KR101864645B1

KR101864645B1 - 선체면을 주행하는 로봇의 로봇 정보 출력 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101864645B1
Application number: KR1020160160177A
Authority: KR
Inventors: 백상훈
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-07-04

Abstract

선체면을 주행하는 로봇의 로봇 정보 출력 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 정보 출력 장치는 작업 선박의 선체면을 주행하는 로봇에 대한 정보를 출력하는 장치로서, 상기 로봇의 3D 위치 좌표 및 자세를 포함하는 3차원 정보를 획득하는 3D 정보 획득부; 상기 3D 위치 좌표에 기초하여 바닥(Bottom), 우현(Starboard), 좌현(Port) 중 하나의 부착면을 계산하는 부착면 계산부; 상기 부착면에 따라 상기 3차원 위치 좌표를 2D 좌표로 변환하는 위치 계산부; 상기 자세로부터 방향 벡터를 구하고, 상기 방향 벡터와 상기 부착면에 대한 기준 벡터와의 사이각을 계산하여 상기 로봇의 방향을 계산하는 방향 계산부; 및 상기 작업 선박에 상응하는 2D 선박 모델에 대해 상기 부착면, 상기 2D 좌표, 상기 방향에 상응하는 상기 로봇의 2D 위치를 출력하는 맵 출력부를 포함할 수 있다.

Description

선체면을 주행하는 로봇의 로봇 정보 출력 장치 및 방법{Robot information output device and method on hull surface}

본 발명은 선체면을 주행하는 로봇 정보 출력 장치 및 방법에 관한 것이다.

선박은 하측이 물에 잠긴 상태에서 운용되므로 수중에 위치하는 저면이나 측면에 물이끼, 따개비 등과 같은 수중생물이 부착될 수 있다. 이처럼 선체에 부착되는 이물질은 선박이 운항할 때 저항으로 작용하여 속도를 저하시키고 연료소모량의 증가시킨다. 따라서 주기적인 청소를 통하여 제거할 필요가 있다.

이러한 점들을 고려해, 최근에는 선체 외면을 따라 주행하는 가운데 선체 외면의 청소를 수행할 수 있는 수중 청소로봇이 제안된 바 있다. 이러한 청소로봇에 대해서는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0062248호(2011.06.10 공개)에 개시되어 있기도 하다.

이처럼 선박 위에 붙어서 청소하는 로봇 시스템에서 작업자는 현재 로봇의 위치를 알기 원한다. 작업자는 로봇이 어느 위치에 붙어서 청소를 하고 있는 것인지, 잘 동작하고 있는 것인지 궁금할 것이다. 그러나 선박 위에 로봇의 위치를 3차원으로 매핑하기 위해서는 몇 가지 문제가 있다.

첫 번째 문제는 로봇의 위치 정보에는 오차가 포함되어 있다는 것이다. 로봇의 오차가 누적되면 로봇의 위치(x,y,z)가 선박 표면이 아닌 선박 아래로 표현이 될 수 있는 등, 선박의 형상변화에 따라 로봇의 위치표현이 다를 수 있다.

두 번째 문제는 모든 선박의 3차원 모델 파일이 항상 존재하지 않는다는 것이다. 선박은 주문 제작 방식으로 제조되기 때문에 그 크기와 종류가 다양해서 모든 선박의 3차원 모델 파일을 가지고 있기는 어렵다. 또한 3차원 모델 파일은 선박 제조사의 영업기밀로 선박의 구매자도 3차원 모델 파일은 가지고 있지 않는 경우가 많다.

다만, 이 문제를 작업자의 입장에서 생각해보면, 로봇은 보통 자동화된 청소 알고리즘으로 동작하기 때문에 로봇의 위치를 정확히 알 필요성은 없어진다. 로봇의 대략적인 위치를 알기 쉬운 방법으로 작업자에게 전달해 주는 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2011-0062248호 (2011.06.10 공개) - 무선 조종을 이용한 선박 수중 청소 로봇

본 발명은 자동화된 청소 알고리즘으로 동작하는 로봇이 선체면을 주행할 때 선박의 종류 및 크기 정보를 이용하여 3면에 대한 2차원 모델 맵 상에 로봇의 부착면, 위치, 방향 등과 같은 로봇 상태 정보를 표시하여 작업자에게 로봇의 대략적인 위치와 방향을 알기 쉬운 방식으로 알려줄 수 있는 선체면을 주행하는 로봇 정보 출력 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 작업 선박의 선체면을 주행하는 로봇에 대한 정보를 출력하는 장치로서, 상기 로봇의 3D 위치 좌표 및 자세를 포함하는 3차원 정보를 획득하는 3D 정보 획득부; 상기 3D 위치 좌표에 기초하여 바닥(Bottom), 우현(Starboard), 좌현(Port) 중 하나의 부착면을 계산하는 부착면 계산부; 상기 부착면에 따라 상기 3차원 위치 좌표를 2D 좌표로 변환하는 위치 계산부; 상기 자세로부터 방향 벡터를 구하고, 상기 방향 벡터와 상기 부착면에 대한 기준 벡터와의 사이각을 계산하여 상기 로봇의 방향을 계산하는 방향 계산부; 및 상기 작업 선박에 상응하는 2D 선박 모델에 대해 상기 부착면, 상기 2D 좌표, 상기 방향에 상응하는 상기 로봇의 2D 위치를 출력하는 맵 출력부를 포함하는 로봇 정보 출력 장치가 제공된다.

상기 부착면 계산부는 상기 3D 위치 좌표 (x, y, z)에 대해 [흘수(배가 잠긴 수심) - z < (미리 지정된 깊이)] 및 음(-)의 롤 제한각도 < roll < 양(+)의 롤 제한각도의 바닥조건을 만족하면 상기 부착면을 바닥으로 계산하고, 바닥이 아닌 경우 Y 좌표 부하가 양(+)이면 상기 부착면을 우현으로, Y 좌표 부하가 음(-)이면 상기 부착면을 좌현으로 계산할 수 있다.

상기 위치 계산부는 상기 부착면이 바닥인 경우 로봇좌표계 (X, Y)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환하고, 우현인 경우 로봇좌표계 (X, Z)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환하며, 좌현인 경우 로봇좌표계 (X, -Z)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환할 수 있다.

상기 방향 계산부는 상기 로봇의 요(yaw) 각도, 피치(pitch) 각도, 롤(roll) 각도로부터

에 따라 상기 방향 벡터(Directional Vector)를 구할 수 있다.

상기 방향 계산부는 상기 방향 벡터를 좌현, 우현, 바닥에 프로젝션 시키고 수학식 3 내지 5와 같이 각 면에서 0(zero) 각도를 가지는 기준 벡터(reference vector)와의 사이각을 구할 수 있다.

상기 2D 선박 모델에는 좌현, 바닥, 우현이 순차 배치되며, 상기 로봇이 주행되는 부분이 다수의 그리드로 이루어져 있어, 상기 맵 출력부는 상기 2D 위치를 누적하여 상기 그리드 상에 2D 주행 경로로 표시할 수 있다.

상기 맵 출력부는 상기 로봇의 방향을 상기 2D 주행 경로의 끝단에 대응되는 화살표로 표시할 수 있다.

상기 3D 정보 획득부는 상기 로봇의 바퀴 엔코더 및 방향 센서를 이용하여 상기 3차원 정보를 획득할 수 있다.

상기 로봇의 초기 위치 및 상기 작업 선박에 대한 기본 정보를 입력받고, 상기 2D 선박 모델을 로딩하는 기본 정보 입력부를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 자동화된 청소 알고리즘으로 동작하는 로봇이 선체면을 주행할 때 선박의 종류 및 크기 정보를 이용하여 3면에 대한 2차원 모델 맵 상에 로봇의 부착면, 위치, 방향 등과 같은 로봇 상태 정보를 표시하여 작업자에게 로봇의 대략적인 위치를 알기 쉬운 방식으로 알려줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체면을 주행하는 로봇에 대한 로봇 정보 출력 장치의 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체면을 주행하는 로봇에 대한 로봇 정보 출력 방법의 순서도,
도 3은 기본 정보 입력창의 예시도,
도 4는 로봇이 주행하는 선박의 3차원 좌표계를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 선박의 선체면을 2차원 좌표계로 변환한 2D 선박 모델을 나타낸 도면,
도 6은 2D 선박 모델의 예시도,
도 7 및 도 8은 로봇이 선박의 측면을 주행할 때 실제 주행 경로 및 2D 선박 모델에서의 출력 상태를 나타낸 도면,
도 9 및 도 10은 로봇이 선박의 측면에서 바닥면으로 주행할 때 실제 주행 경로 및 2D 선박 모델에서의 출력 상태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체면을 주행하는 로봇에 대한 로봇 정보 출력 장치의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체면을 주행하는 로봇에 대한 로봇 정보 출력 방법의 순서도이며, 도 3은 기본 정보 입력창의 예시도이고, 도 4는 로봇이 주행하는 선박의 3차원 좌표계를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 선박의 선체면을 2차원 좌표계로 변환한 2D 선박 모델을 나타낸 도면이고, 도 6은 2D 선박 모델의 예시도이고, 도 7 및 도 8은 로봇이 선박의 측면을 주행할 때 실제 주행 경로 및 2D 선박 모델에서의 출력 상태를 나타낸 도면이며, 도 9 및 도 10은 로봇이 선박의 측면에서 바닥면으로 주행할 때 실제 주행 경로 및 2D 선박 모델에서의 출력 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 9에는 로봇(10), 로봇 정보 출력 장치(100), 기본 정보 입력부(110), 3D 정보 획득부(120), 부착면 계산부(130), 위치 계산부(140), 방향 계산부(150), 맵 출력부(160), 기본 정보 입력창(300), 2D 선박 모델(400), 그리드(410), 3D 주행 경로(510, 520), 2D 로봇(600), 2D 주행 경로(610, 620)가 도시되어 있다.

이하에서는 발명의 이해와 설명의 편의를 위해 작업 선박의 선체면을 주행하는 로봇이 청소로봇인 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 청소로봇의 경우 보통 자동화된 청소 알고리즘으로 동작하기 때문에 로봇의 위치를 정확하게 파악할 필요성은 낮다. 다만, 로봇의 대략적인 위치를 알기 쉬운 방법으로 작업자에게 전달해 주면 충분하다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체면을 주행하는 로봇의 로봇 정보 출력 장치(100)는 작업 선박의 3면(좌현, 우현, 바닥)을 2차원 모델로 표현하고 중첩 표시되는 그리드 맵 상에 로봇의 위치, 부착면, 방향 등의 정보를 출력하여 작업자가 손쉽게 로봇의 대략적인 상태를 파악할 수 있게 한다.

작업 선박은 도 4에 도시된 것과 같이 그 선체면이 크게 좌현(PORT), 우현(STARBOARD), 바닥(BOTTOM)의 세 부분으로 나뉜다. 본 실시예에서는 이 세 부분을 선박의 종류와 크기 정보만을 반영하여 모델링한 단순한 2D 선박 모델 내에서 로봇의 부착면 정보, 위치 정보, 자세 정보를 활용하여 로봇의 위치와 방향으로 표현할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 로봇 정보 출력 장치(100)는 기본 정보 입력부(110), 3D 정보 획득부(120), 부착면 계산부(130), 위치 계산부(140), 방향 계산부(150), 맵 출력부(160)를 포함한다.

기본 정보 입력부(110)는 2차원으로 로봇(10)의 위치를 표현하기 위해 로봇(10)의 초기 위치 및 작업 선박에 대한 정보를 입력받는다(단계 S210).

도 3을 참조하면, 선박의 종류와 접안 방향, 길이, 높이, 너비 정보와 작업 선박의 흘수선(수심) 정보를 입력하기 위한 기본 정보 입력창(300)이 예시되어 있다.

또한, 로봇(10)의 초기 위치와 초기 부착면 정보도 입력될 수 있다. 로봇(10)이 부착된 면에 로봇(10)의 초기 위치 정보를 이용하여 로봇(10)의 위치를 표현할 수 있다.

3D 정보 획득부(120)는 작업 선박에 대해 선체면을 주행하는 로봇(10)의 3차원(3D) 정보를 획득한다(단계 S220). 3차원 정보는 위치, 자세, 부착면 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 해수면 기준으로, 선체의 가운데 지점을 3D 좌표계(global frame)의 원점으로 설정하였을 때, X, Y, Z 축을 가지는 좌표계로 로봇(10)의 위치를 3차원으로 표시할 수 있다. 여기서, X축은 선체의 길이 방향으로 평행하고, Y축은 선체의 너비(폭) 방향으로 평행하며, Z축은 해수면에 대해 수직한 방향일 수 있다.

또한, 요(yaw), 피치(pitch), 롤(roll)로 로봇(10)의 자세를 표현할 수 있으며, 각각은 Z축, Y축, X축에 대한 순차적인 회전량으로 표현될 수 있다.

X, Y, Z 좌표는 로봇 바퀴의 엔코더 정보와 로봇 방향 센서를 이용하여 계산될 수 있다. 엔코더 정보와 방향 센싱값을 이용한 X, Y, Z 좌표 계산 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게는 자명한 사항으로 상세한 설명은 생략한다.

부착면 계산부(130)는 3D 정보 획득부(120)에서 획득한 로봇의 3D 위치 좌표에 기초하여 부착면을 계산한다(단계 S230).

로봇의 3D 위치 좌표(x, y, z)를 기준으로 할 때, 다음의 조건(바닥조건 1 및 2)을 만족하면 바닥(Bottom)에 위치한 것으로 볼 수 있다.

바닥조건 1. [흘수(배가 잠긴 수심) - z < (미리 지정된 깊이)]

바닥조건 2. 음(-)의 롤 제한각도 < roll < 양(+)의 롤 제한각도

예를 들어, 바닥조건 1에서의 미리 지정된 깊이는 0.5m, 바닥조건 2에서의 롤 제한각도는 175deg일 수 있으며, 이는 임의로 설정된 값으로, 적용 상황에 따라 적합한 값으로 변경될 수도 있다.

또한, 로봇이 바닥에 위치하지 않은 경우, 로봇의 Y 좌표 부하가 양(+)이면 우현(Starboard)에 부착되어 있고, Y 좌표 부하가 음(-)이면 좌현(Port)에 부착되어 있는 것으로 볼 수 있다.

위치 계산부(140)는 로봇의 부착면에 따라 로봇좌표계에서의 위치를 2D 좌표계의 위치로 변환 계산한다(단계 S240). 로봇좌표계는 로봇을 중심으로 한 3D 좌표계이며, 위치 변환 계산은 다음과 같이 이루어질 수 있다.

바닥(Bottom) : 로봇좌표계(X, Y) --> 2D 좌표계 (X, Y)

우현(Starboard) : 로봇좌표계(X, Z) --> 2D 좌표계 (X, Y)

좌현(Port) : 로봇좌표계(X, -Z) --> 2D 좌표계 (X, Y)

각 선체면에 대한 2D 좌표계는 도 5에 도시된 2D 선박 모델에 도시되어 있다.

방향 계산부(150)는 로봇의 자세로부터 로봇의 방향을 계산한다(단계 S250).

3차원에서 로봇의 자세는 요, 피치, 롤로 표현되는 오일러 방법으로 표현될 수 있다. 이렇게 표현된 로봇 자세로부터 로봇의 방향 벡터를 구할 수 있다. 그리고 로봇의 방향 벡터와 좌현, 우현, 바닥 3면에서의 기준 벡터와의 사이각을 계산할 수 있다. 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 로봇 자세에서 방향 벡터를 계산하는 과정은 다음과 같다.

로봇좌표계(body-frame)과 3D 좌표계(global frame) 간의 관계는 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

여기서,

는 요 각도,

는 피치 각도,

는 롤 각도이고, u, v, w는 로봇의 x, y, z 방향 속도이다.

여기서, u = [1 0 0]을 대입하여 로봇의 방향 벡터(Directional Vector)를 구하면 다음 수학식 2와 같다. DirX, DirY, DirZ는 각각 방향 벡터에서 x, y, z 방향 성분을 나타낸다.

[수학식 2]

다음으로 로봇의 방향 벡터를 좌현, 우현, 바닥에 프로젝션 시키고, 각면에서 0(zero) 각도를 가지는 기준 벡터(reference vector)와의 사이각(angle)을 수학식 3 내지 5와 같이 구한다.

[수학식 3]

[수학식 4]

[수학식 5]

맵 출력부(160)는 앞서 계산된 로봇의 부착면, 위치, 방향에 기초하여 2D 선박 모델에 로봇 정보를 출력한다(단계 S260).

도 6을 참조하면, 단계 S210에서 작업 선박에 대한 기본 정보가 입력되었을 때 로딩되는 2D 선박 모델(400)이 도시되어 있다.

2D 선박 모델에는 위에서 아래 방향으로 좌현(Port), 바닥(Bottom), 우현(Starboard)을 나타내는 맵이 배치되고, 로봇이 주행되는 부분은 다수의 그리드(410)로 이루어져 있다.

그리드(410)를 구성하는 하나의 사각형의 가로는 선체 길이 방향의 단위 거리를 나타내고, 세로는 선체 폭 방향의 단위 거리를 나타낸다. 선체 길이 방향의 단위 거리 및 선체 폭 방향의 단위 거리는 미리 지정될 수 있으며, 예를 들면 가로 5m, 세로 1m일 수 있다. 따라서, 작업 선박의 크기에 따라 2D 선박 모델에서 생성되는 그리드(410)의 사각형 수는 달라질 수 있다.

앞서 계산된 로봇의 부착면, 위치, 방향에 따라 2D 선박 모델에 표시되는 그리드(410)에 대해 주행 경로 및 현재 로봇의 위치와 방향을 표시할 수 있다.

예를 들면, 로봇이 있었던 위치의 격자를 다른 색으로 채워 넣거나 해칭함으로써 주행 경로를 표시할 수 있다. 로봇의 현재 위치는 화살표로 표시될 수 있으며, 화살표가 가리키는 방향이 현재 로봇의 진행 방향을 나타낼 수 있다.

로봇이 선체의 측면을 주행하는 경우가 도 7에 도시되어 있다. 로봇(10)의 3D 주행 경로(510)는 선체의 우현을 따라 선미로 가고 있다. 이에 대해 본 실시예에 따른 로봇 정보 출력 장치(100)에서 계산한 결과 2D 선박 모델에 출력되는 모습이 도 8에 예시되어 있다.

우현을 나타내는 맵 하단부에 2D 주행 경로(610)가 표시되며, 2D 주행 경로(610)의 끝단에 2D 로봇(600)을 나타내는 화살표가 표시된다. 화살표는 로봇의 방향에 따라 그 가리키는 방향이 변경될 수 있다.

로봇이 선체의 측면에서 바닥면으로 주행하는 경우가 도 9에 도시되어 있다. 로봇(10)의 3D 주행 경로(520)는 선체의 좌현에서 바닥으로 진행하여 선미로 가고 있다. 이에 대해 본 실시예에 따른 로봇 정보 출력 장치(100)에서 계산한 결과 2D 선박 모델에 출력되는 모습이 도 10에 예시되어 있다.

좌현을 나타내는 맵 상단부에서 바닥을 나타내는 맵 중간으로 2D 주행 경로(620)가 길게 이어져서 표시되며, 2D 주행 경로(620)의 끝단에 2D 로봇(600)을 나타내는 화살표가 표시된다. 화살표는 로봇의 방향에 따라 그 가리키는 방향이 변경될 수 있다.

상술한 본 실시예에 따른 로봇 정보 출력 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 로봇 100; 로봇 정보 출력 장치
110: 기본 정보 입력부 120: 3D 정보 획득부
130: 부착면 계산부 140; 위치 계산부
150: 방향 계산부 160: 맵 출력부
300: 기본 정보 입력창 400: 2D 선박 모델
410: 그리드 510, 520: 3D 주행 경로
600: 2D 로봇 610, 620: 2D 주행 경로

Claims

작업 선박의 선체면을 주행하는 로봇에 대한 정보를 출력하는 장치로서,
상기 로봇의 3D 위치 좌표 및 자세를 포함하는 3차원 정보를 획득하는 3D 정보 획득부;
상기 3D 위치 좌표에 기초하여 바닥(Bottom), 우현(Starboard), 좌현(Port) 중 하나의 부착면을 계산하는 부착면 계산부;
상기 부착면에 따라 상기 3D 위치 좌표를 2D 좌표로 변환하는 위치 계산부;
상기 자세로부터 방향 벡터를 구하고, 상기 방향 벡터와 상기 부착면에 대한 기준 벡터와의 사이각을 계산하여 상기 로봇의 방향을 계산하는 방향 계산부; 및
상기 작업 선박에 상응하는 2D 선박 모델에 대해 상기 부착면, 상기 2D 좌표, 상기 방향에 상응하는 상기 로봇의 2D 위치를 출력하는 맵 출력부를 포함하는 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 부착면 계산부는 상기 3D 위치 좌표 (x, y, z)에 대해 [흘수(배가 잠긴 수심) - z < (미리 지정된 깊이)] 및 음(-)의 롤 제한각도 < roll < 양(+)의 롤 제한각도의 바닥조건을 만족하면 상기 부착면을 바닥으로 계산하고,
바닥이 아닌 경우 Y 좌표 부하가 양(+)이면 상기 부착면을 우현으로, Y 좌표 부하가 음(-)이면 상기 부착면을 좌현으로 계산하는, 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 위치 계산부는 상기 부착면이 바닥인 경우 로봇좌표계 (X, Y)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환하고, 우현인 경우 로봇좌표계 (X, Z)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환하며, 좌현인 경우 로봇좌표계 (X, -Z)를 2D 좌표계 (X, Y)로 변환하는, 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 방향 계산부는 상기 로봇의 요(yaw) 각도, 피치(pitch) 각도, 롤(roll) 각도로부터
에 따라 상기 방향 벡터(Directional Vector)를 구하는, 로봇 정보 출력 장치.
제4항에 있어서,
상기 방향 계산부는 상기 방향 벡터를 좌현, 우현, 바닥에 프로젝션 시키고 다음 수학식들과 같이 각 면에서 0(zero) 각도를 가지는 기준 벡터(reference vector)와의 사이각을 구하는, 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 2D 선박 모델에는 좌현, 바닥, 우현이 순차 배치되며, 상기 로봇이 주행되는 부분이 다수의 그리드로 이루어져 있어,
상기 맵 출력부는 상기 2D 위치를 누적하여 상기 그리드 상에 2D 주행 경로로 표시하는, 로봇 정보 출력 장치.
제6항에 있어서,
상기 맵 출력부는 상기 로봇의 방향을 상기 2D 주행 경로의 끝단에 대응되는 화살표로 표시하는, 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 3D 정보 획득부는 상기 로봇의 바퀴 엔코더 및 방향 센서를 이용하여 상기 3차원 정보를 획득하는, 로봇 정보 출력 장치.
제1항에 있어서,
상기 로봇의 초기 위치 및 상기 작업 선박에 대한 기본 정보를 입력받고, 상기 2D 선박 모델을 로딩하는 기본 정보 입력부를 더 포함하는, 로봇 정보 출력 장치.