KR102150297B1 - 보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법 - Google Patents

보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

보행 보조 로봇의 제어 방법의 일 실시예는 보행 환경 정보를 포함하는 지도 상에서 착용자의 위치를 추정하는 단계; 상기 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 단계; 및 상기 판단된 보행 환경에 따라 보행 보조를 위한 제어 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법{Walking assist robot and control method for the same}
보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법이 개시된다. 더욱 상세하게는 착용자 주변의 보행 환경에 따라 보행 보조 모드를 자동으로 전환할 수 있는 보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법이 개시된다.
보행 보조 로봇은 실내외 보행 환경에서 보행이 불편한 보행자를 부축하고 보행을 도와주는 로봇을 말한다. 이러한 보행 보조 로봇은 부축형 보행 보조 로봇과 착용형 보행 보조 로봇을 포함할 수 있다.
부축형 보행 보조 로봇은 보행자의 보행 의지를 파악하여 보행자의 보행을 보조하는 로봇이다. 부축형 보행 보조 로봇은 몸체, 몸체 상부에 마련된 핸들바, 몸체 하부에 마련되어 몸체의 이동을 가능하게 하는 복수의 바퀴를 포함할 수 있다.
착용형 보행 보조 로봇은 하지 근력이 저하된 노인 및 환자의 재활 치료와 근력 증진을 도모하기 위한 로봇으로, 보행자의 하지에 착용될 수 있도록 외골격 구조를 갖는다.
착용자 주변의 보행 환경에 따라 보행 보조 모드를 자동으로 전환할 수 있는 보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법이 개시된다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 보행 보조 로봇의 제어 방법의 일 실시예는 보행 환경 정보를 포함하는 지도 상에서 착용자의 위치를 추정하는 단계; 상기 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 단계; 및 상기 판단된 보행 환경에 따라 보행 보조를 위한 제어 모드로 전환하는 단계를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 보행 보조 로봇의 일 실시예는 보행 환경 정보를 포함하는 지도 상에서 착용자의 위치를 추정하는 위치 추정부; 상기 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 보행 환경 판단부; 및 상기 판단된 보행 환경에 따라 보행 보조를 위한 제어 모드를 선택하는 제어 모드 선택부를 포함한다.
보행자 주변의 보행 환경에 맞추어 보행 보조 로봇의 제어 모드가 자동으로 변경되므로, 보행 보조 로봇의 사용성을 향상시킬 수 있다.
보행자 주변의 보행 환경을 파악하기 위하여, 레이저 센서나 깊이 카메라와 같은 능동형 센서(active sensor)를 구비하지 않아도 되므로, 능동형 센서를 사용하는데에 따른 비용을 절감할 수 있으며, 전력 소모를 줄일 수 있다.
보행 환경 정보를 포함하는 지도를 이용하므로, 능동형 센서를 사용했을 때처럼 가시선(line of sight) 미확보로 인해 보행 환경 인식률이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 정면도이다.
도 2는 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 측면도이다.
도 3은 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 배면도이다.
도 4는 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 5는 보행 환경 정보를 포함하는 실내 평면도를 예시한 도면이다.
도 6은 보행 보조 로봇의 모션 모델을 예시한 도면이다.
도 7은 보행 보조 로봇의 다른 실시예에 대한 블록도이다.
도 8은 보행 보조 로봇의 제어 방법에 대한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 보행 보조 로봇 및 그 제어 방법에 대한 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
보행 보조 로봇은 부축형 보행 보조 로봇 및 착용형 보행 보조 로봇을 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 착용형 보행 보조 로봇을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에는 인체에 착용될 수 있는 착용형 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 1은 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예에 대한 정면도이고, 도 2는 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예에 대한 측면도이며, 도 3은 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예에 대한 배면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 보행 보조 로봇(1)은 착용자의 왼쪽 다리 및 오른쪽 다리에 각각 착용될 수 있도록 외골격(外骨格) 구조를 가진다. 착용자는 보행 보조 로봇(1)을 착용한 상태에서 폄(extension), 구부림(flexion), 모음(adduction), 벌림(abduction) 등의 동작을 수행할 수 있다. 폄 동작은 관절을 펴는 운동을 말하며, 구부림 동작은 관절을 구부리는 운동을 말한다. 모음 동작은 다리를 몸의 중심축으로 가까이 하는 운동을 말한다. 벌림 동작은 몸의 중심축에서 멀어지는 방향으로 다리를 뻗는 운동을 말한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 보행 보조 로봇(1)은 본체부(10) 및 기구부(20R, 20L, 30R, 30L, 40R, 40L)를 포함할 수 있다.
본체부(10)는 하우징(11)을 포함할 수 있다. 하우징(11)에는 각종 부품이 내장될 수 있다. 하우징(11)에 내장되는 부품으로는, 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 인쇄 회로 기판, 다양한 종류의 저장 장치 및 전원을 예로 들 수 있다.
중앙 처리 장치는 마이크로 프로세서일 수 있다. 마이크로 프로세서는 실리콘 칩에 산술 논리 연산기, 레지스터, 프로그램 카운터, 명령 디코더나 제어 회로 등이 설치되어 있는 처리 장치이다. 중앙 처리 장치는 착용자로부터 지명 정보가 입력되는 경우, 저장 장치에서 지명 정보와 관련된 지도를 검색하고, 검색된 지도 상에 착용자의 초기 위치를 설정할 수 있다. 이 후, 착용자가 보행하여 위치가 변하는 경우, 중앙 처리 장치는 센서부의 각종 센서에서 검출된 정보에 기초하여 착용자의 현재 위치를 추적할 수 있다. 그리고 추적된 현재 위치 및 지도 정보에 기초하여 현재 위치 주변의 보행 환경을 판단할 수 있다. 이 후, 보행 환경에 적합한 제어 모드를 선택하고, 선택된 제어 모드에 따라 기구부(20, 30, 40)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
그래픽 처리 장치는 마이크로 프로세서 중 주로 그래픽에 관련된 정보를 처리하는 처리 장치를 의미한다. 그래픽 처리 장치는 중앙 처리 장치의 그래픽 처리 기능을 보조하거나 단독으로 그래픽 처리를 수행할 수 있다. 그래픽 처리 장치는 중앙 처리 장치에서 검색된 지도에 대해 영상 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 착용자의 초기 위치를 지도 상에 표시하거나, 착용자의 현재 위치가 추정되면, 추정된 현재 위치를 지도 상에 표시할 수 있다.
인쇄 회로 기판은 소정의 회로가 인쇄되어 있는 기판으로, 인쇄 회로 기판에는 중앙 처리 장치, 그래픽 처리 장치 또는 다양한 저장 장치가 설치되어 있을 수 있다. 이러한 인쇄 회로 기판은 하우징(11)의 내측면에 고정될 수 있다.
하우징(11)에 내장된 저장 장치는 다양한 종류를 포함할 수 있다. 저장 장치로는 자기 디스크 표면을 자화시켜 데이터를 저장하는 자기 디스크 저장 장치, 다양한 종류의 메모리 반도체를 이용하여 데이터를 저장하는 반도체 메모리 장치를 예로 들 수 있다. 저장 장치에는 보행 환경 정보를 포함하는 지도가 저장될 수 있다. 보행 환경 정보로는 지면에 대한 정보를 포함할 수 있다. 지면에 대한 정보로는 평지, 오르막 경사, 내리막 경사, 오르막 계단 및 내리막 계단 정보를 예로 들 수 있다.
하우징(11)에 내장된 전원은 하우징(11)에 내장된 각종 부품 또는 기구부(20, 30, 40)에 동력을 공급할 수 있다.
본체부(10)는 착용자의 허리를 지지하기 위한 허리 지지부(12)를 더 포함할 수 있다. 허리 지지부(12)는 착용자의 허리를 지지할 수 있도록 만곡된 평면판의 형상을 가질 수 있다.
본체부(10)는 착용자의 둔부에 하우징(11)을 고정하기 위한 고정부(11a) 및 착용자의 허리에 허리 지지부(12)를 고정하기 위한 고정부(12a)을 더 포함할 수 있다. 이러한 고정부(11a, 12a)으로는 다양한 종류의 수단이 이용될 수 있다. 예를 들면, 고정부(11a, 12a)은 탄성력을 구비한 밴드, 벨트, 끈(strap) 중 하나로 구현될 수 있다.
본체부(10)에는 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit; IMU)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치는 하우징(11)의 외부 또는 내부에 설치될 수 있다. 구체적으로, 관성 측정 장치는 하우징(11)의 내부에 마련된 인쇄회로기판 상에 설치될 수 있다. 관성 측정 장치는 관성 센서(inertial sensor)를 포함할 수 있다. 관성 센서는 가속도 및 각속도를 측정할 수 있다.
기구부(20, 30, 40)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 구조부(20), 제2 구조부(30) 및 제3 구조부(40)를 포함할 수 있다.
제1 구조부(20R, 20L)는 보행 동작에 있어서 착용자의 대퇴부 및 엉덩이 관절의 움직임을 보조할 수 있다. 제1 구조부(20R, 20L)는 제1 구동부(21R, 21L), 제1 지지부(22R, 22L) 및 제1 고정부(23R, 23L)를 포함할 수 있다.
제1 구동부(21R, 21L)는 제1 구조부(20R, 20L)의 엉덩이 관절에 마련될 수 있으며, 소정의 방향으로 다양한 크기의 회전력을 발생시킬 수 있다. 제1 구동부(21R, 21L)에서 발생된 회전력은 제1 지지부(22R, 22L)에 인가될 수 있다. 제1 구동부(21R, 21L)는 인체의 엉덩이 관절의 동작 범위 내에서 회전하도록 설정될 수 있다.
제1 구동부(21R, 21L)는 본체부(10)에서 제공되는 제어신호에 따라 구동될 수 있다. 제1 구동부(21R, 21L)는 예를 들어, 모터, 진공 펌프(vacuum pump) 및 수압 펌프(hydraulic pump) 중 하나로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에서는 제1 구동부(21R, 21L)가 모터로 구현되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 구동부(21R, 21L)의 주변에는 관절각 센서가 설치될 수 있다. 관절각 센서는 제1 구동부(21R, 21L)가 회전축을 중심으로 회전한 각도를 검출할 수 있다.
제1 지지부(22R, 22L)는 제1 구동부(21R, 21L)와 물리적으로 연결된다. 제1 지지부(22R, 22L)는 제1 구동부(21R, 21L)에서 발생한 회전력에 따라 소정의 방향으로 회전될 수 있다.
제1 지지부(22R, 22L)는 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제1 지지부(22R, 22L)는 복수의 마디가 서로 연결되어 있는 형상으로 구현될 수 있다. 이 때, 마디와 마디 사이에는 관절이 마련될 수 있으며, 제1 지지부(22R, 22L)는 이 관절에 의해 일정 범위 내에서 휘어질 수 있다. 다른 예로, 제1 지지부(22R, 22L)는 막대 형상으로 구현될 수 있다. 이 때, 제1 지지부(22R, 22L)는 일정한 범위 내에서 휘어질 수 있도록 가요성 있는 소재로 구현될 수 있다.
제1 고정부(23R, 23L)는 제1 지지부(22R, 22L)에 마련될 수 있다. 제1 고정부(23R, 23L)는 제1 지지부(22R, 22L)를 착용자의 대퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 도 1 내지 도 3은 제1 지지부(22R, 22L)가 제1 고정부(23R, 23L)에 의해 착용자의 대퇴부의 외측에 고정되는 경우를 도시하고 있다. 제1 구동부(21R, 21L)가 구동됨에 따라 제1 지지부(22R, 22L)가 회전하게 되면, 제1 지지부(22R, 22L)가 고정된 대퇴부 역시 제1 지지부(22R, 22L)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.
제1 고정부(23R, 23L)은 탄성력을 구비한 밴드, 벨트, 끈 중 하나로 구현되거나, 금속 소재로 구현될 수도 있다. 도 1은 제1 고정부(23R, 23L)가 체인(chain)인 경우를 도시하고 있다.
제1 구조부(20)에는 관성 측정 장치가 설치될 수 있다. 일 예로, 관성 측정 장치는 제1 구동부(21R, 21L)에 설치될 수 있다. 다른 예로, 관성 측정 장치는 제1 지지부(22R, 22L)에 설치될 수 있다. 또 다른 예로, 관성 측정 장치는 제1 구동부(21R, 21L) 및 제1 지지부(22R, 22L)에 모두 설치될 수 있다. 이하의 설명에서는 관성 측정 장치가 제1 지지부(22R, 22L)에 설치된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
제2 구조부(30R, 30L)는 보행 동작에 있어서 착용자의 하퇴부 및 무릎 관절의 움직임을 보조할 수 있다. 제2 구조부(30R, 30L)는 제2 구동부(31R, 31L), 제2 지지부(32R, 32L) 및 제2 고정부(33R, 33L)를 포함할 수 있다.
제2 구동부(31R, 31L)는 제2 구조부(30R, 30L)의 무릎 관절에 마련될 수 있으며, 소정의 방향으로 다양한 크기의 회전력을 발생시킬 수 있다. 제2 구동부(31R, 31L)에서 발생된 회전력은 제2 지지부(22R, 22L)에 인가될 수 있다. 제2 구동부(31R, 31L)는 인체의 무릎 관절의 동작 범위 내에서 회전하도록 설정될 수 있다.
제2 구동부(31R, 31L)는 본체부(10)에서 제공되는 제어신호에 따라 구동될 수 있다. 제2 구동부(31R, 31L)는 예를 들어, 모터, 진공 펌프 및 수압 펌프 중 하나로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에서는 제2 구동부(31R, 31L)가 모터로 구현되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
제2 구동부(31R, 31L)의 주변에는 관절각 센서가 설치될 수 있다. 관절각 센서는 제2 구동부(31R, 31L)가 회전축을 중심으로 회전한 각도를 검출할 수 있다.
제2 지지부(32R, 32L)는 제2 구동부(31R, 31L)와 물리적으로 연결된다. 제2 지지부(32R, 32L)는 제2 구동부(31R, 31L)에서 발생한 회전력에 따라 소정의 방향으로 회전될 수 있다.
제2 고정부(33R, 33L)는 제2 지지부(32R, 32L)에 마련될 수 있다. 제2 고정부(33R, 33L)는 제2 지지부(32R, 32L)를 착용자의 하퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 도 1 내지 도 3은 제2 지지부(32R, 32L)가 제2 고정부(33R, 33L)에 의해 착용자의 하퇴부의 외측에 고정되는 경우를 도시하고 있다. 제2 구동부(31R, 31L)가 구동됨에 따라 제2 지지부(22R, 22L)가 회전하게 되면, 제2 지지부(22R, 22L)가 고정된 대퇴부 역시 제2 지지부(22R, 22L)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.
제2 고정부(33R, 33L)은 탄성력을 구비한 밴드, 벨트, 끈 중 하나로 구현되거나, 금속 소재로 구현될 수 있다.
제2 구조부(30)에는 관성 측정 장치가 설치될 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치는 제2 구동부(31R, 31L), 제2 지지부(32R, 32L), 또는 이들 모두에 설치될 수 있다. 이하의 설명에서는 관성 측정 장치가 제2 지지부(32R, 32L)에 설치된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
제3 구조부(40R, 40L)는 보행 동작에 있어서 착용자의 발목 관절 및 관련 근육의 움직임을 보조할 수 있다. 제3 구조부(40R, 40L)는 제3 구동부(41R, 41L), 발 받침부(42R, 42L) 및 제3 고정부(43R, 43L)를 포함할 수 있다.
제3 구동부(41R, 41L)는 제3 구조부(40R, 40L)의 발목 관절에 마련될 수 있으며, 본체부(10)에서 제공되는 제어신호에 따라 구동될 수 있다. 제3 구동부(41R, 41L)도 제1 구동부(21R, 21L)이나 제2 구동부(31R, 31L)와 마찬가지로 모터로 구현될 수 있다.
제3 구동부(41R, 41L)의 주변에는 관절각 센서가 설치될 수 있다. 관절각 센서는 제3 구동부(41R, 41L)가 회전축을 중심으로 회전한 각도를 검출할 수 있다.
발 받침부(42R, 42L)는 착용자의 발바닥에 대응하는 위치에 마련되며, 제3 구동부(41R, 41L)와 물리적으로 연결된다.
발 받침부(42R, 42L)에는 착용자의 무게를 감지하기 위한 압력 센서가 설치될 수 있다. 압력 센서의 감지 결과는 착용자가 보행 보조 로봇(1)을 착용하였는지 여부, 착용자가 일어섰는지 여부, 착용자의 발과 지면의 접촉 여부 등을 판단하는데 사용될 수 있다.
제3고정부(43R, 43L)는 발 받침부(42R, 42L)에 마련될 수 있다. 제3 고정부(43R, 43L)는착용자의 발을 발 받침부(42R, 42L)에 고정시키는 역할을 한다.
제3 구조부(40R, 40L)에는 관성 측정 장치가 설치될 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치는 제3 구동부(41R, 41L), 발 받침부(42R, 42L), 또는 이들 모두에 설치될 수 있다. 이하의 설명에서는 관성 측정 장치가 발 받침부(42R, 42L)에 설치된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4는 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예에 대한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 보행 보조 로봇(1)은 입력부(110), 표시부(120), 저장부(130), 센서부(140), 제어부(200) 및 구동부를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 착용자가 보행 보조 로봇(1)의 동작과 관련된 명령을 입력할 수 있는 부분이다. 이를 위해 입력부(110)는 적어도 하나의 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력부(110)는 보행 보조 로봇(1)의 각 부품들로 전원을 공급하기 위한 전원 버튼, 착용자의 위치를 인식하기 위한 위치 인식 실행 버튼, 적어도 하나의 문자 입력 버튼 및 적어도 하나의 방향 버튼을 포함할 수 있다. 전원 버튼은 예를 들어, 온/오프 버튼으로 구현될 수 있다. 전원 버튼이 온되면, 보행 보조 로봇(1) 내의 각종 부품들로 전원이 공급되며, 착용자에 대한 위치 인식이 자동으로 수행될 수 있다.
예시된 버튼들은 모두 하드웨어적으로 구현될 수도 있고, 일부 버튼들은 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 터치 패드나 터치 스크린과 같이 입력부(110)와 표시부(120)가 하드웨어적으로 통합된 형태로 구현되는 경우, 위치 인식 실행 버튼이나 적어도 하나의 문자 입력 버튼은 표시부(120)의 소정 영역에 각각 아이콘으로 표시될 수 있다.
표시부(120)는 보행 보조 로봇(1)의 동작 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)를 통해 착용자 주변의 지명이 입력되면, 입력된 지명과 관련된 지도가 저장부(130)에서 검색될 수 있는데, 표시부(120)는 검색된 지도를 표시할 수 있다. 표시부(120)는 입력부(110)와 하드웨어적으로 별도로 구현되거나, 입력부(110)와 하드웨어적으로 통합된 형태로 구현될 수 있다.
저장부(130)는 보행 환경 정보를 포함하는 지도를 저장할 수 있다. 보행 환경 정보는 지면에 대한 정보를 포함할 수 있다. 지면에 대한 정보로는 평지, 오르막 경사, 내리막 경사, 오르막 계단 및 내리막 계단 정보를 예로 들 수 있다. 보행 환경 정보를 포함하는 지도는 사전에 생성될 수 있다. 예를 들면, 3차원 레이저 센서(laser sensor)가 설치된 이동형 로봇을 이동시켜 가면서 3차원 점군(point cloud) 데이터를 획득하고, 획득된 3차원 점군 데이터를 2차원 평면으로 투영시켜 생성할 수 있다. 또는 건물이나 집에 대한 내부 평면도에 계단 정보 및 경사 정보를 지정하여 생성할 수 있다. 도 5는 보행 환경 정보로서, 계단 정보 및 경사 정보를 포함하는 실내 평면도가 예시되어 있다. 이러한 보행 환경 정보를 포함하는 지도는 외부 장치로부터 주기적으로 업데이트될 수 있다. 지도 업데이트를 위해 보행 보조 로봇(1)에는 외부 장치와의 통신을 위한 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 저장부(130)는 지도 외에도 보행 보조 로봇(1)의 동작에 필요한 각종 데이터나 알고리즘을 저장할 수 있다. 예를 들면, 착용자의 위치를 추정하는데 필요한 데이터나 알고리즘, 보행 보조 로봇(1)를 제어 모드에 맞게 제어하기 위한 데이터나 알고리즘을 저장할 수 있다. 착용자의 위치를 추정하는데 필요한 데이터로는 보행 보조 로봇(1)의 기구학 정보를 예로 들 수 있다. 기구학 정보는 각 구조부에 대한 크기 및 길이, 보행 보조 로봇(1)의 모션 모델(Motion Model)을 예로 들 수 있다.
도 6은 보행 보조 로봇(1)의 모션 모델을 예시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 관성 센서는 골반, 대퇴부, 하퇴부 및 발에 각각 설치되는 것을 알 수 있다. 또한, 관절각 센서는 허리, 엉덩이 관절, 무릎 관절 및 발목 관절에 각각 설치되는 것을 알 수 있다. 도 6에서 "Global"은 보행 보조 로봇(1)의 기준점을 나타낸다. 이 때, 각 관성 센서의 설치 위치, 관성 센서에 대한 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향 등은 보행 보조 로봇(1)의 설계 시에 결정될 수 있다. 구체적으로, 골반에 설치된 관성 센서에 대한 허리 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향, 대퇴부에 설치된 관성 센서에 대한 엉덩이 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향, 하퇴부에 설치된 관성 센서에 대한 무릎 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향, 발에 설치된 관성 센서에 대한 발목 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향은 설계 시에 결정될 수 있다. 결정된 값들은 저장부(130)에 저장될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 저장부(130)는 비휘발성 메모리 소자, 휘발성 메모리 소자, 저장 매체, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
센서부(140)는 여러 종류의 센서를 포함할 수 있다. 도 4에 상세히 도시되지는 않았으나 센서부(140)는 보행 보조 로봇(1)의 골반 및 각 지지부에 설치된 관성 센서, 보행 보조 로봇(1)의 허리 지지부 및 각 관절에 설치된 관절각 센서, 발 받침부(42R, 42L)에 마련된 압력 센서를 포함할 수 있다. 각 관성 센서에서 측정된 가속도 및 각속도는 착용자의 위치를 추정하는데 사용될 수 있다. 각 관절각 센서에서 측정된 관절각, 압력 센서에서 측정된 압력 등은 추정된 위치 정보를 갱신(update)하는데 사용될 수 있다.
제어부(200)는 보행 보조 로봇(1) 내의 각 구성요소들을 연결하고, 동작을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 검색부(210), 위치 인식부(220), 설정부(230), 위치 추정부(240), 위치 정보 갱신부(250), 보행 환경 판단부(260), 제어모드 선택부(270) 및 제어신호 생성부(280)를 포함할 수 있다.
검색부(210)는 후술될 위치 인식부(220)에서 착용자의 위치가 인식되면, 인식된 위치와 관련된 지도를 저장부(130)에서 검색할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 검색부(210)는 착용자 주변의 지명에 기초하여 저장부(130)에서 지도를 검색할 수 있다. 이 때, 지명 정보는 입력부(110)를 통해 입력될 수 있다. 즉, 착용자가 입력부(110)를 이용하여 주변의 지명 정보를 직접 입력하는 경우, 입력된 지명 정보와 관련된 지도를 저장부(210)에서 검색할 수 있다. 검색된 지도는 후술될 설정부(230)로 제공될 수 있다.
위치 인식부(220)는 외부 장치로부터 수신한 데이터에 기초하여 착용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 위치 인식부(220)는 복수의 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 삼각측량법에 기초하여 착용자의 위치를 인식할 수 있다. 다른 예로, 위치 인식부(220)는 복수의 위성으로부터 수신한 위성 신호에 기초하여 착용자의 위치를 인식할 수 있다. 위치 인식부(220)에서 인식된 착용자의 위치는 착용자의 초기 위치를 의미할 수 있다. 초기 위치란 위치 인식 실행 버튼이 인가된 시점에서의 착용자의 위치, 또는 착용자가 새로운 장소로 이동한 후 위치 인식이 시도된 시점에서의 착용자의 위치를 의미할 수 있다.
일 예로, 위치 인식은 입력부(110)에 마련된 전원 버튼이 인가된 경우에 수행될 수 있다. 다른 예로, 위치 인식은 입력부(110)에 마련된 위치 인식 실행 버튼이 인가된 경우에 수행될 수 있다. 또 다른 예로, 위치 인식은 착용자가 새로운 장소로 이동한 경우에 자동으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 착용자가 소정 건물에서 다른 건물로 이동하거나 소정 건물 내에서 다른 층으로 이동한 경우, 위치 인식이 자동으로 수행될 수 있다.
착용자의 위치 인식에 성공하였다면, 앞서 설명한 바와 같이, 인식된 착용자의 위치는 검색부(210) 및 설정부(230)로 각각 제공된다. 그러면, 검색부(210)는 인식된 위치와 관련된 지도를 검색하여, 설정부(230)로 제공한다. 그러면 설정부(230)는 검색부(210)에서 검색된 지도 상에 위치 인식부(220)에서 인식된 착용자의 위치를 설정한다. 만약, 착용자의 위치 인식에 실패하였다면, 이러한 결과는 표시부(120)를 통해 표시될 수 있고, 착용자는 입력부(110)를 이용하여, 주변의 지명 정보를 직접 입력하여, 입력된 지명 정보와 관련된 지도가 검색될 수 있도록 한다. 이후, 지도가 검색되면, 검색된 지도는 표시부(120)를 통해 표시되고, 착용자는 표시된 지도 상에 자신의 위치를 직접 설정할 수 있다.
설정부(230)는 위치 인식부(220)에서 인식된 착용자의 초기 위치를 검색부(210)에서 검색된 지도 상에 설정할 수 있다. 위치 인식부(220)에서 착용자의 위치 인식에 성공하였다면, 지도에 초기 위치를 설정하는 것은 자동으로 이루어질 수 있다. 만약 위치 인식부(220)에서 착용자의 위치 인식에 실패하였다면, 착용자는 표시부(120)를 통해 표시된 지도 상에 자신의 위치를 직접 설정할 수 있다.
위치 추정부(240)는 센서부(140)의 관성 센서에서 측정된 데이터에 기초하여 착용자의 위치를 추정할 수 있다. 구체적으로, 지도 상에 착용자의 초기 위치가 설정된 후, 착용자가 이동하는 경우, 각 관성 센서에서는 착용자의 움직임에 따른 가속도 및 각속도가 측정된다. 그러면 위치 추정부(240)는 각 관성 센서에서 측정된 가속도 및 각속도에 기초하여 착용자의 현재 위치를 추정할 수 있다. 실시예에 따르면, 위치 추정부(240)는 관성 센서의 위치, 관성 센서의 속도, 관성 센서의 방향, 보행 보조 로봇(1)에 마련된 관절의 위치 및 관절의 방향을 상태 변수로 포함하는 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 착용자의 위치를 추정할 수 있다.
위치 정보 갱신부(250)는 추정된 착용자의 현재 위치를 갱신할 수 있다. 이는 칼만 필터의 갱신 단계에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 일 예로, 위치 정보 갱신부(250)는 중력 방향 정보, 관절각 센서에서 측정된 관절각 정보, 관절과 관절 사이의 지지부의 길이 정보 및 발과 지면의 접촉 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 위치를 갱신할 수 있다. 다른 예로, 위치 정보 갱신부(250)는 위치 인식부(220)에서 인식된 현재 위치 정보에 기초하여, 추정된 현재 위치를 갱신할 수 있다. 갱신된 위치 정보는 후술될 보행 환경 판단부(260)로 제공될 수 있다.
보행 환경 판단부(260)는 착용자의 초기 위치가 설정된 지도 및 위치 정보 갱신부(250)에서 갱신된 현재 위치 정보에 기초하여, 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단할 수 있다. 예를 들어, 착용자의 진행 방향이 평지인지, 오르막 경사인지, 내리막 경사인지, 오르막 계단인지, 내리막 계단인지를 판단할 수 있다. 판단 결과는 후술될 제어모드 선택부(270)로 제공될 수 있다.
제어모드 선택부(270)는 보행 보조 로봇(1)의 제어모드 중에서 보행 환경 판단부(260)에서 판단된 보행 환경에 맞는 제어모드를 선택할 수 있다. 보행 보조 로봇(1)의 제어모드로는 평지 모드, 오르막 계단 모드, 내리막 계단 모드, 오르막 경사 모드 및 내리막 경사 모드를 예로 들 수 있다.
제어신호 생성부(280)는 선택된 제어모드에 맞게 각 구동부로 제공할 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 보행 환경이 평지인 경우에는 일반적인 보행 사이클에 따라 착용자의 보행을 보조하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 만약, 보행 환경이 오르막 경사인 경우, 우측 제1 구동부(21R) 또는 좌측 제1 구동부(21L)가 경사도에 따라 평상시보다 더 큰 회전력으로 회전하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
생성된 제어신호는 보행 보조 로봇(1)의 우측에 마련된 제1 구동부(21R), 제2 구동부(31R) 및 제3 구동부(41R)와 보행 보조 로봇(1)의 좌측에 마련된 제1 구동부(21L), 제2 구동부(31L) 및 제3 구동부(41L)로 각각 제공될 수 있다.
도 7은 보행 보조 로봇(1)의 다른 실시예에 대한 블록도이다. 도 7을 참조하면, 보행 보조 로봇(1)은 음성 인식부(115), 입력부(110), 표시부(120), 저장부(130), 센서부(140), 제어부(200) 및 구동부(21R, 31R, 41R, 21L, 31L, 41L)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 보행 보조 로봇(1)은 도 4에 도시된 보행 보조 로봇(1)에 비하여 음성 인식부(115)를 더 포함할 수 있다. 음성 인식부(115)는 착용자의 음성을 인식할 수 있다. 음성 인식부(115)는 착용자의 음성에서 지명 정보를 검출하거나, 보행 보조 로봇(1)의 동작과 관련된 명령 예를 들어, 위치 인식 명령을 검출할 수 있다.
도 8은 보행 보조 로봇(1)의 제어 방법에 대한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
우선, 착용자의 초기 위치를 인식한다(S8). 착용자의 위치 인식은 보행 보조 로봇(1)의 전원 버튼이 인가된 경우, 또는 착용자의 위치가 변경되는 경우에 자동적으로 수행될 수 있으며, 위치 인식부(220)에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 위치 인식부(220)는 외부 장치로부터 수신된 데이터에 기초하여 착용자의 초기 위치를 인식한다. 여기서 외부 장치란 기지국, 위성, 또는 이들의 조합을 의미할 수 있다.
이후, 위치 인식부(220)는 착용자의 초기 위치 인식에 성공하였는지를 판단한다(S9). 판단 결과는 표시부(120)를 통해 표시되거나, 소리나 빛의 형태로 출력될 수 있다.
S9 단계의 판단 결과, 착용자의 초기 위치 인식에 성공하였다면, 착용자의 초기 위치를 지도 상에 자동으로 설정한다(S10, S11). 구체적으로, 검색부(120)는 인식된 초기 위치와 관련된 지도를 저장부(130)에서 검색하고(S10), 설정부(230)는 인식된 착용자의 초기 위치를 검색된 지도 상에 설정한다(S11). 이 때, 저장부(130)에 저장된 지도는 보행 환경을 포함하는 지도로서, 실외 지도 및 실내 지도를 포함할 수 있다. 검색된 지도는 표시부(120)를 통해 표시될 수 있다.
S9 단계의 판단 결과, 착용자의 초기 위치 인식에 실패하였다면, 착용자는 자신의 초기 위치를 지도 상에 수동으로 설정한다(S12, S13, S14). 구체적으로, 초기 위치 인식에 실패한 경우, 이러한 결과는 표시부(120)를 통해 표시된다. 그러면, 착용자는 입력부(110)를 이용하여, 주변의 지명 정보를 직접 입력한다(S12). 지명 정보가 입력되면, 검색부(210)는 입력된 지명 정보와 관련된 지도를 저장부(130)에서 검색한다. 검색된 지도는 표시부(120)를 통해 표시될 수 있다. 그러면, 착용자는 표시된 지도 상에 자신의 위치를 직접 입력한다. 일 예로, 착용자는 입력부(110)에 마련된 적어도 하나의 방향 버튼을 이용하여 지도 상에서 자신의 위치를 직접 입력할 수 있다. 다른 예로, 입력부(110)와 표시부(120)가 하드웨어적으로 통합되어 구현되었다면, 착용자는 스타일러스 펜 또는 손가락 등을 이용하여 지도 상에서 자신의 위치를 직접 입력할 수 있다. 그러면, 설정부(230)는 착용자가 선택한 위치를 검색된 지도 상에 설정한다(S14).
상술한 바와 같이, 검색된 지도 상에 착용자의 초기 위치를 설정하는 작업이 완료되면, 착용자는 보행을 시작한다. 착용자가 보행함에 따라 착용자의 위치가 변하면, 보행 보조 로봇(1)의 각 관성 센서에서 측정된 데이터에 기초하여, 착용자의 현재 위치가 추정된다(S15). 착용자의 현재 위치는 각 관성 센서의 위치, 속도, 방향 정보와, 각 관성 센서에 대한 각 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향 정보를 상태 변수로 하는 칼만 필터를 이용하여 추정될 수 있다.
구체적으로, 상기 S15 단계는 각 관성 센서에서 측정된 가속도 및 각속도 값에 기초하여 현재 시점에서 각 관성 센서의 위치, 속도 및 방향을 예측하는 단계와, 각 관성 센서의 위치 예측값 및 방향 예측값, 각 관성 센서에 대한 각 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향에 기초하여, 현재 시점에서 각 관절의 위치 및 방향을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
S15 단계에서 추정된 현재 위치 정보는 갱신될 수 있다(S16). 구체적으로, 추정된 현재 위치 정보는 중력 방향 정보, 관절각 센서에서 측정된 관절각 정보, 관절과 관절 사이의 지지부의 길이 정보, 및 발과 지면의 접촉 정보 중 적어도 하나에 기초하여 갱신될 수 있다. S15 단계에서 추정된 현재 위치 정보는 관성 센서에서 검출된 가속도 및 각속도에 기초하여 추정된 것이므로, 오차가 존재할 수 있다. 따라서 예시된 정보들을 이용하여 현재 위치를 갱신하면, 보다 정확한 현재 위치를 얻을 수 있다.
현재 위치 정보가 갱신되면, 착용자의 초기 위치가 설정된 지도 및 갱신된 현재 위치 정보에 기초하여 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단할 수 있다(S17).
착용자의 진행 방향의 보행 환경이 판단되면, 보행 환경에 맞는 제어모드를 선택한다(S18). 예를 들어, 보행 환경이 평지라면, 평지 모드를 선택한다. 만약, 보행 환경이 오르막 경사나 내리막 경사라면 오르막 경사 모드나 내리막 경사 모드를 선택한다. 만약, 보행 환경이 오르막 계단이나 내리막 계단이라면 오르막 계단 모드나 내리막 계단 모드를 선택한다.
보행 환경에 맞는 제어모드가 선택되면, 선택된 제어모드에 따라 각 구동부(21R, 21L, 31R, 31L, 41R, 41L)로 제공할 제어신호를 생성한다(S19). 예를 들어, 오르막 경사 모드가 선택되었다면, 우측 제1 구동부(21R) 또는 좌측 제1 구동부(21L)가 경사도에 따라 평상시보다 더 큰 회전력으로 회전하도록 제어신호를 생성한다. 생성된 제어신호는 각 구동부(21R, 21L, 31R, 31L, 41R, 41L)로 제공되며, 각 구동부(21R, 21L, 31R, 31L, 41R, 41L)는 제공받은 제어신호에 따라 구동된다. 이로써 보행 보조 로봇(1)의 착용자의 보행을 보조한다.
이 후, 위치 추정 종료 명령이 입력되었는지를 판단한다(S20). 위치 추정 종료 명령이 입력되었다면 착용자의 위치 추정을 종료하고, 위치 추정 종료 명령이 입력되지 않았다면 S15 내지 S19 단계를 반복한다.
이상으로 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 전술한 실시예들에서 보행 보조 로봇(1)의 일부 구성요소 예를 들어, 제어부(200)는 일종의 '모듈(module)'로 구현될 수 있다. 여기서, '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, ROM, RAM, CD-ROM, 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광학 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 매체는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수도 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 보행 보조 로봇
10: 본체부
11: 하우징
12허리 지지부
20R, 20L: 제1 구조부
30R, 30L: 제2 구조부
40R, 40L: 제3 구조부

Claims (18)

  1. 제어부가, 외부 장치로부터 수신된 데이터에 기초하여 보행 보조 로봇의 착용자의 초기 위치를 인식하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 착용자의 초기 위치와 관련된 지도를 저장부에서 검색하는 단계, 상기 지도는 보행 환경 정보를 포함하고;
    상기 제어부가, 상기 검색된 지도 상에 상기 착용자의 초기 위치를 설정하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 검색된 지도 상에서 상기 착용자의 현재 위치를 추정하는 단계;
    상기 제어부가, 설정된 상기 착용자의 초기 위치 및 추정된 상기 착용자의 현재 위치에 기초하여 상기 착용자의 진행 방향을 판단하고, 상기 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 판단된 보행 환경에 따라 보행 보조를 위한 제어 모드를 선택하는 단계를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보행 환경 정보는 지면에 대한 정보를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지면에 대한 정보는 평지, 오르막 경사, 내리막 경사, 오르막 계단, 내리막 계단 및 장애물 정보 중 적어도 하나를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기 위치를 인식하는 것에 실패한 경우, 입력부가, 상기 착용자로부터 주변의 지명을 입력받는 단계;
    상기 제어부가, 상기 지명과 관련된 지도를 저장부에서 검색하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 검색된 지도 상에 상기 착용자가 입력한 초기 위치를 설정하는 단계를 더 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력부가, 상기 착용자로부터 주변의 지명을 입력받는 단계는,
    상기 착용자의 음성으로부터 상기 지명을 인식하는 단계를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 착용자의 위치를 추정하는 단계는,
    상기 보행 보조 로봇에 마련된 관성 센서의 위치, 상기 관성 센서의 속도, 상기 관성 센서의 방향, 상기 보행 보조 로봇에 마련된 관절의 위치 및 상기 관절의 방향을 상태 변수로 하는 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 상기 착용자의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 추정된 위치를 갱신하는 단계를 더 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 착용자의 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 단계는,
    상기 갱신된 위치에서의 보행 환경을 판단하는 단계를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 장치는 하나 이상의 기지국 및 하나 이상의 위성 중 적어도 하나를 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 선택된 제어모드에 따라 구동부로 제공할 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 제어신호에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 단계를 더 포함하는 보행 보조 로봇의 제어 방법.
  12. 보행 환경 정보를 포함하는 지도를 저장하는 저장부;
    외부 장치로부터 수신된 데이터에 기초하여 보행 보조 로봇의 착용자의 초기 위치를 인식하는 위치 인식부;
    상기 착용자의 초기 위치와 관련된 지도를 상기 저장부에서 검색하는 검색부;
    상기 검색된 지도 상에 상기 착용자의 초기 위치를 설정하는 설정부;
    상기 검색된 지도 상에서 상기 착용자의 현재 위치를 추정하는 위치 추정부;
    설정된 상기 착용자의 초기 위치 및 추정된 상기 착용자의 현재 위치에 기초하여 상기 착용자의 진행 방향을 판단하고, 상기 진행 방향의 보행 환경을 판단하는 보행 환경 판단부; 및
    상기 판단된 보행 환경에 따라 보행 보조를 위한 제어 모드를 선택하는 제어 모드 선택부를 포함하는 보행 보조 로봇.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 검색부는 상기 초기 위치를 인식하는 것에 실패한 경우, 상기 착용자로부터 입력받은 지명에 기초하여, 상기 지명과 관련된 지도를 상기 저장부에서 검색하고,
    상기 설정부는 상기 검색된 지도 상에 상기 착용자가 입력한 초기 위치를 설정하는 보행 보조 로봇.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 착용자의 음성으로부터 상기 지명을 인식하는 음성 인식부를 더 포함하는 보행 보조 로봇.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 보행 보조 로봇에 마련된 관성 센서의 위치, 속도, 방향 정보, 상기 관성 센서에 대한 관절의 상대적인 위치 및 상기 상대적인 방향 정보를 상태 변수로 하는 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 상기 착용자의 위치를 추정하는 보행 보조 로봇.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 위치 추정부는,
    상기 관성 센서에서 측정된 가속도 및 각속도에 기초하여 현재 시점에서 상기 관성 센서의 위치, 속도 및 방향을 예측하고,
    상기 관성 센서의 위치 예측값 및 방향 예측값, 상기 관성 센서에 대한 관절의 상대적인 위치 및 상대적인 방향에 기초하여 현재 시점에서 관절의 위치 및 방향을 예측하는 보행 보조 로봇.
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