구조 로봇으로부터 거리 조절 신호를 수신하고 수신한 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리가 임계 거리 범위에 위치하도록 위치 이동한다.
거리 조절 신호를 통해 주변 인명 구조 로봇 사이의 거리를 매몰된 사람을 감지할 수 있는 거리로 조절함으로써, 다수의 소형 인명 구조 로봇을 붕괴된 건축물에 광대하게 분포시키고 자율 무작위 이동시키더라도 인명 구조 로봇이 일부분에 집중되어 분포되는 것을 방지하고 넓은 건축물 붕괴 지역에 균일하게 분포되어 효율적으로 매몰된 사람을 찾아낼 수 있다.
도 9과 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 도 9를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 붕괴된 건축물 내부에서 인명 구조 로봇을 무작위로 자유롭게 이동 제어한다(S10). 인명 구조 로봇이 무작위 자유 이동하며 인명 구조 로봇의 이동 경로에서 사람을 감지하였는지 판단한다(S20).
인명 구조 로봇의 이동 경로에서 사람을 감지한 경우, 즉시 인명 구조 로봇의 이동을 멈춤 제어하고(S30), 카운트 식별자의 카운트를 초기화하여, 즉 0으로 하여 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하며(S40) 생성한 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로 멀티캐스팅 방식으로 송신한다(S50).
한편, 도 10을 참고로 인명 구조 로봇이 무작위 자유 이동하며 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하였는지 판단하며(S100), 무작위 자유 이동 중 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 즉시 인명 구조 로봇의 이동을 멈춤 제어한다(S200). 인명 구조 로봇은 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호에서 카운트 식별자를 추출한다(S300). 다수의 주변 인명 구조 로봇으로부터 다수의 사람 감지 신호를 수신하고 각 사람 감지 신호에서 카운트 식별자를 추출하는 경우, 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자 중 가장 낮은 카운트를 가지는 카운트를 판단한다(S400). 판단한 가장 낮은 카운트 식별자의 카운트를 증가시킨 카운트 식별자를 구비하는 새로운 사람 감지 신호를 생성하고(S500), 생성한 새로운 사람 감지 신호를 주변 인명 구조 로봇으로 멀티캐스팅 방식으로 송신한다(S600).
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 전기 또는 자기식 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 이동 유닛 200: 감지 센서 유닛
300: 사람 감지 신호 생성부 400: 송수신 유닛
500: 디스플레이부 600: 거리 조절 신호 생성부
121: 신호 수신 판단부 123: 거리 계산부
125: 임계 거리 판단부 127: 제어부
310: 판단부 320: 추출부
330: 비교부 340: 신호 생성부

Claims (11)

  1. 인명 구조 로봇에 있어서,
    붕괴된 건축물 내부로 상기 인명 구조 로봇을 이동시키는 이동부와 상기 인명 구조 로봇이 무작위 방향으로 이동되도록 상기 이동부를 제어하는 이동 제어부를 구비하는 이동 유닛;
    상기 인명 구조 로봇의 이동 경로에 위치하는 사람을 감지하는 감지 센서 유닛;
    상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하거나 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 사람 감지 거리를 나타내는 카운트 식별자를 구비하여 사람 감지 신호를 생성하는 사람 감지 신호 생성부; 및
    상기 생성한 사람 감지 신호를 근거리 무선 통신 신호를 통해 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하거나 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 송수신 유닛을 포함하며,
    상기 이동 유닛은 상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하는 경우 또는 상기 송수신 유닛을 통해 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하는 경우 상기 인명 구조 로봇을 이동 멈춤 제어하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사람 감지 신호 생성부는
    상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하거나 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하였는지 판단하는 판단부;
    상기 판단부의 판단 결과 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 상기 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호의 카운트 식별자를 추출하는 추출부; 및
    상기 추출한 카운트 식별자의 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 생성하고 상기 생성한 새로운 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 사람 감지 신호 생성부는
    다수의 주변 인명 구조 로봇으로부터 다수의 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 상기 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자를 비교하여 가장 낮은 카운트를 판단하는 비교부를 더 포함하며,
    상기 신호 생성부는 상기 가장 낮은 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 생성하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    상기 판단부의 판단 결과 상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지하는 경우, 상기 카운트를 초기화하여 카운트 식별자를 생성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 인명 구조 로봇은
    상기 추출한 카운트 식별자의 카운트를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 인명 구조 로봇은
    거리 조절 신호를 생성하는 조절 신호 생성부를 더 포함하며,
    상기 이동 제어부는 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 상기 거리 조절 신호의 세기에 기초하여 주변 인명 구조 로봇과의 거리를 계산하고, 상기 계산한 주변 인명 구조 로봇과의 거리가 임계 범위 거리 이내에 위치하도록 상기 이동부를 제어하며,
    상기 임계 범위 거리는 상기 감지 센서 유닛을 통해 사람을 감지 가능한 거리인 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  7. 삭제
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송수신 유닛은
    블루투스 또는 지그비 방식으로 근거리 무선 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇.
  9. 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법에 있어서,
    붕괴된 건축물 내부로 상기 인명 구조 로봇을 무작위 방향으로 이동 제어하는 단계;
    상기 인명 구조 로봇의 이동 경로에 위치하는 사람을 감지 센서를 통해 감지하였는지 또는 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신하였는지 판단하는 단계;
    상기 사람을 감지한 것으로 판단되는 경우, 사람 감지 거리를 나타내는 카운트 식별자를 초기화하며 초기화된 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 사람 감지 신호를 근거리 무선 통신을 통해 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 포함하며,
    사람을 감지한 것으로 판단되는 경우, 상기 인명 구조 로봇을 이동 멈춤 제어하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 사람 감지 신호를 수신한 것으로 판단되는 경우,
    상기 인명 구조 로봇을 이동 멈춤 제어하는 단계;
    상기 주변 인명 구조 로봇으로부터 수신한 사람 감지 신호에서 카운트 식별자를 추출하고 상기 추출한 카운트 식별자의 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 단계;
    상기 생성한 사람 감지 신호를 근거리 무선 통신을 통해 멀티캐스팅 방식으로 주변 인명 구조 로봇으로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 주변 인명 구조 로봇으로부터
    다수의 사람 감지 신호를 수신하는 경우, 상기 다수의 사람 감지 신호에서 추출한 카운트 식별자의 카운트 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 다수의 사람 감지 신호의 카운트 식별자 중 가장 낮은 카운트를 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 판단한 가장 낮은 카운트를 증가시켜 새로운 카운트 식별자를 구비하는 사람 감지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인명 구조 로봇의 인명 구조 제어 방법.
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