KR101353750B1 - 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법 - Google Patents

자율 주행 로봇 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101353750B1
KR101353750B1 KR1020120020220A KR20120020220A KR101353750B1 KR 101353750 B1 KR101353750 B1 KR 101353750B1 KR 1020120020220 A KR1020120020220 A KR 1020120020220A KR 20120020220 A KR20120020220 A KR 20120020220A KR 101353750 B1 KR101353750 B1 KR 101353750B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
unit
robot
path
sensor
Prior art date
Application number
KR1020120020220A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130098592A (ko
Inventor
우중재
Original Assignee
한서대학교 산학협력단
(주) 토탈방재
우중재
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한서대학교 산학협력단, (주) 토탈방재, 우중재 filed Critical 한서대학교 산학협력단
Priority to KR1020120020220A priority Critical patent/KR101353750B1/ko
Publication of KR20130098592A publication Critical patent/KR20130098592A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101353750B1 publication Critical patent/KR101353750B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089Determining the position of the robot with reference to its environment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1689Teleoperation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/01Mobile robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Fire Alarms (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 외부센서 입력부에서 센서노드의 정보를 입력받고, 정보 수집부에서 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하고, 자체 센서부에서 로봇 주변의 정보를 입력받고, 제어부에서 상기 외부센서 입력부의 입력으로 상기 센서노드의 동작 상태를 판단하여 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 상기 정보 수집부에서 수집된 이동 위치와 경로에 따라 현재 위치를 판단하며 이동할 예상 경로를 설정하고, 상기 자체 센서부로부터 주변의 정보를 입력받아 처리하며, 구동부에서 상기 제어부에서 설정된 경로를 따라 상기 센싱 불가능 지역으로 로봇을 이동시킴으로써, 센서노드의 사각지대 및 화재 등으로 기 설치된 센서가 파괴되어 센싱이 불가능한 지역을 실시간으로 이동 확인하여 관련 정보를 수집하고, 환경 정보를 수집하여 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정할 수 있다.

Description

자율 주행 로봇 및 그 제어 방법{AUTONOMOUSLY TRAVELING ROBOT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서노드의 사각지대 및 화재 등으로 기 설치된 센서가 파괴되어 센싱이 불가능한 지역을 실시간으로 이동 확인하여 주변 정보를 수집할 수 있는 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화재 등을 감지하기 위한 방법으로는 고정 설치형 화재감지 시스템을 사용하고 있다.
고정 설치형 화재감지 시스템은, 건물의 천정이나 벽 등의 특정 장소에 고정 설치된 적외선 센서, 광학센서, 이온 센서 등을 사용하여 화재로부터 발생되는 연기, 열, 복사에너지 등을 감지하도록 설계된 것이다.
이러한 고정 설치형 화재감지 시스템은, 화재가 발생할 경우 센서의 감지 영역까지 화기나 연기가 확산되어야 감지할 수 있다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0049380호(2010.05.12)에는 빌딩자동제어시스템과 로봇 기술이 융합된 건물 관리의 지능화 및 다기능화를 도모할 수 있는 로봇을 이용한 빌딩 관리 방법 및 그 시스템이 개시되어 있다.
도 1은 개시된 종래기술에 따른 로봇을 이용한 빌딩 관리 방법을 나타낸 제어 순서도이다.
도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 로봇을 이용한 빌딩 관리 방법은, 이동 가능한 로봇을 이용하여 빌딩 내외의 이상 상태를 관리하는 방법에 있어서, 미리 정해진 경로에 따라서 상기 로봇을 이동시키는 단계(100); 상기 로봇을 이용하여, 상기 미리 정해진 경로에 따라 미리 설치된 검사 포인트에서 그 검사 포인트를 중심으로 하는 영역 내의 이상 상태의 여부를 확인하는 단계(110); 및 상기 확인된 이상 상태에 따른 조치를 하는 단계(120)를 포함한다.
그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 로봇을 이용한 빌딩 관리 방법은, 미리 정해진 경로만을 따라 로봇을 운행하므로, 로봇 운행이 효율적이지 못하며, 사각지대나 센싱이 불가능한 지역을 실시간을 파악할 수 없어 화재 등의 발생시 효과적으로 대처할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0049380호(2010.05.12)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 센서 네트워크와 자율 주행 로봇을 연계하여 운영함으로써 센서노드의 사각지대 및 화재 등으로 기 설치된 센서가 파괴되어 센싱이 불가능한 지역을 실시간으로 이동 확인하여 주변 정보를 수집할 수 있는 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 환경정보를 수신하여 로봇의 이동경로 및 이동주기를 효율적으로 재설정하는 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외부에 고정 설치된 센서노드로부터 화재감지정보를 입력받는 외부센서 입력부; 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하는 정보 수집부; 로봇 주변의 화재감지정보를 입력받는 자체 센서부; 상기 외부센서 입력부의 입력으로 상기 센서노드의 동작 상태를 판단하여 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 상기 정보 수집부에서 수집된 이동 위치와 경로에 따라 현재 위치를 판단하며 이동할 예상 경로를 설정하고, 상기 자체 센서부로부터 상기 센싱 불가능한 지역 주변의 화재감지정보를 입력받아 처리하는 제어부; 및 상기 제어부에서 설정된 경로를 따라 상기 센싱 불가능 지역으로 로봇을 이동시키는 구동부를 포함하는 자율 주행 로봇을 제공한다.
상기 정보 수집부는, 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보 수신부 및 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신하는 경로 수신부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 위치정보 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치 판단부 및 상기 경로 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정하는 경로 설정부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 외부센서 입력부에서 입력된 정보와 상기 자체 센서부에서 입력된 정보를 처리하는 센싱정보 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 자율 주행 로봇은 주변 환경정보를 수신하여 상기 제어부에 입력하는 환경정보 수신부를 더 포함하고, 상기 제어부의 경로 설정부는, 상기 환경정보 수신부로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징은, 외부에 고정 설치된 센서노드로부터 화재감지정보를 입력받는 외부센서 입력단계; 로봇의 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하는 정보 수집단계; 로봇 내부에 설치된 자체 센서부를 통해 로봇 주변의 화재감지정보를 입력받는 자체센서 입력단계; 상기 외부센서 입력단계를 통하여 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 현재 위치를 판단하며 상기 센싱 불가능 지역까지 이동할 예상 경로를 설정하는 제어단계; 및 현재 위치에서 상기 센싱 불가능 지역까지 설정된 경로를 따라 로봇을 이동시키고, 상기 자체 센서부로부터 주변의 화재감지정보를 입력받아 처리하는 구동단계를 포함하는 자율 주행 로봇의 제어 방법을 제공한다.
상기 제어단계는, 상기 정보 수집부의 위치정보 수신부에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보 수신단계 및 경로 수신부에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신하는 경로수신단계를 포함할 수 있다.
상기 제어단계는, 상기 제어부의 위치 판단부에서 상기 위치정보 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치판단단계 및 경로 설정부에서 상기 경로 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정하는 경로 설정단계를 포함할 수 있다.
상기 제어단계는, 상기 제어부의 센싱정보 처리부에서 상기 외부센서 입력부에서 입력된 정보와 상기 자체 센서부에서 입력된 정보를 처리하는 센싱정보 처리단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어방법은, 환경정보 수신부에서 주변 환경정보를 수신하여 상기 제어부에 입력하는 환경정보 수신단계를 더 포함하며, 상기 제어부의 상기 경로 설정부에서 상기 환경정보 수신부로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법에 의하면, 미리 정해진 경로만을 따라 로봇을 운행하지 않고 센서 네트워크와 자율 주행 로봇을 연계하여 운영함으로써 센서노드의 사각지대 및 화재 등으로 기 설치된 센서가 파괴되어 센싱이 불가능한 지역을 실시간으로 이동 확인하여 주변 정보를 수집하여 로봇을 효율적으로 운행시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 주변환경 변화에 따른 환경정보를 실시간으로 수신하여 로봇의 이동경로 및 이동주기를 효율적으로 재설정함으로써 화재 등의 위험발생상황을 효과적으로 감시하고 신속하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 로봇을 이용한 빌딩 관리 방법을 나타낸 제어 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇을 나타낸 제어 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 이동 경로 및 센서노드 배치 상태를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 도 4의 제어단계를 더욱 상세히 나타낸 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇을 나타낸 제어 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 이동 경로 및 센서노드 배치 상태를 나타낸 개념도이다.
센서 네트워크(sensor network)란 각종 센서에서 수집한 정보를 유무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크로서, 무선 센서 네트워크(WSN; wireless sensor network) 또는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN; ubiquitous sensor network) 등으로도 불린다. 최근 WPAN(wire-less personal area network), Ad-hoc network 등의 기술이 발전함에 따라 센서 네트워크 기술이 매우 활성화되고 있다. 센서의 종류로는 온도, 가속도, 위치 정보, 압력, 지문, 가스 등 다양하게 존재한다. 최근에는 물류의 흐름을 파악하기 위하여 RFID(radio frequency identification) 기술을 이용하여 사물에 태그(tag)를 부착하여 각종 물류 정보의 흐름을 파악하는 기술도 등장하고 있다.
한편, USN을 위한 표준 무선통신 기술로는 블루투스(Bluetooth)와 지그비(ZigBee)가 사용되고 있으며, 블루투스는 기존에 유선으로 연결되었던 휴대폰, 노트북, 프린터, 디지털 카메라 등의 무선 연결에 사용되고, 지그비는 홈오토메이션, 빌딩 오토메이션, 헬스케어 등의 응용분야에서 널리 적용될 수 있는 표준이다. USN은 일반적으로 센서 노드, 싱크 노드, 게이트웨이로 구성된다. 센서 노드는 센서를 통해 물리계 또는 환경계의 현상을 정량적으로 측정하고, 측정된 값을 가공 또는 데이터화 하여 싱크 노드로 전송한다. 싱크 노드는 수집한 데이터를 게이트웨이를 통해 원격지에 위치한 서버와 사용자에게 전달하여 데이터를 활용할 수 있게 한다.
USN의 센서 노드들은 자동으로 네트워크를 구성한다. 센서네트워크들은 체계적인 주소를 가지며, 이러한 주소정보를 싱크 노드에서 생성 및 관리한다. 즉, 싱크 노드는 센서네트워크의 전체 연결정보를 알고 있으나, 센서 노드들은 자신의 주소와 연결된 부모 및 자식 노드에 관한 주소정보만을 알 뿐이다. 일반적으로 센서 노드는 낮은 출력의 무선전송 능력을 가지므로 싱크 노드로부터 원거리에 위치한 센서 노드는 싱크 노드에 직접 데이터를 전달할 수 없으며, 중간에 위치하는 센서 노드들을 통해 단계적으로 싱크 노드로 전달하게 된다.
종래의 센서 네트워크는 고정 노드로만 이루어진 네트워크에서 단순한 센서정보의 수집 및 전달하는 역할만 해왔다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 센서 네트워크의 단순한 고정 센서 노드의 정보 수집뿐만 아니라 이동이 가능한 자율 주행 로봇을 연계하여 운영함으로써 주변 정보를 효율적으로 수집하고 위험 상황에 신속히 대응할 수 있다.
이를 위하여, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇은, 센서노드(10)의 정보를 입력받는 외부센서 입력부(20), 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하는 정보 수집부(60), 로봇 주변의 정보를 입력받는 자체 센서부(50), 상기 외부센서 입력부(20)의 입력으로 상기 센서노드(10)의 동작 상태를 판단하여 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 상기 정보 수집부(60)에서 수집된 이동 위치와 경로에 따라 현재 위치를 판단하며 이동할 예상 경로를 설정하고, 상기 자체 센서부(50)로부터 주변의 정보를 입력받아 처리하는 제어부(30) 및 상기 제어부(30)에서 설정된 경로를 따라 상기 센싱 불가능 지역으로 로봇을 이동시키는 구동부(40)를 포함한다.
센서노드(Sensor Node)(10)는 센서 네트워크를 구성하기 위한 단위체로서 물리적인 현상을 관측하기 위한 수집된 센싱과 통신 기능을 가지고 있는 일종의 작은 장치이다. 본 발명의 일실시예에 따른 센서노드(10)는 통상의 화재감지센서(11), 기온센서(12), 습도센서(13) 및 풍량센서(14)를 포함할 수 있다.
외부센서 입력부(20)는 유무선 통신을 통하여 상기 센서노드(10)에서 수집된 각종 센싱 정보들을 입력받는다.
자체 센서부(50)는 자체에 내장된 센서들을 통하여 로봇 주변의 정보를 입력받는다. 이를 위하여, 자체 센서부(50)는 상기 센서노드(10)에 포함된 통상의 화재감지센서(11), 기온센서(12), 습도센서(13) 및 풍량센서(14)를 포함할 수 있다.
상기 정보 수집부(60)는, 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보 수신부(61)와, 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신하는 경로 수신부(62)를 포함한다.
상기 제어부(30)는, 상기 외부센서 입력부(20)에서 입력된 정보와 상기 자체 센서부(50)에서 입력된 정보를 처리하는 센싱정보 처리부(31)와, 상기 위치정보 수신부(61)로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치 판단부(32)와, 상기 경로 수신부(62)로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정하는 경로 설정부(33)를 포함한다.
여기서, 경로 정보 및 환경 정보의 제공은 외부의 전용 데이터 서버(80)를 이용할 수 있다. 상기 서버(80)는 GPS모듈에 의한 GPS 정보와, 기 저장된 주행 바운더리 정보를 이용하여 주행을 실시하고 환경정보(온도, 습도, 풍량)를 주기적으로 무선 센서네트워크를 통하여 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명의 자율 주행 로봇은, 주어진 맵 정보를 기준으로 하거나, 자신의 센서 등을 이용한 자율주행을 통하여 맵 정보를 생성하고, 이를 바탕으로 특정 목적지 까지 맵 상의 산출되는 방향과 거리정보를 계산하여 이동하며, 이동 경로 상의 특징인 랜드 마크(LAND MARK)를 확인하였을 때 실제환경에서의 정확한 위치를 다시 맵상에 일치시키는 조정을 반복하면서 최종 목적지에 도달하게 된다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 센서 네트워크 내에서 로봇이 원하는 위치로 이동하고자 할 때, 물리적 공간에 분포된 센서노드(10)들과의 무선통신을 통하여 정보획득 및 판단을 함으로 센서노드(10)들의 상대적인 위치를 인식하고 추적함으로써, 특별한 장치 없이도 로봇은 목적지까지 이동할 수도 있다. 이를 위하여 상기 센서노드(10)는, 해당 영역내 로봇에게 멀티홉 방식으로 상기 로봇까지 경로에 위치한 센서노드(10)들의 라우팅 경로를 설정하여 줄 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇은, 주변 환경정보를 수신하여 상기 제어부(30)에 입력하는 환경정보 수신부(70)를 더 포함하고, 상기 제어부(30)의 경로 설정부(33)는, 상기 환경정보 수신부(70)로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정할 수 있다. 여기서, 환경정보는 기온, 습도, 풍량 등의 정보 일수 있다. 따라서 일예로서, 기온 또는 습도가 기준값 보다 낮거나 풍량이 강할 경우 로봇의 이동주기(횟수)를 증가시키거나, 특별 관리 대상 지역으로 이동 경로를 변경하여 설정함으로써 시스템을 효율적으로 운영하고 위험 관리에 효과적으로 대응할 수 있다.
본 발명의 자율 주행 로봇의 또 다른 실시예로서, 설정된 상황에 따라 방범 영역을 이동하면서 침입자를 감지하면 카메라로 촬영하거나, 침입 사실을 관계자에게 알리거나, 침입자를 포획하는 일을 행하도록 하는 방범 시스템으로 활용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 도 4의 제어단계를 더욱 상세히 나타낸 순서도로서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부센서 입력단계(S110)로서, 외부센서 입력부(20)에서는 다수의 센서노드(10)로부터 정보를 입력받는다.
본 발명의 일실시예에 따른 센서노드(10)는 통상의 화재감지센서(11), 기온센서(12), 습도센서(13) 및 풍량센서(14)를 포함하므로, 이에 따른 화재, 기온, 습도 및 풍량 등의 정보를 입력받을 수 있다.
정보 수집단계(S120)에서는 정보 수집부(60)에서 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집한다. 여기서, 경로 정보 및 환경 정보의 제공은 외부의 전용 데이터 서버(80)를 이용할 수 있다. 또는, 물리적 공간에 분포된 센서노드(10)들과의 무선통신을 통하여 정보획득 및 판단을 함으로 센서노드(10)들의 상대적인 위치를 인식하고 추적함으로써 목적지까지 이동할 수도 있다.
자체센서 입력단계(S130)에서는 자체 센서부(50)에서 로봇 주변의 정보를 입력한다. 자체 센서부(50)는 통상의 화재감지센서(11), 기온센서(12), 습도센서(13) 및 풍량센서(14)를 포함하므로, 이에 따른 화재, 기온, 습도 및 풍량 등의 정보를 입력받을 수 있다.
제어단계(S140)에서는 제어부(30)에서 상기 외부센서 입력부(20)의 입력으로 상기 센서노드(10)의 동작 상태를 판단하여 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 상기 정보 수집부(60)에서 수집된 이동 위치와 경로에 따라 현재 위치를 판단하며 이동할 예상 경로를 설정하고, 상기 자체 센서부(50)로부터 주변의 정보를 입력받아 처리한다.
상기 제어단계(S140)는, 위치정보 수신단계(S141), 경로수신단계(S142), 위치판단단계(S143), 경로 설정단계(S144), 센싱정보 처리단계(S145)를 포함한다.
위치정보 수신단계(S141)에서는 상기 정보 수집부(60)의 위치정보 수신부(61)에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신한다.
경로수신단계(S142)에서는 경로 수신부(62)에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신한다.
위치판단단계(S143)에서는 상기 제어부(30)의 위치 판단부(32)에서 상기 위치정보 수신부(61)로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단한다.
경로 설정단계(S144)에서는 경로 설정부(33)에서 상기 경로 수신부(62)로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정한다. 이동 경로에는 센서노드의 사각지대 및 화재 등으로 기 설치된 센서가 파괴되어 센싱이 불가능한 지역을 포함할 수 있다.
이를 위하여 상기 센서노드(10)는, 해당 영역내 로봇에게 멀티홉 방식으로 상기 로봇까지 경로에 위치한 센서노드(10)들의 라우팅 경로를 설정하여 줄 수 있다. 즉, 센서 노드가 위치 정보를 로봇에게 RF신호를 통해 바로 전달할 수 없으면, 센서들 간에 이웃한 센서 노드로 RF신호를 송신하는 과정을 반복하여 로봇에게 위치 정보를 전달하는 멀티 홉 방식을 따른다.
멀티 홉 방식에서는 라우팅 경로 설정이 필요하게 되고 이를 위해 센서 노드에 라우팅 경로 설정 모듈을 두고 이 일을 처리한다. 라우팅 경로 설정 모듈은 자신에게서 가장 가까운 로봇으로 데이터를 전송할 수 있는 라우팅 경로를 설정한다. 로봇이 위험 상황에 신속하게 대응하기 위해서는 전체 방범 영역에 각각의 로봇이 담당할 영역을 나누어 로봇은 자신의 영역의 가운데 지점 등과 같이 적정한 위치에서 대기하게 된다.
이때 로봇이 담당할 영역을 적응적으로 나누기 위해 로봇 배치 알고리즘이 필요하게 되고, 이를 위해 센서 노드에 로봇배치 모듈을 두고 이 일을 처리한다. 로봇 배치 모듈은 자신이 속한 영역의 크기와 주위의 인접한 영역의 크기를 비교하여 가장 큰 영역을 분할하여 해당 로봇의 영역으로 결정한다.
센싱정보 처리단계(S145)에서는 상기 제어부(30)의 센싱정보 처리부(31)에서 상기 외부센서 입력부(20)에서 입력된 정보와 상기 자체 센서부(50)에서 입력된 정보를 처리한다.
구동단계(S150)에서는 구동부(40)에서 상기 제어부(30)에서 설정된 경로를 따라 상기 센싱 불가능 지역 또는 사각지대 등으로 로봇을 이동시킨다.
환경정보 수신단계(S160)에서는 환경정보 수신부(70)에서 주변 환경정보를 수신하여 상기 제어부(30)에 입력하며 이때, 상기 제어부(30)의 상기 경로 설정부(33)에서 상기 환경정보 수신부(70)로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정한다.
전술한 바와 같이, 환경정보는 기온, 습도, 풍량 등의 정보 일수 있다. 따라서 일예로서, 기온 또는 습도가 기준값 보다 낮거나 풍량이 강할 경우 로봇의 이동주기(횟수)를 증가시키거나, 특별 관리 대상 지역으로 이동 경로를 변경하여 설정함으로써 시스템을 효율적으로 운영하고 위험 관리에 효과적으로 대응할 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
10 : 센서노드 11 : 화재감지센서
12 : 기온센서 13 : 습도센서
14 : 풍량센서 20 : 외부센서 입력부
30 : 제어부 31 : 센싱정보 처리부
32 : 위치 판단부 33 : 경로 설정부
40 : 구동부 50 : 자체 센서부
60 : 정보 수집부 61 : 위치정보 수신부
62 : 경로 수신부 70 : 환경정보 수신부

Claims (10)

  1. 외부에 고정 설치된 센서노드로부터 화재감지정보를 입력받는 외부센서 입력부;
    로봇이 이동하는 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하는 정보 수집부;
    상기 로봇 자체에 내장된 센서들을 통해 센싱 불가능한 지역의 화재감지정보를 입력받는 자체 센서부;
    상기 외부센서 입력부의 입력으로 상기 센서노드의 동작 상태를 판단하여 상기 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 상기 정보 수집부에서 수집된 이동 위치와 경로에 따라 현재 위치를 판단하며 이동할 예상 경로를 설정하고, 상기 자체 센서부로부터 상기 센싱 불가능한 지역 주변의 화재감지정보를 입력받아 처리하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 설정된 경로를 따라 상기 센싱 불가능 지역으로 로봇을 이동시키는 구동부;를 포함하는 자율 주행 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정보 수집부는,
    유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보 수신부; 및
    유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신하는 경로 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치정보 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치 판단부; 및
    상기 경로 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정하는 경로 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부센서 입력부에서 입력된 정보와 상기 자체 센서부에서 입력된 정보를 처리하는 센싱정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
  5. 제 1항에 있어서,
    주변 환경정보를 수신하여 상기 제어부에 입력하는 환경정보 수신부를 더 포함하고,
    상기 제어부의 경로 설정부는, 상기 환경정보 수신부로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
  6. 외부에 고정 설치된 센서노드로부터 화재감지정보를 입력받는 외부센서 입력단계;
    로봇의 이동 위치와 경로에 대한 정보를 수집하는 정보 수집단계;
    로봇 내부에 설치된 자체 센서부를 통해 센싱 불가능한 지역의 화재감지정보를 입력받는 자체센서 입력단계;
    상기 외부센서 입력단계를 통하여 상기 센싱 불가능한 지역을 파악하고, 현재 위치를 판단하며 상기 센싱 불가능 지역까지 이동할 예상 경로를 설정하는 제어단계; 및
    현재 위치에서 상기 센싱 불가능 지역까지 설정된 경로를 따라 로봇을 이동시키고, 상기 자체 센서부로부터 주변의 화재감지정보를 입력받아 처리하는 구동단계;를 포함하는 자율 주행 로봇의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 정보 수집 단계는,
    상기 정보 수집부의 위치정보 수신부에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 위치에 대한 위치정보를 수신하는 위치정보 수신단계; 및
    경로 수신부에서 유무선 통신을 통해 로봇이 이동하는 경로를 수신하는 경로수신단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 위치정보 수신부로부터 수신된 정보를 이용하여 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치판단단계; 및
    상기 수신된 정보를 이용하여 로봇의 이동할 예상 경로를 설정하는 경로 설정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    상기 외부센서 입력부로부터 입력된 정보와 상기 자체 센서부에서 입력된 정보를 처리하는 센싱정보 처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 제어 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    주변 환경정보를 수신하는 환경정보 수신단계를 더 포함하며, 상기 환경정보 수신단계로부터 수신된 환경정보에 따라 로봇의 이동경로 및 이동주기를 재설정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 제어 방법.

KR1020120020220A 2012-02-28 2012-02-28 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법 KR101353750B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120020220A KR101353750B1 (ko) 2012-02-28 2012-02-28 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120020220A KR101353750B1 (ko) 2012-02-28 2012-02-28 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130098592A KR20130098592A (ko) 2013-09-05
KR101353750B1 true KR101353750B1 (ko) 2014-02-11

Family

ID=49450366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120020220A KR101353750B1 (ko) 2012-02-28 2012-02-28 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101353750B1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105045288A (zh) * 2015-08-24 2015-11-11 铜陵学院 一种单轮全自动中速灭火机器人伺服控制系统
CN105045267A (zh) * 2015-08-24 2015-11-11 铜陵学院 六轮双核高速灭火机器人伺服控制器
CN105068539A (zh) * 2015-08-24 2015-11-18 铜陵学院 一种基于stm32f407两轮中低速灭火机器人伺服控制器
CN105116918A (zh) * 2015-08-24 2015-12-02 铜陵学院 一种双核两轮中速灭火机器人伺服控制器
CN105137976A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 铜陵学院 一种四轮双核中速灭火机器人伺服控制器
CN105137975A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 铜陵学院 六轮双核全自动高速灭火机器人伺服控制器
CN105005318A (zh) * 2015-08-24 2015-10-28 铜陵学院 一种全自动四轮低速灭火机器人伺服控制器
CN105159322A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 铜陵学院 基于全自动两轮中低速灭火机器人的伺服控制系统
CN105068538A (zh) * 2015-08-24 2015-11-18 铜陵学院 一种四轮低速灭火机器人伺服控制器
CN105159325A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 铜陵学院 一种基于stm32f407和fpga两轮高速灭火机器人伺服控制器
CN105005249A (zh) * 2015-08-24 2015-10-28 铜陵学院 一种全自动四轮双核高速灭火机器人伺服控制器
CN105137977A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 铜陵学院 一种四轮双核高速灭火机器人伺服控制器
DE102016212645B4 (de) 2016-07-12 2018-06-14 Minimax Gmbh & Co. Kg Unbemanntes Fahrzeug, System und Verfahren zur Einleitung einer Brandlöschaktion
DE102017204261A1 (de) * 2016-07-12 2018-01-18 Minimax Gmbh & Co. Kg Verfahren und unbemanntes Fahrzeug zur Überprüfung von Brandschutzkomponenten
CN106292676A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 天津城建大学 消防机器人系统
CN109990901A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 广州西门子变压器有限公司 用于变压器检测的潜油探测机器人及潜油探测系统
CN109240295A (zh) * 2018-09-14 2019-01-18 郑州轻工业学院 一种探测火场环境的辅助行走系统
KR102152979B1 (ko) * 2018-11-26 2020-09-07 한국로봇융합연구원 다중 로봇 기반의 재난 현장 탐색 시스템 및 방법
KR102561820B1 (ko) * 2022-07-06 2023-08-03 대한민국 화학 물질 검출이 가능한 이동 로봇 및 화학 물질 유출 지점 추적 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05293198A (ja) * 1992-04-17 1993-11-09 Hitachi Ltd 消火装置
JPH09274518A (ja) * 1996-04-08 1997-10-21 Sogo Keibi Hosho Co Ltd 自律移動装置
KR100826828B1 (ko) * 2006-11-29 2008-05-06 한국산업기술대학교산학협력단 Rfid를 이용한 이동 로봇의 위치 인식 장치 시스템 및방법
JP2008165289A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Alacom Co Ltd ロボットシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05293198A (ja) * 1992-04-17 1993-11-09 Hitachi Ltd 消火装置
JPH09274518A (ja) * 1996-04-08 1997-10-21 Sogo Keibi Hosho Co Ltd 自律移動装置
KR100826828B1 (ko) * 2006-11-29 2008-05-06 한국산업기술대학교산학협력단 Rfid를 이용한 이동 로봇의 위치 인식 장치 시스템 및방법
JP2008165289A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Alacom Co Ltd ロボットシステム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130098592A (ko) 2013-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101353750B1 (ko) 자율 주행 로봇 및 그 제어 방법
EP2478712B1 (en) A monitoring method, a monitoring system and a sensor station
Khelifi et al. A survey of localization systems in internet of things
KR100899532B1 (ko) 근거리 무선 통신을 이용한 도난/분실 방지 방법 및도난/분실 방지 시스템
US7783385B2 (en) Network system, mobile device, method of controlling same, and computer program
JP6182343B2 (ja) 飛行制御システム及び飛行制御方法
US20160189500A1 (en) Method and apparatus for operating a security system
US20200007357A1 (en) Apparatus and method for smart home monitoring
US9483934B2 (en) Presence based system and method for controlling devices
KR100826539B1 (ko) Usn을 이용한 분산형 재난 관리 시스템
JP2009295140A (ja) 侵入者検知システム及びその方法
JP2006344075A5 (ko)
CN105744479A (zh) 一种基于自适应地理围栏技术的设备控制方法及相关装置
KR101099421B1 (ko) 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 무인 경계 시스템 및 방법
KR20100080490A (ko) 통합센서모듈을 통한 작업환경 모니터링 시스템
CN112544122B (zh) 用于在检测到空间中的对象时提供动作的设备
Lin et al. Probability-based location aware design and on-demand robotic intrusion detection system
CN107548544B (zh) 以振动方式进行的传感器通信
JP2007018390A (ja) 侵入物体検知方法および装置およびプログラム
KR101927866B1 (ko) 통합 안전 분석 시스템 및 방법
JP2010272065A (ja) センサ端末、センサ端末の異常判断情報送信方法、コントローラおよびコントローラのセンサ異常判断方法
KR102343167B1 (ko) 네트워크 내 위치 검출
KR101447714B1 (ko) 화재 발생 감시 로봇, 화재 발생 여부 판단 방법 및 이들을 이용한 화재 경보 시스템
KR101389070B1 (ko) 유에스엔 노드의 자기위치 변위 인식장치 및 이를 이용한 노드의 위치정보 획득방법
JP2006172072A (ja) 侵入検知システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170110

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee