KR101997558B1 - 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법 - Google Patents

유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101997558B1
KR101997558B1 KR1020170059509A KR20170059509A KR101997558B1 KR 101997558 B1 KR101997558 B1 KR 101997558B1 KR 1020170059509 A KR1020170059509 A KR 1020170059509A KR 20170059509 A KR20170059509 A KR 20170059509A KR 101997558 B1 KR101997558 B1 KR 101997558B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving unit
absolute position
driving
information
identification tag
Prior art date
Application number
KR1020170059509A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180124638A (ko
Inventor
김희중
임현태
이동훈
Original Assignee
국방과학연구소
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 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020170059509A priority Critical patent/KR101997558B1/ko
Publication of KR20180124638A publication Critical patent/KR20180124638A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101997558B1 publication Critical patent/KR101997558B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/90—Determination of colour characteristics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 구동기 시스템의 절대위치를 인식하여 원하는 위치로 회귀하기 위한 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법에 관한 것으로, 구동부를 소정 회전각으로 구동하는 단계; 구동부 구동시 전원 리셋 또는 구동부 충돌의 이상 상황을 감지하는 단계; 상기 이상 상황 감지되지 않으면 구동부의 상대 엔코더에서 제공하는 출력단의 위치정보를 이용하여 구동부를 운용하고 초기 위치로 회귀하는 단계; 및 상기 이상 상황 감지되면 구동부의 출력단에 부착된 인식표의 색상정보를 감지하여 출력단의 위치정보를 인식하고 상기 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNIZING ABSOLUTE POSITION OF DRIVER IN WIRE OR RADIO SYSTEM}
본 발명은 구동기 시스템의 절대위치를 인식하여 원하는 위치로 회귀하기 위한 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 구동기 출력단의 절대적인 위치를 파악할 수 있는 절대 엔코더가 상용화되어 있다. 상기 절대 엔코더는 성능적인 측면에서는 사양에 따라 구동기 출력단의 전체 회전각을 인식하며 높은 정확도를 제공하지만 그 크기와 비용적인 측면에서 활용성에 제약사항이 존재한다.
한편 자기장 인식 방식을 활용한 위치인식 시스템은 특정 위치로의 회귀에는 높은 정확도를 제공하지만 구동기 출력단의 전체 회전각을 표현해줄 수 없는 제약사항을 가지고 있다.
따라서, 구동기를 활용한 유무인 시스템에서 구동기 출력단의 위치를 인식하고 다구간으로 회귀할 수 있는 소형화 및 경제적인 시스템이 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 유무인 시스템에서 구동기 출력단의 위치를 인식하고 다구간으로 회귀할 수 있는 소형화 및 경제적인 구동기 절대위치 인식장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 저가형 광센서를 활용한 소형화된 구동기 절대위치 인식장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법은, 구동부를 소정 회전각으로 구동하는 단계; 구동부 구동시 전원 리셋 또는 구동부 충돌의 이상 상황을 감지하는 단계; 상기 이상 상황 감지되지 않으면 구동부의 상대 엔코더에서 제공하는 출력단의 위치정보를 이용하여 구동부를 운용하고 초기 위치로 회귀하는 단계; 및 상기 이상 상황 감지되면 구동부의 출력단에 부착된 인식표의 색상정보를 감지하여 출력단의 위치정보를 인식하고 상기 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 인식표는 그라디언트 (Gradient) 색상의 인식표로, 구동부가 회전 움직임을 할 경우에는 구동부 출력단을 감싸는 그라디언트 테이프 형태로 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 목표위치는 구동부 출력단의 초기 위치 또는 인식표의 특정 색상에 대응되는 구동부 출력단의 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계는, 광센서를 이용하여 구동부의 출력단에 부착된 인식표에서 적어도 하나의 색상 정보를 감지하는 단계; 상기 감지된 적어도 하나의 색상 정보를 기 저장된 회전각 정보와 매핑하여 구동부 출력단의 절대위치를 파악하는 단계; 및 상기 파악된 구동부 출력단의 절대위치를 근거로 회귀방향을 결정하고, 구동명령을 전송하여 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법은, 구동부를 소정 회전각으로 구동하는 단계; 광센서를 이용하여 구동부 출력단에 부착된 인식표에서 적어도 하나의 색상 정보를 감지하는 단계; 상기 감지된 적어도 하나의 색상 정보를 기 저장된 회전각 정보와 매핑하여 구동부 출력단의 현재 위치를 파악하는 단계; 및 상기 파악된 구동부 출력단의 현재 위치와 목표 위치를 비교하여 회귀방향을 결정하여, 상기 구동부 출력단을 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 인식표는 그라디언트 (Gradient) 색상의 인식표로, 구동부가 회전 움직임을 할 경우에는 구동부 출력단을 감싸는 그라디언트 테이프 형태로 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 목표위치는 구동부 출력단의 초기 위치 또는 인식표의 특정 색상에 대응되는 구동부 출력단의 특정 위치일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치는, 직선 또는 회전 운동을 수행하는 구동부 모듈에 장착되어 구동부 출력단의 절대 위치를 인식하는 구동기 절대위치 인식장치에 있어서, 구동부의 출력단에 부착되는 그라디언트 색상의 인식표; 상기 인식표와 대향되어 근접 설치된 광센서; 및 구동명령을 송신하여 구동부를 구동하고, 전원 리셋 또는 구동부 충돌이 발생하면 광센서를 통해 상기 인식표의 색상정보를 감지하여 출력단의 현재 위치를 인식한 후 상기 구동부 출력단을 목표위치로 회귀시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 제어부는 상기 감지된 인식표의 색상정보와 기 저장된 회전각 정보를 매핑시켜 구동부의 현재 위치를 인식하고, 상기 인식된 현재 위치를 목표위치와 비교하여 회귀 방향을 결정한 후 목표 위치로 이동하기 위한 구동명령을 구동부로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 목표위치는 구동부 출력단의 초기 위치 또는 인식표의 특정 색상에 대응되는 구동부 출력단의 위치일 수 있다.
본 발명은 유무인 시스템에서 직선이나 회전 움직임의 특성을 지닌 구동기의 출력단에 절대위치를 파악할 수 있는 방안으로, 전원 리셋이나 구동부의 충돌로 인한 비정상적인 상황에서 구동기의 절대위치를 파악하여 원하는 지점으로의 회귀가 가능하게 할 수 있다. 구동기의 절대위치를 파악하기 위해 색 정보를 가지고 있는 인식표와 광센서를 활용하는 방식으로 장치의 구현성에 있어, 종래의 절대 엔코터 및 자기장 인식장치의 방식보다 경제적이며 소형화할 수 있기 때문에 구동기를 구비한 복합시스템에 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치의 동작 흐름도.
도 3은 본 발명에서 구동부 출력단의 위치를 인식하여 회귀기능을 수행하는 동작을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동기 절대위치 인식장치가 적용된 무인로봇의 시스템 구성도.
도 5는 6족 무인로봇의 다리 관절 구동기 모듈에 구동기 절대위치 인식장치를 적용한 위치를 나타내는 상세 구성도.
도 6은 무인로봇의 다리 관절 구동기 모듈에 구동기 절대위치 인식장치를 장착하는 상세 동작을 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 구동기 절대위치 인식장치를 무인로봇의 다리 관절에 적용하여 획득된 데이터를 나타낸 그래프.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 저가형 광센서를 활용하여 경제성과 소형화의 장점을 가지는 구동기 시스템을 구현함으로써 구동기 시스템의 초기 전원인가시, 운용 중 전원 두절 발생시 또는 전원 리셋이나 구동부의 충돌로 인한 비정상적인 상황에서 구동기의 절대위치를 파악하여 원하는 위치(지점)로 다국간 회귀가 가능한 가능하도록 하는 방안을 제안한다. 특히, 본 발명은 광센서를 이용하는 특성상, 다양한 색상정보를 갖는 인식표를 부착하여 특정 위치뿐만 아니라 0°~360° 회전각의 범위 내에서 복수의 위치(또는 연속적인 위치)에 대한 인식 및 회귀가 가능하도록 구성한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치는, 제어부(200), 구동부(또는 구동기)(300) 및 센서부(400)으로 구성된다.
상기 제어부(200)는 주 제어기(210), 모터 제어기(220) 및 센서 제어기(230)로 구성되며, 초기에 구동부(300)로 구동명령을 송신하여 구동부(300)를 구동하고, 상기 구동부(300)로부터 수신한 구동부(300)의 출력단 위치정보에 기초하여 구동부(300)의 위치를 파악한 후 회귀명령을 전송한다.
상기 주 제어기(210)는 모터 제어기(220)를 통해 구동부(300)로 속도와 위치의 명령을 송신하고, 센서부(400)로부터 회전각 인식표와 센서를 통해 획득된 구동부 출력단의 절대위치를 센서 제어기(230)를 통해 수신하여 구동부(300)의 출력단 위치를 파악할 수 있다. 상기 센서 제어기(230)는 센서부(400)에서 감지된 구동부 출력단의 절대위치를 디지털 데이타로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다.
상기 구동부(300)는 최종 출력단에 부착된 회전각 인식표(310)와, 모터(330)의 회전을 동력으로 전달하는 기어(320)와, 구동부(300)의 초기 출력단 위치부터 최종 출력단 위치를 파악할 수 있는 상대 엔코더(340)로 구성된다. 상기 상대 엔코더(340)로부터 획득한 구동부(300)의 출력단 위치정보는 제어부(200)의 모터 제어기(220)로 전달된다.
여기서 구동부(300)의 최종 출력단은 회전 움직임 특성을 갖는 모터를 구비한 경우는 모터에 연결된 기어 회전축을 의미하고, 직선 움직임을 갖는 모터(e.g., 리니어 모터)의 경우에는 바로 모터 출력단을 의미한다. 따라서, 도 1에서 구동부(300)의 움직임 타입(회전 또는 직선)에 따라 기어(320) 또는 모터(330)의 출력단이 구동부(300)의 최종 출력단이 될 수 있다. 일 예로, 구동부(300)가 회전 움직임을 위한 출력을 발생할 경우에는 모터(320)에 직결된 기어(320)의 최종 출력단(회전축)의 외경을 감싸도록 색상정보를 갖는 인식표(310)가 부착될 수 있다. 상기 색상정보는 구동부의 회전각 검출 위치를 검출하기 위한 지표로서 서로 다른 복수의 색상을 포함한다. 일 예로는 상기 색상정보는 그라디언트(Gradient) 색상을 포함할 수 있는데, 이 경우 인식표(310)는 최종 출력단(회전축)의 외경을 따라 부착되는 그라디언트 테이프(tape)일 수 있다.
상기 센서부(400)는 별도의 지지부재를 통해 회전각 인식표(310)에 근접하여 인식표(310) 상부에 위치하여, 구동부 동작시 구동부(300)의 최종 출력단 움직에 대응되어 움직이는 인식표(310)의 색상을 감지한다. 이를 위하여 센서부(400)는 색상을 인식할 수 있는 광센서(SG-105F)를 포함한다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치의 동작 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와같이, 본 발명은 구동부(300)의 초기 출력단위치에서 상기 출력단에 회전각 인식표(310)와 광센서(410)를 부착(110)한 후(S100), 구동부(300)를 0°~360°로 회전 (112)시키고(S110), 광센서(410)를 이용하여 구동기 특정 위치에서의 인식표(310)의 색상정보를 감지한다(S120). 상기 광센서(41)에서 감지된 색상정보는 제어부(200)의 아날로그-디지털 변환기(240)를 통해 디지털 신호로 변환되어 주 제어기(210)로 입력된다(S130). 주 제어기(210)는 입력된 인식표(310)의 색상정보와 메모리(미도시)에 저장된 회전각 정보를 매핑시켜 구동부(300)의 회전각을 인식한다(S140). 회전각이 인식되면 주 제어기(210)는 목표위치와 비교하여 회귀 방향을 결정한 후 목표 위치로 이동하기 위한 구동명령을 모터 제어기(220)를 통해 구동부(300)로 전송한다(S150). 따라서, 구동부(300)는 구동명령에 따라 모터(330)를 구동시켜 목표 위치로의 회귀를 수행한다(S160).
본 발명에서 목표 위치는 다음 명령을 주기 위한 위치로서, 구동부 출력단위 초기 위치일 수 있고, 구동부 출력단의 위치를 인식표의 색상에 따라 세분화하여 인식할 경우에는 상기 인식된 복수의 구동부 출력단의 위치 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, 소정 위치에서 전원 리셋 또는 구동부의 충돌과 같은 불가피한 상황이 발생되면 이전 위치 또는 전전 위치로 회귀하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명에서 구동부 출력단의 위치를 인식하여 회귀기능을 수행하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
먼저 제어부(200)의 주 제어기(210)는 모터 제어기(220)를 통해 구동부(300)로 구동명령을 전송하여 구동부(300)를 인식하고자 하는 회전각의 범위안에서 회전시켜 구동한다(S310).
상기 구동부(300) 운용중에 주 제어기(210)는 전원 리셋 또는 구동부의 충돌과 같은 불가피한 상황이 발생되는지 체크한다(S320). 체크결과, 전원 리셋 또는 구동부의 충돌이 발생되지 않으면 현재 구동부(300)의 상대 엔코더(340)에서 제공하는 구동부 출력단의 위치정보를 이용하여 구동기 운용을 완료(520)하고 초기 위치로 회귀한다 (S360).
반면에, 구동부(300)의 운용 중에 전원 리셋(514)이나 구동부가 충돌(516)하는 상황이 발생하게 되면 구동부(300)의 상대 엔코더(340)로 파악하고 있는 출력단의 위치정보가 유실되는 상황이 발생하게 되어 현재 출력단의 위치를 정확하게 파악하지 못하게 된다.
이 경우, 주 제어기(210)는 현재 구동부(300)의 위치값을 광센서(400)에서 감지된 인식표(31)의 색상정보를 근거로 인식(518)하여 구동부(300)의 간섭이 일어나지 않는 방향으로 동작시켜 목표위치로 회귀시킨다(S340). 즉, 광센서(410)를 이용하여 구동부 출력단에 부착된 인식표(310)의 색상값을 회전각의 범위내에서 감지하고, 상기 감지된 인식표(310)의 색상값은 ADC(240)에서 디지털 신호로 변환된 후 주 제어기(210)로 입력된다. 따라서, 주 제어기(210)는 입력된 인식표(310)의 색상정보와 메모리(미도시)에 저장된 회전각 정보를 매핑시켜 구동부(300)의 회전각을 인식한다. 회전각이 인식되면 주 제어기(210)는 목표위치와 비교하여 회귀 방향을 결정한 후 목표 위치로 이동하기 위한 구동명령을 모터 제어기(220)를 통해 구동부(300)로 전송한다. 따라서, 구동부(300)는 구동명령에 따라 모터(330)를 구동시켜 목표 위치로의 회귀시킨다(S340). 이후 목표위치에 구동기의 출력단이 위치되면 다시 광센서값과 비교 및 확인하여 정상적으로 목표위치로 회귀되었는지 검증한다 (S350).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구동기 절대위치 인식장치가 적용된 무인로봇의 시스템 구성도이다.
도 4에 도시된 무인 로봇(610)은 전기식 모터와 기어부로 구성된 구동부를 통해 6족의 관절(612)을 움직이는 수중 무인로봇이다. 먼저 지상의 제어기(e.g., PC)(624)에서 이더넷 통신으로 무인 로봇(610) 내부의 주 제어기(620)로 구동 명령을 전송하고 케이블을 통해 전원을 공급한다.
무인 로봇(610)의 운용간 전원 리셋과 구동부 충돌이라는 상황이 발생했을 경우 각 다리 관절(612)의 초기 위치로의 회귀가 가능하도록 구동기 절대위치 인식장치를 적용하였다. 구동기 절대위치 인식장치는 환경적인 요소에 영향을 받지 않도록 구동기 모듈 안에 장착한 후 방수설계를 수행하였다. 구동기 모듈안의 최종 출력단에 인식표와 광센서(614)를 부착하고, 인식표로부터 획득한 정보는 아날로그 신호를 통해 광센서 신호처리기(616)로 전달되어 디지털 신호로 변환한다. 상기 변환된 정보는 CAN통신을 통해 주 제어기(612)로 송신되어 구동기에 위치 속도 명령을 전달하는 모터 제어기(618)로 명령어 형태로 가공하여 전달한다.
도 5는 6족 무인로봇의 다리 관절 구동기 모듈에 구동기 절대위치 인식장치를 적용한 위치를 나타내는 상세 구성도이고, 도 6은 무인로봇의 다리 관절 구동기 모듈에 구동기 절대위치 인식장치를 장착하는 상세 동작을 나타낸다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 구동기 절대위치 인식장치는 무인로봇의 다리 관절 구동기 모듈(710)에 장착될 수 있다. 이를 위하여 제1단계(Step 1)로 모터에 직결된 기어의 최종 출력단 둘레에 테이프(tape)형태를 갖는 그라디언트(Gradient) 색상의 인식표를 부착하고(712), 제2단계(Step 2)로 광센서(SG-105F)를 인식표(712)에 근접하게 위치시켜(714) 구동부의 위치정보를 획득할 수 있도록 구성한다. 이어서 제3단계(Step 2)로 구동기 모듈을 조립하고(716) 마지막 제4단계(Step 4)로 구동부의 회전축이 다리 관절을 움직일 수 있도록 구동기 모듈을 연결할 수 있는 기구부를 조립한(718) 후 데이터 케이블을 방수관을 통과하여 제어부에 연결한다.
도 7은 본 발명에 따른 구동기 절대위치 인식장치를 무인로봇의 다리 관절에 적용하여 획득된 데이터를 나타낸다.
모터의 상대 엔코더(340)를 활용하여 구동부(300)의 출력단이 그라디언트 (Gradient) 색상의 인식표의 각 구간(A, B, C, D, E)에 45°간격으로 위치할 수 있도록 한 후 데이터를 수집하면 도 7의 데이터 획득결과와 같이 각 구간에서 선형적인 값을 획득할 수 있다. 이를 활용하여 각 회전각에서의 위치정보의 센서값을 매핑하고, 구동부(30)가 원하는 위치로 회귀할 수 있도록 명령어화 하는 작업을 수행한 후 주 제어기(210)를 통해 모터 제어기(220)로 구동부(300)의 동작명령으로 전달한다. 6족 무인로봇에는 구동부(300)의 출력단 회전각은 45°간격으로 0°~180°범위내에서 인식하여 상황에 따라 5개의 회귀점(목표지점)으로 회귀할 수 있도록 명령어 형태로 가공하였다.
이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은 유무인시스템에서 직선이나 회전 움직임의 특성을 지닌 구동부의 출력단에 절대위치를 파악하기 위한 광센서와 색 정보를 갖는 인식표를 설치하여, 전원 리셋이나 구동부의 충돌로 인한 비정상적인 상황에서 구동부의 절대위치를 파악하여 원하는 지점으로 회귀하도록 제어함으로써 종래의 절대 엔코터 및 자기장 인식장치를 이용한 방법보다 경제적이며 소형화할 수 있기 때문에 구동부를 구비한 복합 시스템으로의 적용이 용이한 장점이 있다.
상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
200 : 제어부 210 : 주 제어기
220 : 모터 제어기 230 : 센서 제어기
240 : 아날로그-디지털 변환기 300 : 구동부
310 : 인식표 320 : 기어
330 : 모터 340 : 상대 엔코더
400 : 센서부 410 : 광 센서

Claims (10)

  1. 유무인 시스템에서 구동부 출력단의 절대위치를 인식하는 방법에 있어서,
    구동부를 소정 회전각으로 구동하는 단계;
    구동부 구동시 구동부 충돌의 이상 상황을 감지하는 단계;
    상기 이상 상황이 감지되지 않으면 구동부의 상대 엔코더에서 제공하는 출력단의 위치정보를 이용하여 구동부를 운용하고 초기 위치로 회귀하는 단계; 및
    상기 이상 상황이 감지되면 구동부의 출력단에 부착된 인식표의 색상정보를 감지하고 상기 색상정보를 기 저장된 회전각 정보와 매핑함으로써 상기 구동부 출력단의 절대위치를 파악하고 상기 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함하고
    상기 구동부의 구동 범위는 복수의 구간으로 구분되고 상기 색상정보는 상기 복수의 구간 중에서 각 구간에 대응되는 색상에 관한 정보를 포함하며,
    상기 목표위치는,
    상기 복수의 구간 중에서 상기 절대위치가 포함된 구간 및 상기 초기 위치가 포함된 구간을 제외한 나머지 구간들에 대응되는 색상 중 어느 하나의 색상과 기 저장된 회전각 정보를 매핑하여 파악된 구동부 출력단의 위치인 것을 특징으로 하는 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인식표는
    그라디언트 (Gradient) 색상의 인식표로,
    구동부가 회전 움직임을 할 경우에는 구동부 출력단을 감싸는 그라디언트 테이프 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계는
    광센서를 이용하여 구동부의 출력단에 부착된 인식표에서 적어도 하나의 색상정보를 감지하는 단계;
    상기 감지된 적어도 하나의 색상정보를 기 저장된 회전각 정보와 매핑하여 구동부 출력단의 절대위치를 파악하는 단계; 및
    상기 파악된 구동부 출력단의 절대위치를 근거로 회귀방향을 결정하고, 구동명령을 전송하여 구동부를 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법.
  5. 유무인 시스템에서 구동기 출력단의 절대위치를 인식하는 방법에 있어서,
    구동부를 소정 회전각으로 구동하는 단계;
    광센서를 이용하여 구동부 출력단에 부착된 인식표에서 적어도 하나의 색상정보를 감지하는 단계;
    상기 감지된 적어도 하나의 색상정보를 기 저장된 회전각 정보와 매핑하여 구동부 출력단의 절대위치를 파악하는 단계; 및
    상기 파악된 구동부 출력단의 절대위치와 목표위치를 비교하여 회귀방향을 결정하고, 상기 구동부의 이상 상황 발생 여부에 따라 상기 구동부 출력단을 초기 위치 또는 목표위치로 회귀시키는 단계;를 포함하고
    상기 구동부의 구동 범위는 복수의 구간으로 구분되고 상기 색상정보는 상기 복수의 구간 중에서 각 구간에 대응되는 색상에 관한 정보를 포함하며,
    상기 목표위치는
    상기 복수의 구간 중에서 상기 절대위치가 포함된 구간 및 상기 초기 위치가 포함된 구간을 제외한 나머지 구간들에 대응되는 색상 중 어느 하나의 색상과 기 저장된 회전각 정보를 매핑하여 파악된 구동부 출력단의 위치인 것을 특징으로 하는 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인식표는
    그라디언트 (Gradient) 색상의 인식표로,
    구동부가 회전 움직임을 할 경우에는 구동부 출력단을 감싸는 그라디언트 테이프 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식방법.
  7. 삭제
  8. 직선 또는 회전 운동을 수행하는 구동부에 장착되어 구동부 출력단의 절대위치를 인식하는 구동기 절대위치 인식장치에 있어서,
    상기 구동부 출력단에 부착되는 그라디언트 색상의 인식표;
    상기 인식표와 대향되어 근접 설치된 광센서; 및
    구동명령을 송신하여 상기 구동부를 구동하고, 상기 구동부에 충돌이 발생하면 상기 광센서를 통해 상기 인식표의 색상정보를 감지하고 상기 색상정보를 기 저장된 위치 정보와 매핑하여 상기 구동부 출력단의 절대위치를 인식한 후 상기 구동부 출력단을 목표위치로 회귀시키는 제어부;를 포함하고
    상기 구동부의 구동 범위는 복수의 구간으로 구분되고 상기 색상정보는 상기 복수의 구간 중에서 각 구간에 대응되는 색상에 관한 정보를 포함하며,
    상기 목표위치는
    상기 제어부가 상기 복수의 구간 중에서 상기 절대위치가 포함된 구간 및 초기 위치가 포함된 구간을 제외한 나머지 구간들에 대응되는 색상 중 어느 하나의 색상과 기 저장된 위치 정보를 매핑하여 파악한 구동부 출력단의 위치인 것을 특징으로 하는 구동기 절대위치 인식장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 감지된 인식표의 색상정보와 기 저장된 위치 정보를 매핑시켜 상기 구동부의 절대위치를 인식하고, 상기 인식된 절대위치를 상기 목표위치와 비교하여 회귀 방향을 결정한 후 상기 목표위치로 이동하기 위한 구동명령을 상기 구동부로 전송하는 것을 특징으로 하는 구동기 절대위치 인식장치.
  10. 삭제
KR1020170059509A 2017-05-12 2017-05-12 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법 KR101997558B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170059509A KR101997558B1 (ko) 2017-05-12 2017-05-12 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170059509A KR101997558B1 (ko) 2017-05-12 2017-05-12 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180124638A KR20180124638A (ko) 2018-11-21
KR101997558B1 true KR101997558B1 (ko) 2019-07-09

Family

ID=64602714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170059509A KR101997558B1 (ko) 2017-05-12 2017-05-12 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101997558B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308706A (ja) * 2004-03-22 2005-11-04 Tamagawa Seiki Co Ltd 位置検出器および被検出体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05104466A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Brother Ind Ltd 多関節ロボツトの原点復帰制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308706A (ja) * 2004-03-22 2005-11-04 Tamagawa Seiki Co Ltd 位置検出器および被検出体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180124638A (ko) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102174353B1 (ko) 전기 모터의 위치 결정 및/또는 제어 방법
KR100766434B1 (ko) 영상 인식이 가능한 이동체와 이동체 유도 방법
CN111923038B (zh) 机械臂式机器人、机器人的避障方法及存储介质
US20180141213A1 (en) Anti-collision system and anti-collision method
EP3572902B1 (en) Encoder and servo system
US11304292B2 (en) Circuit board and unmanned aerial vehicle including the same
US8165736B2 (en) Control device for watercrafts
US20200238535A1 (en) Robot, robot system, and robot control apparatus
KR101997558B1 (ko) 유무인 시스템의 구동기 절대위치 인식장치 및 방법
US20140094951A1 (en) Working unit control device, working robot, working unit control method, and working unit control program
KR20120021410A (ko) 자기 엔코더로 로봇의 위치제어를 실시하는 로봇 엑츄에이터
CN110914025A (zh) 把持系统
KR20160016757A (ko) 모션 플랫폼 구성
JP4728128B2 (ja) 多軸モータ位置検出信号伝達装置
US10515540B2 (en) Robot
US7868781B2 (en) Encoder
KR20090044118A (ko) 로봇맵 생성 방법 및 시스템
JP7460328B2 (ja) 移動ロボット、移動ロボットの制御システム、移動ロボットの制御方法
CN107091640B (zh) 主令控制器动作姿态检测装置及电控系统
CN110463029B (zh) 马达控制系统以及输入输出装置
KR20170097897A (ko) 아두이노를 이용한 교육 장치 및 방법
CN109496396B (zh) 输入元件和输入系统
US20170217015A1 (en) Industrial robot
US9261893B1 (en) Encoder update by using regenerative power
KR101684017B1 (ko) 보행 보조 로봇 제어장치 및 제어방법

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