KR102277773B1 - 이동체 주행 제어 장치 - Google Patents

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KR102277773B1
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Abstract

본 발명의 따른 이동체 주행 제어 장치는 이동체의 일정 위치에 고정될 수 있다. 여기에서, 상기 이동체 주행 제어 장치는 일단은 내측에 수용되고, 타단은 외측으로 연장되어 사용자의 일정 위치에 고정되며, 사용자의 이동에 따라 텐션을 가지며 직선 형태로 권취 또는 권출되는 와이어;와, 상기 이동체의 주행 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하여 구성된다.

Description

이동체 주행 제어 장치{DRIVING CONTROL APPARATUS FOR MOVING OBJECT}
본 발명은 이동체가 사용자와 일정 거리를 유지하며 주행하도록 이동체를 제어할 수 있는 이동체 주행 제어 장치에 관한 것이다.
최근, 산업사회 고도화에 의한 제조 공정의 무인 및 자동화 시스템이 현저히 증가함에 따라, 화물 이송 공정에 인력의 개입을 최소화시키려는 욕구가 확산되고 있다. 이러한 욕구에 대응하여, 화물을 수용하여 자동 주행하는 무인 이송 대차 등, 자율 주행 기반의 다양한 이송 장치 기술이 등장하였다.
한국등록특허 제1,227,160호에 개시된 이송 장비를 포함한 종래의 이송 장비들은 통상적으로 주행경로를 따라 형성된 가이드레일, 컨베이어벨트 등을 감지하여 자동 주행하는 방식으로, 대규모의 생산 라인이나 제품의 양산을 위한 공정에 적용되어 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 다만, 이러한 종래의 이송 장비들은 협소한 작업현장, 비교적 소량, 경량의 물품 이송 등에 적용하는데 기술적, 경제적으로 한계가 있어, 작업 현장이 아닌 일반 사용자가 활용하는데 어려움이 있다.
이에, 본 발명자는 종래의 이송 장비들이 가지는 이러한 문제점들을 해소하기 위하여, 쇼핑 카트, 유모차 등 비교적 소량, 경량의 대상물을 이송하는 이동체를 용이하게 제어할 수 있는 동시에, 저비용으로 구현이 가능한 이동체 주행 제어 장치를 발명하기에 이르렀다.
한국등록특허 제1,227,160호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 비교적 소량, 경량의 대상물을 이송하는 이동체를 용이하게 제어할 수 있는 동시에, 저비용으로 구현이 가능한 이동체 주행 제어 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 이동체가 사용자와 일정 거리를 유지하며 주행하도록 이동체를 제어할 수 있는 이동체 주행 제어 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사용자와 이동체의 위치 관계가 정의된 다양한 주행 모드를 제공하며, 사용자가 선택한 주행 모드에 따라 이동체를 용이하게 제어할 수 있는 이동체 주행 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 따른 이동체 주행 제어 장치는 이동체의 일정 위치에 고정될 수 있다. 여기에서, 상기 이동체 주행 제어 장치는 일단은 내측에 수용되고, 타단은 외측으로 연장되어 사용자의 일정 위치에 고정되며, 사용자의 이동에 따라 텐션을 가지며 직선 형태로 권취 또는 권출되는 와이어;와, 상기 이동체의 주행 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하여 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 신호 생성부는, 상기 와이어의 권출 길이 및 권출 각도에 기초하여, 상기 이동체가 상기 사용자와 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 상기 이동체를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 이동체의 주행 장치로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동체 주행 제어 장치는 상기 이동체의 주행 전에, 기정의된 적어도 하나의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 주행 모드 결정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 주행 모드 각각은 상기 이동체와 상기 사용자 간의 위치 관계가 정의될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 모드는 상기 이동체가 상기 사용자의 전방에서 주행하는 전방 주행 모드; 상기 이동체가 상기 사용자의 후방에서 주행하는 후방 주행 모드; 상기 이동체가 상기 사용자의 우측에서 나란히 주행하는 우측 수평 주행 모드; 및 상기 이동체가 상기 사용자의 좌측에서 나란히 주행하는 좌측 수평 주행 모드; 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 신호 생성부는 상기 이동체가 상기 결정된 주행 모드에 정의되는 위치 관계 및 상기 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 상기 이동체를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 모드 결정부는 상기 사용자에 의해 입력되는 주행 모드 선택 신호에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동체 주행 제어 장치는 상기 이동체 주행 제어 장치의 회전 방향을 센싱하는 회전 감지 센서를 더 포함하여 구성되며, 상기 주행 모드 결정부는 상기 회전 감지 센서에 의하여 센싱된 회전 방향에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동체 주행 제어 장치는 상기 이동체 주행 제어 장치가 상기 이동체와 결합하는 위치를 감지하기 위한 고정 위치 감지 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 주행 모드 결정부는 상기 고정 위치 감지 센서에 의하여 감지된 결합 위치에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 신호 생성부는 상기 결정된 주행 모드에 따른 사용자의 기준 위치를 정의하고, 상기 사용자의 이동에 따라 변동되는 와이어의 권출 길이 및 권출 각도를 기초로, 기설정된 시간 단위마다 상기 기준 위치를 기준으로 한 사용자의 위치 정보를 도출하며, 상기 도출된 사용자의 위치 정보에 기초하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어 신호는 상기 이동체의 속도 제어 신호 및 조향 제어 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치는, 쇼핑 카트, 유모차 등 비교적 소량, 경량의 대상물을 이송하는 이동체를 용이하게 제어할 수 있는 동시에, 저비용으로 구현이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치는, 이동체가 사용자와 일정 거리를 유지하며 주행하도록 이동체를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치는, 사용자와 이동체의 위치 관계가 정의된 다양한 주행 모드를 제공하며, 사용자가 선택한 주행 모드에 따라 이동체를 용이하게 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치를 설명하기 위한 참고도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어를 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체 주행 제어 장치의 구성요소들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 산출부 및 각도 산출부를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 길이 산출부 및 각도 산출부를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드를 설명하기 위한 참고도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 결정부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 10은 우측 수평 주행 모드가 설정된 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 도 1 내지 10을 참조하여, 본 발명 및 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이동체 주행 제어 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치를 설명하기 위한 참고도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어를 설명하기 위한 참고도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체 주행 제어 장치의 구성요소들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치(100)는 이동체(10)의 일정 위치에 고정될 수 있으며, 이동체(10)의 주행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 장치이다. 여기에서, 이동체 주행 제어 장치(100)는 내부에 복수의 구성요소들을 수용할 수 있는 하우징을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예예서, 이동체(10)는 하면에 위치 이동을 위한 바퀴가 구비되며, 바퀴의 구동 제어를 위한 주행 장치(11)가 구비된 장치를 의미할 수 있다. 여기에서, 이동체(10)는 특정 대상물을 이송하기 위한 이송 수단에 해당할 수 있으며, 예를 들어, 주행 장치를 구비한 카트, 유모차, 캐리어 등에 해당할 수 있다. 한편, 이러한 예시는 본원발명의 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니며, 물품을 이송하도록 기능하지 않더라도 주행 장치에 의해 위치 이동이 가능한 장치라면 본 발명에 따른 이송체(10)로 해석되어야 할 것이다.
일 실시예에서, 이동체 주행 제어 장치(100)는 이동체(10)와의 고정 결합을 위한 고정 장치(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 고정 장치는 고리 부재, 집게 부재, 접착 부재 등 다양한 공지의 장치로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 이동체 주행 제어 장치(100)는 이동체(10)의 진행 방향을 기준으로 전측, 후측, 좌측 및 우측 중 어느 하나의 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어, 이동체 주행 제어 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 이동체(10)의 상면 후측에 고정될 수 있다. 다른 예를 들어, 이동체 주행 제어 장치(100)는 도 10에 도시된 바와 같이 이동체(10)의 전면에 고정될 수 있다.
한편 이동체 주행 제어 장치(100)가 이동체(10)에 결합되는 정확한 위치와 결합 방식은 한정되지 않는 것으로 해석되어야 하며 다양한 방식으로 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 이동체(10)가 유모차에 해당하는 경우, 이동체 주행 제어 장치(100)는 유모차의 후측에 형성되는 손잡이부에 결합될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치(100)는 일정한 장력을 가지며 길이 방향으로 연장되는 와이어(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 와이어(110)의 일단은 이동체 주행 제어 장치(100)의 내측에 수용되고, 타단은 외측으로 연장되어 사용자(20)의 일정 위치에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 와이어(110)의 타단에는 사용자(20)의 일정 위치에 고정되기 위한 사용자 고정 장치(111)가 구비될 수 있다. 여기에서, 사용자 고정 장치(111)는 고리 부재, 집게 부재 또는 접착 부재 등 다양한 공지의 장치로 구현되거나, 또는 사용자가 파지할 수 있는 소정의 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 와이어(110)의 타단은 사용자 고정 장치(111)에 의해 사용자(20)가 착용한 의류에 고정될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 사용자 고정 장치(111)가 사용자에 의해 파지됨으로써 와이어(110)의 타단은 사용자(20)의 손에 고정될 수 있다.
와이어(110)는 사용자(20)의 이동에 따라 텐션을 가지며 직선 형태로 권취 또는 권출될 수 있다. 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치(100)는 사용자(20)의 이동에 따라 변화될 수 있는 와이어(110)의 권출 길이 및 권출 각도에 기초하여 이동체(10)의 주행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치(100)는 와이어(110), 제어 신호 생성부(120) 및 주행 모드 결정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 제어 신호 생성부(120) 및 주행 모드 결정부(130)는 데이터 저장을 위한 메모리와 데이터 처리를 위한 프로세서를 구비할 수 있으며, 이하 기술되는 이동체 주행 제어 방법을 수행할 수 있다.
제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)의 주행 제어를 위한 제어 신호를 생성한다. 여기에서, 제어 신호 생성부(120)는 와이어(110)의 권출 길이 및 권출 각도에 기초하여 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 이동체(10)의 주행 장치(11)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)가 사용자(20)와 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이동체(10)와 사용자(20) 간의 이격 거리가 1m, 오차 범위가 0.2m로 설정된 경우, 제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)가 사용자(20)와 0.9 내지 1.1m를 유지하며 주행하도록 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 제어 신호 생성부(120)가 제어 신호를 생성하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 제어 신호 생성부(120)는 길이 산출부(121), 각도 산출부(122), 위치 산출부(123) 및 신호 생성부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.
길이 산출부(121)는 사용자의 이동에 따라 권취 또는 권출된 와이어(110)의 권출 길이를 산출할 수 있다. 이를 위하여, 길이 산출부(121)는 회전 부재(211. 311) 및 회전량 측정 센서(212. 312)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 회전 부재(211. 311)는 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 원통 형태로 형성되어 와이어(110)의 일단과 연결되며, 회전 부재(211. 311)의 외측에 와이어(110)가 권취 또는 권출되도록 구성될 수 있다. 여기에서, 회전 부재(211. 311)가 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 회전하는 경우, 회전 부재(211. 311)로부터 와이어(110)가 권출될 수 있고 다른 한 방향으로 회전하는 경우 와이어(110)가 권취될 수 있다. 일 실시예에서, 회전 부재(211. 311)의 내측에는 와이어(110)가 사용자의 이동에 대응하여 일정한 텐션을 유지할 수 있도록 하는 탄성 부재(예 : 태엽 등)가 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 회전량 측정 센서(212. 312)는 회전 부재(211. 311)와 연결되어 와이어(110)의 권취 또는 권출로 인한 회전 부재(211. 311)의 회전량을 측정할 수 있다. 여기에서, 회전량 측정 센서(212. 312)는 회전 변위의 변화에 따라 회전축이 회전하면, 내부의 와이퍼가 저항체 위를 이동함으로써, 회전량에 비례하여 전압을 출력하는 포텐셔미터(Potentiometer)에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 길이 산출부(121)는 회전량 측정 센서(212. 312)로부터 측정된 회전 부재(211. 311)의 회전량에 비례하여 와이어(110)의 권출 길이를 산출할 수 있다.
각도 산출부(122)는 사용자의 이동에 따라 권취 또는 권출된 와이어(110)의 권출 각도를 산출할 수 있다. 이를 위하여, 각도 산출부(122)는 회전부재(221) 또는 슬라이딩 부재(321)와 회전각 측정 센서(222, 322)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 회전부재(221)는 도 4에 도시된 바와 같이 와이어(110)가 관통되며 와이어(110)의 권취 또는 권출 각도에 대응하여 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 회전각 측정 센서(222)는 회전 부재(221)와 연결되어 와이어(110)의 권출 각도 변경으로 인한 회전 부재(221)의 회전각을 측정할 수 있다. 회전각 측정 센서(222)는 등간격으로 홈이 형성된 회전 엔코더 링이 회전 부재(221)와 함께 회전함에 따라 지나간 홈의 개수를 카운팅하여 회전량을 측정하는 엔코더(Encoder)에 해당할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 슬라이딩 부재(321)는 도 5에 도시된 바와 같이 와이어(110)가 관통되며 와이어(110)의 권취 또는 권출 각도에 대응하여 슬라이딩할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 회전각 측정 센서(322)는 회전 부재(321)와 연결되어 와이어(110)의 권출 각도 변경으로 인한 슬라이딩 부재(321)의 이동 거리를 기초로 회전각을 측정할 수 있다.
한편, 상술한 와이어(110)의 권출 길이 및 권출 각도를 산출하는 구성에 관한 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니며, 와이어(110)의 권출 길이 및 권출 각도를 산출하는 구성은 상기 실시예와 상이한 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다.
위치 산출부(123)는 사용자(20)의 이동에 따라 변동되는 와이어(110)의 권출 길이 및 권출 각도를 기초로 기설정된 시간 단위마다 사용자(20)의 위치 정보를 도출할 수 있다. 여기에서, 위치 정보가 도출되는 시간 단위는 제어 신호가 생성되는 시간 단위와 대응되며, 예를 들어 20ms로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 위치 산출부(123)는 길이 산출부(121)로부터 산출된 권출 길이(Sl) 및 각도 산출부(122)로부터 산출된 권출 각도(Sa)를 이용하여 사용자(20)의 위치 정보를 도출할 수 있다. 여기에서, 사용자(20)의 위치 정보는 x-y 직교좌표계에서 정의되는 좌표 정보에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 위치 산출부(123)는 아래 수학식 1을 이용하여 사용자(20)의 위치 정보를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
(x, y) = (Sl*cos(Sa), Sl*sin(Sa))
여기에서, 좌표의 중심은 이동체 주행 제어 장치(100)의 위치 또는 와이어(110)의 타단, 즉 사용자(20)의 위치로 정의될 수 있다.
신호 생성부(124)는 와이어(110)의 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)에 기초하여 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기에서, 신호 생성부(124)는 이동체(10)가 사용자(20)와 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 신호는 이동체(10)의 속도 제어 신호 및 조향 제어 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6을 참조하면, 이동체(10)와 사용자(20) 간의 이격 거리가 R로 설정된 경우, 신호 생성부(124)는 와이어(110)의 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)을 기초로, 이동체(10)가 사용자(20)와 R 거리를 유지하며 주행하도록 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 신호 생성부(124)는 아래 수학식 2를 이용하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
[수학식 2]
V = (R - Sl) * Vg
W = Sa * Wg
(V : 이동체 속도, W : 이동체 각속도, R : 이격 거리, Sl : 권출 길이, Sa : 권출 각도, Vg : 속도 게인, Wg : 각도 게인)
예를 들어, 이동체(10)가 사용자(20)의 전방에서 1m 간격(R)을 유지하며 주행하도록 설정된 경우, 신호 생성부(124)는 20ms마다 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)를 확인하고, 위 수학식 2에 기초하여 시간 단위마다 이동체(10)의 주행 장치(11)를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다. 도 6 및 수학식 2를 참조하면, 사용자의 위치가 R보다 가까워지는 경우(즉, 권출 길이가 R보다 짧아지는 경우), 신호 생성부(124)는 이동체(10)를 전방으로 이동시키는 속도 제어 신호(V)를 산출하여 주행 장치(11)로 전달할 수 있다. 또한, 사용자의 위치가 우측으로 이동되는 경우, 신호 생성부(124)는 이동체(10)를 좌측으로 이동시키는 조향 제어 신호(W)를 산출하여 주행 장치(11)로 전달할 수 있다. 이러한 신호 생성부(124)의 동작을 통해 이동체(10)가 사용자(20)와 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 생성부(124)는 위치 산출부(123)에 의하여 산출되는 사용자(20)의 위치 정보에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 생성부(124)는 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)를 변수로 하는 상기 수학식 2을 이용하여 속도 및 조향 제어 신호를 산출하는 할 수 있으며, 이와 달리, 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)에 기초하여 도출된 사용자(20)의 위치 좌표를 변수로 하여 속도 및 조향 제어 신호를 산출할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 이동체 주행 제어 장치(100)가 다양한 주행 모드에 따라 제어 신호를 생성하는 방식에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 이동체 주행 제어 장치(100)는 이동체(10)의 주행 전에, 기정의된 적어도 하나의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 주행 모드 결정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드는 이동체(10)와 사용자(20) 간의 위치 관계가 정의될 수 있다. 여기에서, 주행 모드는 전방 주행 모드, 후방 주행 모드, 우측 수평 주행 모드 및 좌측 수평 주행 모드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 주행 모드에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드를 설명하기 위한 참고도이다.
도 7(A)를 참조하면, 전방 주행 모드는 이동체(10)가 사용자(20)의 전방에서 주행하도록 정의될 수 있다. 즉, 전방 주행 모드는 사용자(20)가 이동체(10)의 후방에 위치하며, 사용자(20)가 전진하면 와이어(110)의 권출 길이가 짧아짐에 따라 이동체(10)가 전진하도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 전방에서 일정 이격 거리를 가지며 주행하는 모드이다. 여기에서, 사용자가 우측으로 이동하면 와이어(110)의 권출 각도의 변경에 대응하여 이동체(10)가 좌측으로 조향되도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 전방으로 이동하여 주행할 수 있다.
도 7(B)를 참조하면, 후방 주행 모드는 이동체(10)가 사용자(20)의 후방에서 주행하도록 정의될 수 있다. 즉, 후방 주행 모드는 사용자(20)가 이동체(10)의 전방에 위치하며, 사용자(20)가 전진하면 와이어(110)의 권출 길이가 길어짐에 따라 이동체(10)가 전진하도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 후방에서 일정 이격 거리를 가지며 주행하는 모드이다. 여기에서, 사용자가 좌측으로 이동하면 와이어(110)의 권출 각도의 변경에 대응하여 이동체(10)가 우측으로 조향되도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 후방으로 이동하여 주행할 수 있다.
도 8(A)를 참조하면, 우측 수평 주행 모드는 이동체(10)가 사용자(20)의 우측에서 나란히 주행하도록 정의될 수 있다. 즉, 우측 수평 주행 모드는 사용자(20)가 이동체(10)의 좌측에 위치하며, 사용자(20)가 전진하면 와이어(110)의 권출 길이 및 각도 변경에 대응하여 이동체(10)가 전진하도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 우측에서 일정 이격 거리를 가지며 나란히 주행하는 모드이다.
도 8(B)를 참조하면, 좌측 수평 주행 모드는 이동체(10)가 사용자(20)의 좌측에서 나란히 주행하도록 정의될 수 있다. 즉, 좌측 수평 주행 모드는 사용자(20)가 이동체(10)의 우측에 위치하며, 사용자(20)가 전진하면 와이어(110)의 권출 길이 및 각도 변경에 대응하여 이동체(10)가 전진하도록 제어되어, 이동체(10)가 사용자(20)의 좌측에서 일정 이격 거리를 가지며 나란히 주행하는 모드이다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)는 사용자(20)에 의해 입력되는 주행 모드 선택 신호에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)는 사용자에 의하여 조작될 수 있는 주행 모드 선택 버튼(131)을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9(A)에 도시된 바와 같이, 이동체 주행 제어 장치(100)의 상부에 주행 모드 선택 버튼(131)이 구비될 수 있으며, 주행 모드 선택 버튼(131)은 사용자에 의하여 조작될 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 주행 모드 선택 버튼(131)에서 출력되는 주행 모드 선택 신호에 대응하는 주행 모드를 결정할 수 있다. 주행 모드 선택 버튼(131)의 상측은 전방 주행 모드, 하측은 하방 주행 모드, 우측은 우측 수평 주행 모드, 좌측은 좌측 수평 주행 모드로 정의될 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)는 사용자(20)에 의해 조작되는 사용자 단말(예 : 스마트폰)에서 주행 모드 선택 신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 수신된 주행 모드 선택 신호에 대응하는 주행 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)의 회전 방향에 기초하여 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)의 회전 방향을 센싱하는 회전 감지 센서(132)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 9(B)에 도시된 바와 같이, 사용자는 이동체 주행 제어 장치(100)를 이동체(10)의 전방에 고정하고 이동체 주행 제어 장치(100)를 특정 방향으로 회전시킴으로써 주행 모드를 선택할 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)가 좌측으로 회전되면 주행 모드를 좌측 수평 주행 모드로 결정하고, 우측으로 회전되면 주행 모드를 우측 수평 주행 모드로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)는 고정 위치 감지 센서에 의하여 감지된 결합 위치에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정할 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)가 이동체(10)와 결합하는 위치를 감지하기 위한 고정 위치 감지 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 고정 위치 감지 센서는 이동체 주행 제어 장치(100)의 측면에 설치되는 적어도 하나의 접촉 센서로 구현될 수 있다. 여기에서, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)의 접촉 방향에 기초하여 주행 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이동체 주행 제어 장치(100)의 앞면이 이동체(10)와 접촉된 것으로 감지되면, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)가 이동체(10)의 후측에 고정된 것으로 결정하고, 주행 모드를 전방 주행 모드로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 이동체 주행 제어 장치(100)의 좌측면이 이동체(10)와 접촉된 것으로 감지되면, 주행 모드 결정부(130)는 이동체 주행 제어 장치(100)가 이동체(10)의 우측에 고정된 것으로 결정하고, 주행 모드를 우측 수평 주행 모드로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 주행 모드 결정부(130)에 의해 특정 주행 모드가 결정되면, 제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)가 결정된 주행 모드에 정의되는 위치 관계 및 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 이동체(10)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 본 실시예에 대하여 도 10을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
예를 들어, 사용자(20)가 이동체 주행 제어 장치(100)를 이동체(10)의 전방에 고정하고 이동체 주행 제어 장치(100)를 우측 방향으로 회전시키면, 주행 모드 결정부(130)는 회전 감지 센서(132)를 통해 회전 방향을 감지하여 주행 모드를 우측 수평 주행 모드로 결정할 수 있다. 여기에서, 이격 거리가 1m로 설정된 경우, 제어 신호 생성부(120)는 이동체 주행 제어 장치(100)의 좌측 1000mm 지점을 기준 위치(도 10A)로 하여, 시간 단위마다 권출 길이(Sl) 및 권출 각도(Sa)를 확인할 수 있다. 여기에서, 사용자(20)가 전방으로 300mm 이동하는 경우(도 10B), 제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)를 전방 300mm로 이동시키는 속도 제어 신호(V)를 산출하여 주행 장치(11)로 전달할 수 있다. 만약, 사용자(20)가 전방으로 300mm, 좌측으로 150mm 이동하는 경우(도 10C), 제어 신호 생성부(120)는 이동체(10)를 전방 300mm, 좌측 150mm로 이동시키는 속도 제어 신호(V) 및 조향 제어 신호(W)를 산출하여 주행 장치(11)로 전달할 수 있다. 이러한 제어 신호 생성부(120)의 동작을 통해, 이동체(10)가 사용자(20)와 주행 모드에 정의되는 위치 관계 및 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행할 수 있다.
본 발명에 따른 이동체 주행 제어 장치(100)는, 이동체(10)가 사용자(20)와 일정 거리를 자동으로 유지하며 주행하도록 제어하되, 이동체(10)가 사용자(20)가 원하는 위치에서 주행하도록 제어함으로써, 사용자(20)의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자(20)와 연결되는 와이어(110)를 이용하여 사용자(20)의 위치를 산출하고 이에 기반하여 이동체(10)를 제어함으로써 종래 기술과 비교하여 저비용으로 구현이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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 : 이동체
11 : 주행 장치
20 : 사용자
100 : 이동체 주행 제어 장치
110 : 와이어
111 : 사용자 고정 장치
120 : 제어 신호 생성부
121 : 길이 산출부
122 : 각도 산출부
123 : 위치 산출부
124 : 신호 생성부
130 : 주행 모드 결정부
131 : 주행 모드 선택 버튼
132 : 회전 감지 센서
133 : 고정 위치 감지 센서
211 : 회전 부재
212 : 회전량 측정 센서
221 : 회전 부재
222 : 회전각 측정 센서
311 : 회전 부재
312 : 회전량 측정 센서
321 : 슬라이딩 부재
322 : 회전각 측정 센서

Claims (10)

  1. 이동체의 일정 위치에 고정될 수 있는 이동체 주행 제어 장치에 있어서,
    일단은 내측에 수용되고, 타단은 외측으로 연장되어 사용자의 일정 위치에 고정되며, 사용자의 이동에 따라 텐션을 가지며 직선 형태로 권취 또는 권출되는 와이어; 및
    상기 이동체의 주행 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하되,
    상기 제어 신호 생성부는,
    상기 와이어의 권출 길이 및 권출 각도에 기초하여, 상기 이동체가 상기 사용자와 기설정된 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 상기 이동체를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호를 상기 이동체의 주행 장치로 전달하는,며,
    상기 이동체 주행 제어 장치는
    상기 이동체의 주행 전에, 기정의된 적어도 하나의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 주행 모드 결정부;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 주행 모드 각각은
    상기 이동체와 상기 사용자 간의 위치 관계가 정의되며,
    상기 주행 모드는
    상기 이동체가 상기 사용자의 전방에서 주행하는 전방 주행 모드;
    상기 이동체가 상기 사용자의 후방에서 주행하는 후방 주행 모드;
    상기 이동체가 상기 사용자의 우측에서 나란히 주행하는 우측 수평 주행 모드; 및
    상기 이동체가 상기 사용자의 좌측에서 나란히 주행하는 좌측 수평 주행 모드; 중 적어도 하나를 포함하여 구성되고,
    상기 이동체 주행 제어 장치는
    상기 이동체 주행 제어 장치의 회전 방향을 센싱하는 회전 감지 센서를 더 포함하여 구성되며,
    상기 주행 모드 결정부는
    상기 회전 감지 센서에 의하여 센싱된 회전 방향에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 생성부는
    상기 이동체가 상기 결정된 주행 모드에 정의되는 위치 관계 및 상기 이격 거리 범위를 유지하며 주행하도록 상기 이동체를 제어하는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 주행 모드 결정부는
    상기 사용자에 의해 입력되는 주행 모드 선택 신호에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동체 주행 제어 장치는
    상기 이동체 주행 제어 장치가 상기 이동체와 결합하는 위치를 감지하기 위한 고정 위치 감지 센서를 더 포함하여 구성되며,
    상기 주행 모드 결정부는
    상기 고정 위치 감지 센서에 의하여 감지된 결합 위치에 기초하여, 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제어 신호 생성부는
    상기 결정된 주행 모드에 따른 사용자의 기준 위치를 정의하고,
    상기 사용자의 이동에 따라 변동되는 와이어의 권출 길이 및 권출 각도를 기초로, 기설정된 시간 단위마다 상기 기준 위치를 기준으로 한 사용자의 위치 정보를 도출하며,
    상기 도출된 사용자의 위치 정보에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호는
    상기 이동체의 속도 제어 신호 및 조향 제어 신호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 주행 제어 장치.
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