KR102608510B1 - 재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. 일 실시 예에 따른 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템은 적어도 하나의 주행 라인이 형성되고, 소정의 전원 전력 모듈로부터 자속을 형성하며, 상기 자속을 통해서 상기 적어도 하나의 주행 라인을 따라 이동하는 자율 주행 로봇에 에너지를 공급하는 경로 키트; 및 상기 경로 키트 상에 형성된 적어도 하나의 주행 라인을 식별하고, 상기 식별된 적어도 하나의 주행 라인을 따라 상기 경로 키트 상을 주행하는 상기 자율 주행 로봇; 을 포함할 수 있다.

Description

재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법 {AUTONOMOUS CODING ROBOT SYSTEM USING RECYCLED PLASTIC AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 개시는 재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사용자가 코딩한 프로그램에 의해 제어되는 재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 들어 코딩 교육에 대한 관심이 높아지면서 초보자 또는 아동 청소년을 대상으로 프로그램 코딩 교육이 활발하게 진행되고 있으며, 일반인들도 쉽게 코딩 교육을 체험할 수 있도록 하기 위한 다양한 코딩 키트들이 개발되고 있다. 하지만 종래의 코딩 교육 도구들은 로봇에 코딩 교육을 위한 기초적인 기능만을 부여하는 것에 그칠 뿐, 경로 키트와 연계하여 재생 에너지 활용 기술이 부여된 코딩 교육 키트는 개시된바 없다.
한편, 최근 환경 오염 문제 심각성이 대두됨으로 인하여 탄소 중립 정책이 선언되었으며, 이러한 정책 흐름과 연계되어 플라스틱 재생 기술들이 활발하게 연구되고 있다. 그러나, 대부분의 장난감들의 재생 플라스틱 사용률은 현저하게 낮은 한계가 있으며, 실제 장난감의 플라스틱 재생 사용률은 현저히 낮은 문제점이 있다. 따라서, 재생 플라스틱 소재로 마련되고, 사용자가 쉽게 자율주행 코딩이 가능하면서 동시에 전원 전력이 생산 가능한 코딩 교육 키트와 연계한 코딩 키트의 개발이 요구되고 있다.
한국등록특허 제2261437호
일 실시 예에 따르면, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 전원 전력 모듈을 이용하여 생성된 전력을 무선으로 이용할 수 있는 자율주행 코딩 로봇 시스템 및 이의 동작 방법이 제공될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따라, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템은 적어도 하나의 주행 라인이 형성되고, 소정의 전원 전력 모듈로부터 자속을 형성하며, 상기 자속을 통해서 상기 적어도 하나의 주행 라인을 따라 이동하는 자율 주행 로봇에 에너지를 공급하는 경로 키트; 및 상기 경로 키트 상에 형성된 적어도 하나의 주행 라인을 식별하고, 상기 식별된 적어도 하나의 주행 라인을 따라 상기 경로 키트 상을 주행하는 상기 자율 주행 로봇; 을 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 실시 예에 의하면, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇의 동작 방법은, 상기 자율주행 코딩 로봇의 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 기초하여 현재 자율 주행 로봇의 동작 모드를 식별하는 단계; 상기 식별된 동작 모드가 자율 주행 모드로 식별되는 경우, 상기 적어도 하나의 센서의 데이터 센싱 주기를 결정하는 단계; 상기 결정된 데이터 센싱 주기에 기초하여, 상기 자율주행 코딩 로봇 내 적어도 하나의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 센서 데이터에 기초하여 주행 방향 및 주행 속도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 상기 자율주행 코딩 로봇의 구동 모듈을 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 실시 예에 의하면, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇의 동작 방법에 있어서, 상기 자율주행 코딩 로봇의 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 기초하여 현재 자율 주행 로봇의 동작 모드를 식별하는 단계; 상기 식별된 동작 모드가 자율 주행 모드로 식별되는 경우, 상기 적어도 하나의 센서의 데이터 센싱 주기를 결정하는 단계; 상기 결정된 데이터 센싱 주기에 기초하여, 상기 자율주행 코딩 로봇 내 적어도 하나의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 센서 데이터에 기초하여 주행 방향 및 주행 속도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 상기 자율주행 코딩 로봇의 구동 모듈을 제어하는 단계; 를 포함하는, 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 주행 라인을 정확하게 인식할 수 있는 자율 주행 로봇 및 이를 포함하는 자율주행 코딩 로봇 시스템이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 경로 키트로부터 에너지를 무선으로 공급받는 자율 주행 로봇 및 이를 포함하는 자율주행 코딩 로봇 시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템의 동작 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇 및 경로 키트의 구성 및 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 경로 키트 및 자율 주행 로봇 각각에 포함된 전기 회로의 구성 및 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 경로 키트에 설치되는 전원 전력 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 자율주행 코딩 로봇 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서의 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서의 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서 데이터를 이용하여 주행 라인을 식별하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇의 하부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇의 상부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 일 실시 예에 따른 재생 플라스틱을 이용한 자율 주행 코딩 로봇 시스템의 동작 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 의하면, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템(100)은 자율 주행 로봇(1000) 및 경로 키트(2000)를 포함할 수 있다. 자율주행 코딩 로봇 시스템(100)은 사용자가 입력한 코딩 프로그램을 획득하고, 획득된 코딩 프로그램에 기초하여 경로 키트(2000)상에서 자율 주행 로봇(1000)이 주행 가능하도록 할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 자율 주행 코딩 로봇 시스템(100)은 재생 플라스틱 소재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 자율 주행 코딩 로봇(1000)의 코딩 로봇 프레임은 페트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC) 또는 ABS 재질 중 적어도 하나를 포함하는 재생 플라스틱 소재로 마련될 수 있다. 또한, 로봇의 프레임 뿐만 아니라, 자율 주행 로봇 내 에너지 저장 장치, 구동 휠, 경로 키트의 프레임, 경로 키트상에 위치하는 전원 전력 모듈의 프레임 역시 상술한 재생 플라스틱 소재(예컨대 Pellet과 같은 재생 소재)로 마련될 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템(100)은 경로 키트(2000)에 설치되어 전원 전력을 생성하는 전원 전력 모듈(3000) 및 자율 주행 로봇(1000)과 연계되어 자율 주행 로봇(1000)이 경로 키트(2000)상을 주행하도록 하기 위한 데이터를 송수신하는 서버(4000)를 더 포함할 수도 있다. 그러나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템(100)은 코딩 교육 학습을 위해 필요한 기타 구성들을 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)상에 형성된 적어도 하나의 주행 라인(120)을 식별하고, 식별된 적어도 하나의 주행 라인(120)을 따라 경로 키트 상에서 주행할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇(1000)은 적어도 하나의 센서를 이용하여 경로 키트(2000)상에 나타나는 주행 라인(120)을 식별할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 사용자 입력에 기초하여 작성된 코딩 프로그램 또는 적어도 하나의 인스트럭션을 획득하고, 획득된 코딩 프로그램 또는 적어도 하나의 인스트럭션에 기초하여 경로 키트(2000)상에 나타나는 주행 라인을 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)에 위치하는 복수 타입의 전원 전력 모듈(140, 142, 152)로부터 에너지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇(1000)은 소정의 전원 전력 모듈에서 제공되는 에너지에 기초하여 형성된 자속을 통해, 경로 키트(2000)로부터 무선 또는 유선으로 전력을 공급받을 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)로부터 제공된 전력을 에너지 저장 장치에 저장하고, 에너지 저장 장치에 저장된 에너지를 이용하여 구동 모듈을 제어함으로써 경로 키트 상에서 이동할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 경로 키트(2000)에 위치하는 전원 전력 모듈(3000)은 제1 타입의 전원 전력 모듈(140, 142) 또는 제2 타입의 전원 전력 모듈(152)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 타입의 전원 전력 모듈(140, 142)은 경로 키트 상에서 물리적인 외력에 기초하여 회전 가능하게 설치된 회전 날개의 회전에 의해 발생하는 회전 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 제2 타입의 전원 전력 모듈(152)은 경로 키트(2000)상에서 광을 수광하고, 수광된 광을 통해 전기 에너지를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 전원 전력 모듈(3000)에 의해 생성된 전기 에너지는 경로 키트 내 에너지 저장 장치에 저장될 수도 있고, 공진이 발생되도록 전기적 상태가 변환된 후 자속을 통해 자율 주행 로봇(1000)으로 공급될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 경로 키트(2000)는 복수의 전원 전력 모듈(3000)로부터 제공되는 에너지에 기초하여 자속을 형성할 수 있다. 경로 키트(2000)는 경로 키트(2000)상의 소정의 지점에서 충전 스팟(162, 164)을 형성할 수 있으며, 충전 스팟(162, 264)에 설치되는 송신 코일을 통해 자속을 형성할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)상에 위치하는 충전 스팟(162, 164)을 통해 에너지를 공급 받을 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)상에 위치하는 적어도 하나의 송신 코일을 통해 형성된 자속을 유도 전력으로 변환하는 수신 코일을 포함할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 수신 코일에 의해 획득되는 유도 전력에 따른 에너지를 에너지 저장 장치에 저장하고, 에너지 저장 장치에 저장된 에너지를 이용하여 경로 키트(2000)상에서 주행할 수 있다.
보다 상세하게는, 자율 주행 로봇(1000)은 공진 방식에 기초하여 경로 키트(2000)상으로부터 무선으로 전기적 에너지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트(2000)상의 충전 스팟에 위치됨에 따라, 전자기파에 의한 전력을 획득할 수 있다. 구체적으로, 자율 주행 로봇(1000)은 충전 스팟에 위치하는 송신 코일과, 자율 주행 로봇(1000)내 수신 코일의 유도 결합(Inductive coupling)에 따른 두코일 간의 자기 결합 현상에 기초하여 에너지를 획득할 수 있다.
예를 들어, 경로 키트(2000)상의 송신 코일은 전원 전력 모듈로부터 획득되는 전력에 기초하여 자속을 발생시키고, 자기 공명에 의해 증폭된 자기 에너지를 자율 주행 로봇(1000)에 전달할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 자기 공명에 의해 증폭된 자기 에너지를 유도 전력으로 획득할 수 있고, 유도 전력으로 획득된 에너지의 전기적 상태를 변환함으로써, 에너지 저장 장치에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 정류기를 포함하는 전기 회로를 이용하여 무선으로 획득되는 자기 에너지를 유도 전류로 변환하고, 유도 전류를 정류하며, 정류된 유도 전류를 배터리에 저장할 수도 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇 및 경로 키트의 구성 및 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 에너지 저장 장치(250), 제2 전기 회로(260) 및 제2 네트워크 인터페이스(270)를 포함할 수 있다. 그러나 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 자율 주행을 위해 필요한 기타 구성을 더 포함할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면 자율 주행 로봇(1000)은 프레임(282), 적어도 하나의 센서(284), 구동 모듈(286), 사용자 인터페이스(288), 카메라(미도시) 및 제3 제어부(290)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면 경로 키트(2000)는 전원 전력 모듈(210), 제1 전기 회로(220) 및 제1 네트워크 인터페이스(230)를 포함할 수도 있다. 그러나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 자율 주행 로봇이 경로 키트상에서 주행하도록 하기 위한 기타 구성들을 더 포함할 수도 있음은 물론이다.
일 실시 예에 의하면, 에너지 저장 장치(250)는 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(250)는 배터리(Battery)일 수 있다. 에너지 저장 장치(250)는 제2 전기 회로(260)의 제어에 의해, 제2 전기 회로(260)에서 변환된 전력을 저장하고, 저장된 전력을 제3 제어부(290)의 제어에 의해 구동 모듈(286)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제2 전기 회로(260)는 경로 키트(2000)로부터 제공되는 자속을 통해 전기 에너지를 획득하고, 획득된 전기 에너지를 전력으로 변환할 수 있다. 또한, 제2 전기 회로(260)는 변환된 전력에 기초하여 에너지 저장 장치가 충전되도록 할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 전기 회로(260)는 에너지 저장 장치에 저장된 에너지를 구동 모듈로 제공할지 여부를 결정하는 에너지 공급 모듈(미도시), 자속을 통해 획득된 전기 에너지의 전압, 상기 전압에 대응되는 전류의 주파수 또는 상기 전압의 레벨 중 적어도 하나를 변경함으로써 전기 에너지의 상태를 변환하는 에너지 변환 모듈(미도시), 경로 키트 내 송신 코일로부터 형성된 자속을 유도 전력으로 변환하는 수신 코일, 네트워크 인터페이스, 에너지 공급 모듈, 에너지 변환 모듈을 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수도 있다.
제2 네트워크 인터페이스(270)는 경로 키트와 통신을 수행함으로써 에너지 충전 및 주행에 필요한 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 네트워크 인터페이스(270)는 공진 상태에서 에너지를 획득하기 위해 필요한 공진 주파수 정보, 인덕턴스 값 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 경로 키트(2000)로 전송할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 제2 네트워크 인터페이스(270)는 자율 주행 로봇(1000)과 연결된 사용자 컴퓨팅 장치로부터, 사용자의 입력에 기초하여 생성된, 자율 주행을 위한 코딩 프로그램 또는 하나 이상의 인스트럭션을 획득할 수도 있다.
로봇 프레임(282)은 자율 주행 로봇(1000)의 각 구성들이 체결되기 위한 구조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 프레임(282)은 에너지 저장 장치(250), 제2 전기 회로(260), 제2 네트워크 인터페이스(270), 적어도 하나의 센서(284), 구동 모듈(286), 사용자 인터페이스(288), 제3 제어부(290)가 고정되기 위한 체결 구조를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 로봇 프레임(282)은 소정의 플라스틱 재생 소재로 마련될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 로봇 프레임(282)은 ABS, PET 중 적어도 하나의 플라스틱 재생 소재로 마련될 수 있다. 로봇 프레임(282)은 자율 주행 로봇(1000)내 각 구성들의 체결 구조를 제공할 뿐만 아니라, 각 구성들이 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 상부 커버 프레임(미도시), 하부 커버 프레임(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
적어도 하나의 센서(284)는 자율 주행 로봇(1000) 외부의 주변 상태를 감지하고, 감지된 센싱 값을 제3 제어부로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 적어도 하나의 센서(284)는 지자기 센서(Magnetic sensor)(미도시), 가속도 센서(Acceleration sensor)(미도시), 온/습도 센서(미도시), 근적외선 센서(미도시), 적외선 센서(미도시), 자이로스코프 센서(미도시), 위치 센서(예컨대, GPS)(미도시), 기압 센서(미도시), 근접 센서(미도시), 이미지 센서(미도시) 및 RGB 센서(illuminance sensor)(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
구동 모듈(286)은 제3 제어부의 제어에 의해 주행에 필요한 구성들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 구동 모듈(286)은 주행에 필요한 구동휠, 구동 휠에 동력을 제공하기 위한 구동 모터, 구동 모터 및 구동 휠 사이에서 구동력을 전달하기 위한 기어 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그러나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 구동 모듈(286)은 자율 주행 로봇의 구동에 필요한 기타 구성들을 더 포함할 수도 있다.
사용자 인터페이스(288)는 자율 주행 로봇의 동작 모드 또는 적어도 하나의 센서의 동작 상태 중 적어도 하나를 결정하기 위해 자율 주행 로봇에 대한 사용자 입력을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 사용자 인터페이스는 적어도 하나의 센서의 동작 상태를 제어하기 위한 제1 스위치 및 자율 주행 로봇의 동작 모드를 결정하기 위한 제2 스위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제1 스위치는 자율 주행 로봇 하부 프레임에 위치하고, 복수의 센서들의 인접한 곳에 복수개로 배치됨으로써, 복수 센서들의 온오프 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇의 사용자는 복수의 제1 스위치들 중, 자율주행 로봇의 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 제1 스위치를 이용하여 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 센서의 온오프 여부를 결정할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇의 사용자는 복수의 제1 스위치들 중, 자율주행 로봇의 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 제1 스위치를 이용하여, 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 센서의 온오프 여부를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇 내 제2 스위치에 대한 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 로봇의 동작 모드가 결정될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 제2 스위치에 대한 사용자 입력에 기초하여 자율 주행 모드로 동작할 수 있고, 자율 주행 로봇(1000)이 자율 주행 모드로 동작하는 경우, 사용자가 입력한 주행 프로그램에 기초하여 획득되는 적어도 하나의 센서들의 센싱 값에 기초하여 주행 라인을 식별함으로써 주행할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 제2 스위치에 대한 사용자 입력에 기초하여 수동 주행 모드로 동작할 수 있고, 자율 주행 로봇(1000)이 수동 주행 모드로 동작하는 경우, 제3 스위치에 대한 사용자 입력에 기초하여 결정되는 주행 방향 및 속도에 기초하여 경로 키트 상을 주행할 수 있다.
제3 제어부(290)는 적어도 하나의 센서, 구동 모듈 및 사용자 인터페이스를 제어함으로써 자율 주행 로봇이 경로 키트 상에서 형성되는 적어도 하나의 주행 라인에 따라 경로 키트 상을 주행하도록 한다. 예를 들어, 제3 제어부(290)는 자율 주행을 위해 필요한 하나 이상의 인스트럭션이 저장된 메모리 및 상기 하나 이상의 인스트럭션을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 경로 키트(2000)는 전원 전력 모듈(210), 제1 전기 회로(220) 및 제1 네트워크 인터페이스(230)를 포함할 수 있다. 그러나 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 자율 주행 로봇에 주행 경로를 제공함과 함께 에너지를 제공하기 위해 필요한 기타 구성들을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
일 실시 예에 의하면, 전원 전력 모듈(210)은 전기 에너지를 생성하고, 생성된 전기 에너지를 경로 키트 내부의 에너지 저장 장치로 전달하거나, 경로 키트 내 송신 코일을 통해 자속으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 전원 전력 모듈(210)은 제1 타입의 전원 전력 모듈 또는 제2 타입의 전원 전력 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 타입의 전원 전력 모듈은 회전 날개에 작용하는 물리적인 외력에 의해 전기 에너지를 생산할 수 있는 제너레이터일 수 있으며, 제2 타입의 전원 전력 모듈은 수광된 광을 통해 전기 에너지를 생상하는 태양 전지 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전기 회로(220)는 소정의 전원 전력 모듈(210)로부터 전기 에너지를 획득하고, 획득된 전기 에너지의 전기적 상태를 변환함으로써 공진이 발생하도록 유도하며, 공진에 따른 자기 공명 상태에서 전기 에너지에 기초하여 형성되는 자속을 통해 자율 주행 로봇에 에너지를 공급할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 전기 회로(220)는 제1 네트워크 인터페이스를 통해, 자율 주행 로봇(1000)내 제2 네트워크 인터페이스(270)로부터 전달되는 공진 발생을 유도하기 위한 전기적 상태에 대한 정보를 획득하고, 획득된 전기적 상태에 대한 정보에 기초하여 송신 코일을 제어함으로써, 공진 기반 무선 충전 기능을 수행할 수 있다.
제1 네트워크 인터페이스(230)는 제2 네트워크 인터페이스(270)로부터 무선 충전을 위한 전기적 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 제1 네트워크 인터페이스(230)는 무선 충전을 통한 에너지 공급 외에도, 경로 키트 상에서 자율 주행 로봇의 자율 주행을 위해 필요한 데이터들을 송수신할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 경로 키트 및 자율 주행 로봇 각각에 포함된 전기 회로의 구성 및 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
제1 전기 회로(310)는 송신 코일(320) 및 제1 제어부(330)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전원 전력 모듈로부터 획득된 전기 에너지를 자속을 통해 자율 주행 로봇(1000)에 공급하기 위한 기타 전기적 소자들을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 제어부(330)는 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리(332) 및 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(334)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면 송신 코일(320)은 프로세서(334)의 제어에 의해, 전원 전력 모듈로부터 제공되는 전기적 에너지에 기초하여 자속(384)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 송신 코일(320)은 경로 키트 내부에 소정의 충전 스팟에 위치할 수 있다. 경로 키트 내부에 마련되는 충전 스팟은 패드 및 상기 패드 하부에 위치하는 송신 코일(320)의 구조로 마련될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 충전 스팟의 내부 패드 및 코일은 미리 설정된 간격으로 경로 키트 내부에 배치될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 충전 스팟 내부 패드 및 코일 사이에 소정의 간격으로 마련되는 공간은 경로 키트 외부 공간으로 일부 개방됨으로써 코일 내 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있고, 결과적으로 무선 충전의 효율을 향상시킬 수도 있다.
제1 제어부(330)는 공진이 발생하도록, 전원 전력 모듈로부터 생성된 전기 에너지의 전기적 상태를 변환할 수 있고, 전기적 상태가 변환된 전기 에너지를 송신 코일(382)로 전달함으로써 자속(384)이 발생하도록 유도할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어부(330)는 전원 전력 모듈로부터 획득된 전기 에너지의 전압, 상기 전압에 대응되는 전류의 주파수 및 전압의 레벨을 변경하도록, 제1 전기 회로(310)내 에너지 변환 모듈을 제어할 수 있다.
또한, 제1 제어부(330)는 자율 주행 로봇의 주행 및 에너지 공급에 필요한 데이터를 송수신하도록 제1 네트워크 인터페이스(230)를 제어할 수도 있다. 제1 제어부(330)는 메모리(332)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서(334)를 포함하고, 프로세서(334)는 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 전원 전력 모듈을 통한 전기 에너지 생산, 전기 에너지의 변환, 변환된 전기 에너지를 기반으로 한 자속 형성을 수행하도록, 제1 전기 회로(310)내 전기 소자들의 동작을 제어할 수 있다.
제2 전기 회로(350)는 경로 키트의 송신 코일로부터 발생되는 자속을 통해 전기 에너지를 획득하고, 획득된 전기 에너지를 전력으로 변환하며, 변환된 전력에 기초하여 에너지 저장 장치를 충전할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 제2 전기 회로(250)는 수신 코일(360) 및 제2 제어부(370)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 경로 키트 상에서 제공되는 전기 에너지를 통해 자율 주행 로봇(1000)내 에너지 저장 장치를 충전하거나, 구동 모듈에 에너지를 공급하기 위한 기타 구성들을 더 포함할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면 제2 제어부(370)는 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리(372) 및 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(374)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 의하면 수신 코일(360)은 경로 키트로부터 형성된 자속을 유도 전력으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 수신 코일(360)의 인덕턴스 값은 미리 경로 키트상으로 제공될 수 있다. 제2 제어부(370)는 제2 네트워크 인터페이스를 제어하고, 변환된 유도 전력의 전기적 상태를 변환하며, 변환된 전기적 상태의 유도 전력이 자율 주행 로봇의 에너지 저장 장치로 공급되도록 제어할 수 있다.
또한, 제2 제어부(370)는 경로 키트의 네트워크 인터페이스와 통신을 수행함으로써 에너지 충전 및 주행에 필요한 데이터를 송수신하도록 제2 네트워크 인터페이스(270)를 제어할 수도 있다. 제2 제어부(370)는 메모리(372)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서(374)를 포함하고, 프로세서(374)는 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 경로 키트로부터 제공된 에너지를 기초로 자율 주행 로봇이 주행할 수 있도록 제2 전기 회로(350)내 전기 소자들의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 의하면, 제1 전기 회로(310) 및 제2 전기 회로(350)는 제1 제어부(330) 및 제2 제어부(370)의 제어에 의해 제어되고, 공진을 야기하기 위한 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 공진 회로를 더 포함할 수도 있다. 경로 키트(2000) 및 자율 주행 로봇(1000)내부 공진 회로 사이의 상호 인덕턴스 비율 또는 부하 임피던스의 비율 중 적어도 하나에 기초하여 송신 코일(320) 및 수신 코일(260)을 통해 흐르는 전류의 비율이 결정될 수 있고, 해당 전류의 비율에 기초하여 형성되는 자속을 통해 두 코일간의 에너지가 전달될 수 있다.
본 명세서에서 기술되는 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 경로 키트에 설치되는 전원 전력 모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 의하면 경로 키트(2000)에는 복수 타입의 전원 전력 모듈이 위치할 수 있다. 복수 타입의 전원 전력 모듈은 경로 키트(2000)상에 설치되어 전기적 에너지를 생산하고, 생산된 전기적 에너지를 경로 키트 내 에너지 저장 장치 또는 송신 코일로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제1 타입의 전원 전력 모듈(410)은 지지 프레임(412), 회전 날개(414), 제너레이터(416), 정류기(418), 인버터(420)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 지지 프레임(412)은 일단이 경로 키트에 체결됨으로써, 회전 날개(414)를 지지할 수 있다. 제너레이터(416)는 회전 날개(414)와 구동축을 통해 연결되고, 회전 날개(414)에 작용하는 물리적인 외력에 기초하여 회전 날개가 회전함에 따른 회전력에 기초하여 전기 에너지를 생산할 수 있다. 정류기(418)는 제너레이터(416)에서 생성된 전류를 전파 정류함으로써 정류된 전류를 인버터(420)로 전달하거나, 정류된 전류를 경로 키트(2000)내 에너지 저장 장치 또는 송신 코일로 전달할 수 있다. 인버터(420)는 정류된 전류를 소정의 주파수의 교류 전류로 변환할 수 있다. 예를 들어, 인버터(420)는 정류된 전류를 소정의 주파수 및 레벨을 가지는 교류 전류로 변환하고, 변환된 교류 전류를 경로 키트 내 에너지 저장 장치 또는 송신 코일로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 의하면 제2 타입의 전원 전력 모듈(440)은 솔라 셀(442), 승압 모듈(444) 및 태양 전지 모듈(446)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 태양 전지 회로(446)는 컨버터 회로 또는 인버터 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 솔라 셀(442)은 광을 수광하고, 수광된 광을 통해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 일 실시 예예 의하면 솔라셀은 태양 전지 모듈이고, 경로 키트 상에 소정의 간격으로 배열됨으로써 수광된 광을 통해 전기 에너지를 생산할 수 있다.
승압 모듈(444)은 솔라 셀(442)에서 제공되는 전기 에너지의 전압을 기준치 이상으로 승압할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 승압 모듈(444)은 태양 전지 회로 내 컨버터 회로를 이용하여, 솔라 셀(442)에서 제공되는 전기 에너지의 전압을 기준치 이상으로 승압할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 태양 전지 회로(446)는 승압된 전기 에너지를 교류 전류로 변환하기 위한 인버터 모듈을 더 포함할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면 인버터 모듈은 리액터 회로를 더 포함할 수 있으며, 리액터 회로를 통해 일부 전기 신호를 필터링할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 자율주행 코딩 로봇 시스템의 동작 방법의 흐름도이다.
S510에서, 자율 주행 로봇(1000)은 자율 주행 로봇의 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 기초하여 현재 자율 주행 로봇의 동작 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇(1000)은 사용자 인터페이스에 대한 사용자 입력에 기초하여 자율 주행 로봇의 동작 모드를 자율 주행 모드, 수동 주행 모드 또는 복합 주행 모드 중 하나로 식별할 수 있다.
일 실시 예에 의하면 자율 주행 모드의 경우 자율 주행 로봇(1000)은 사용자가 미리 생성한 코딩 프로그램에 기초하여, 적어도 하나의 센싱 값을 획득하고, 획득된 적어도 하나의 센싱 값에 기초하여 주행 라인을 스스로 식별하면서 경로 키트 상을 주행할 수 있다. 일 실시 예에 의하면 수동 주행 모드의 경우, 자율 주행 로봇(1000)은 자율 주행 로봇에 대한 사용자 인터페이스를 누르거나 터치하는 사용자 입력에 기초하여 결정되는 주행 방향 및 주행 속도에 따라 경로 키트 상을 주행할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 동작 모드가 복합 주행 모드로 식별되는 경우, 사용자가 미리 입력한 코딩 프로그램에 기초하여 경로 키트 상을 주행하고, 자율 주행 중에 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력이 획득되는 경우에는 사용자 입력에 기초하여 결정되는 주행 방향 및 주행 속도에 따라 경로 키트 상을 주행할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 복합 주행 모드로 동작하는 경우, 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력이 획득되기 전까지, 사용자가 미리 입력한 코딩 프로그램에 기초하여 경로 키트 상을 자율 주행할 수 있다.
본 개시에 따른 자율 주행 로봇(1000)은 사용자가 미리 생성한 코딩 프로그램에 따라 자율 주행하는 자율 주행 모드와, 수동 주행 모드 또는 복합 주행 모드에 기초한 운행 환경을 사용자에게 제공함으로써 다양한 코딩 레벨을 가지는 사용자들이 자율 주행 로봇을 이용하여 효과적으로 학습을 하도록 유도할 수 있다.
S520에서, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 동작 모드가 자율 주행 모드로 식별되는 경우, 적어도 하나의 센서의 데이터 센싱 주기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 로봇(1000)은 주행 라인을 식별하기 위한 적어도 하나의 센서들을 포함하고, 적어도 하나의 센서들을 통하여 미리 설정된 주기로 센서 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 도 5에는 도시되지 않았으나, 자율 주행 로봇(1000)은 이전에 결정된 적어도 하나의 센서 데이터 값들에 기초하여 현재 자율 주행 로봇의 이동 속도를 결정하고, 결정된 이동 속도에 기초하여, 적어도 하나의 센서들의 데이터 센싱 주기를 결정할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 자율 주행 로봇의 이동 속도가 기 설정된 임계 속도 이상인 경우, 초기 데이터 센싱 주기를 짧게 결정할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 자율 주행 로봇의 이동 속도가 임계 속도 보다 작은 경우, 초기 데이터 센싱 주기를 길게 결정할 수도 있다.
또한, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 동작 모드가 수동 주행 모드로 식별되는 경우, 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 기초하여 결정되는 주행 방향 및 속도로 주행하게 되므로, 적어도 하나의 센서 데이터들의 데이터 센싱 주기를 길게 변경하거나, 적어도 하나의 센서들의 동작을 오프시킴으로써 센서 동작에 따른 에너지를 절감할 수 있다.
S530에서, 자율 주행 로봇(1000)은 데이터 센싱 주기에 기초하여 자율 주행 코딩 로봇 내 적어도 하나의 센서들로부터 센서 데이터를 획득할 수 있다. S540에서, 자율 주행 로봇(1000)은 획득된 센서 데이터에 기초하여 주행 방향 및 주행 속도를 결정할 수 있다. S560에서, 자율 주행 로봇(1000)은 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 자율 주행 코딩 로봇의 구동 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)이 획득하는 센서 데이터는 근접 센싱 값, 적외선 센싱 값, 이미지 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 자율 주행 로봇(1000)은 자율 주행에 필요한 다양한 종류의 센서 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)이 이미지 센서로부터 이미지 타입의 센서 데이터를 획득하는 경우, 획득된 이미지 내 주행 라인에 대한 픽셀들을 포함하는 경계를 식별하고, 식별된 경계라인의 중심 라인을 결정할 수 있다.
본 개시에 따른 자율 주행 로봇(1000)은 식별된 경계라인이 제1 임계 범위를 벗어나지 않도록, 주행 방향 및 주행 속도를 결정하고, 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 구동 모듈을 제어할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 식별된 경계 라인 및 중심 라인 각각이 제1 임계 범위 및 제2 임계 범위를 벗어나지 않도록 주행 방향 및 주행 속도를 결정하고, 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 구동 모듈을 제어할 수도 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 자율 주행 로봇(1000)은 식별된 경계라인을 구성하는 라인 중 일부분이 정확하게 식별되지 않아, 중심 라인을 결정할 수 없는 경우, 이전에 결정된 주행 속도 보다 느린 주행 속도를 결정할 수도 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서의 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여, 자율 주행 로봇(1000)이 2이상의 적외선 센서를 포함하는 경우를 가정하여, 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.
S610에서, 자율 주행 로봇(1000)은 센서 데이터에 기초하여 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 상기 센서 데이터 획득 전, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 좌측으로 결정할 수 있다. S620에서, 자율 주행 로봇(1000)은 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 좌측으로 결정되면, 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 짧게 변경할 수 있다. S630에서, 자율 주행 로봇(1000)은 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 좌측으로 결정되면, 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 길게 변경할 수 있다.
본 개시에 따른 자율 주행 로봇(1000)은 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 좌측으로 결정되는 경우, 좌측으로 회전이동을 하게 되고, 이 경우, 자율 주행 로봇의 우측 부분은 좌측 부분에 비해 더 많은 거리를 이동해야 할 수 있다. 따라서, 자율 주행 로봇이 좌측으로 회전이동 시, 우측 부분의 하부에 위치하는 센서는 자율 주행 로봇의 좌측 부분의 하부에 위치하는 센서 보다 더 많은 거리를 이동하게 되고, 동일 수준의 주행라인 식별 정확도를 유지하기 위해서는, 더 많은 센서 데이터를 필요로 할 수 있다. 따라서, 자율 주행 로봇(1000)은 자율 주행 로봇의 주행 방향(또는 회전 방향)에 기초하여, 자율 주행 로봇(1000)의 중심을 기준으로 좌우측에 배치된 센서들의 데이터 센싱 주기를 서로 다르게 제어함으로써, 전력 소모 대비 효과적으로 주행라인을 식별할 수 있다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서의 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하여, 자율 주행 로봇(1000)이 2이상의 적외선 센서를 포함하는 경우를 가정하여, 데이터 센싱 주기를 변경하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.
S710에서, 자율 주행 로봇(1000)은 센서 데이터에 기초하여 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 상기 센서 데이터 획득 전, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 우측으로 결정할 수 있다. S720에서, 자율 주행 로봇(1000)은 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 우측으로 결정되면, 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 짧게 변경할 수 있다. S730에서, 자율 주행 로봇(1000)은 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이, 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 우측으로 결정되면, 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 길게 변경할 수 있다.
즉, 도 6에서 상술한 바와 같이, 자율 주행 로봇(1000)은 현재 자율 주행 로봇의 주행 방향을 기준으로, 결정되는 다음 주기 자율 주행 로봇의 진행 방향에 기초하여, 자율 주행 로봇 내 좌우측 센서들의 데이터 센싱 주기를 다르게 조절함으로써, 전력 소모 대비 효과적으로 주행라인을 식별할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇이 센서 데이터를 이용하여 주행 라인을 식별하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 경로 키트 상부에 형성된 적어도 하나의 주행 라인을 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 카메라를 이용하여 미리 설정된 주기로 주행 라인에 대한 이미지를 획득하고, 획득된 이미지 상에서 주행 라인의 경계(812, 814)을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 이미지상에서 획득된 주행 라인의 경계 라인의 중심 라인(816)을 식별할 수 있다. 자율 주행 로봇(1000)은 식별된 경계 라인(812, 814)이 제1 임계 범위(824)를 벗어 나지 않도록, 주행 방향 및 주행 속도를 결정하고, 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 구동 모듈을 제어할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 자율 주행 로봇(1000)은 이미지 상에서 획득된 경계라인(812, 814) 및 중심 라인(816) 각각이 제1 임계 범위(824) 및 제2 임계 범위(822)를 벗어나지 않도록 주행 방향 및 주행 속도를 결정하고, 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 구동 모듈을 제어할 수도 있다.
자율 주행 로봇(1000)은 경계라인 및 중심라인을 함께 추적함으로써 더 정확하게 주행라인을 따라 자율 주행을 수행할 수 있다. 그러나 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 자율 주행 로봇(1000)은 적외선 센싱 값을 획득하고, 획득된 적외선 센싱 값이 임계 값을 벗어나는지 여부에 기초하여 주행라인을 따라 자율 주행을 수행할 수도 있음은 물론이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇의 하부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 그림 (910)을 참조하면, 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇(1000)은 구동 휠(920), 하부에 배치되는 복수의 적외선 센서 모듈(912, 914), 각각의 적외선 센서 모듈을 제어하기 위한 스위치(913, 915)를 포함할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇의 상부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 그림 (1010) 및 그림 (1020)을 참조하면, 일 실시 예에 따른 자율 주행 로봇(1000)의 측면 및 상부 구조가 도시된다. 그림 (1010)을 참조하면, 자율 주행 로봇(1000)의 상부에는 자율 주행 로봇의 동작 모드를 결정하기 위한 사용자 인터페이스(1024), 수동 주행 모드에서 자율 주행 로봇의 주행 방향을 결정하기 위한 사용자 인터페이스(1012, 1013), 자율 주행 로봇의 주행 여부를 결정하는데 사용되는 사용자 인터페이스(1022) 또는 자율 주행 로봇의 전원을 제어하는 사용자 인터페이스(1014)가 위치할 수 있다. 그러나 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 자율 주행 로봇(1000)은 동작 모드, 주행 방향 또는 주행 속도를 결정하기 위한 기타 사용자 인터페이스를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
또한, 상기 일 실시 예에 다른 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 장치가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 개시의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 재생 플라스틱을 이용한 자율주행 코딩 로봇 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 주행 라인이 형성되고, 소정의 전원 전력 모듈로부터 자속을 형성하며, 상기 자속을 통해서 상기 적어도 하나의 주행 라인을 따라 이동하는 자율 주행 로봇에 에너지를 공급하는 경로 키트;
    상기 경로 키트 상에 형성된 적어도 하나의 주행 라인을 식별하고, 상기 식별된 적어도 하나의 주행 라인을 따라 상기 경로 키트 상을 주행하는 상기 자율 주행 로봇;
    상기 경로 키트 상에 위치하고, 물리적인 외력에 기초하여 회전 가능하게 설치된 회전 날개의 회전에 의해 발생되는 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1 타입의 전원 전력 모듈; 및
    상기 경로 키트 상에 위치하고, 광을 수광하며, 수광된 광을 통해 전기 에너지를 생성하는 제2 타입의 전원 전력 모듈; 을 포함하고,
    상기 경로 키트는, 상기 제1 타입의 전원 전력 모듈 또는 제2 타입의 전원 전력 모듈 중 적어도 하나로부터 전기 에너지를 획득하고, 상기 획득된 전기 에너지의 전기적 상태를 변환함으로써 공진이 발생하도록 유도하며, 상기 공진에 따른 자기 공명 상태에서 상기 전기 에너지에 기초하여 형성되는 자속을 통해 상기 자율 주행 로봇에 에너지를 공급하는 제1 전기 회로; 및
    상기 자율 주행 로봇과 통신을 수행함으로써 에너지 공급 및 주행에 필요한 데이터를 송수신하는 제1 네트워크 인터페이스; 를 포함하며,
    상기 경로 키트는 소정의 패드를 포함하는 충전 스팟을 포함하고, 상기 제1 전기 회로는 상기 충전 스팟의 패드 하부에 위치하는 송신 코일을 포함하며, 상기 충전 스팟 패드 및 상기 송신 코일 사이에는 소정의 간격으로 마련되고, 상기 경로 키트 외부 공간으로 일부 개방되는 공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 전기 회로는
    상기 변환된 전기적 상태의 전기 에너지를 획득하고, 상기 획득된 전기 에너지에 따른 자속을 형성하는 송신 코일;
    상기 자율 주행 로봇의 주행 및 에너지 공급에 필요한 데이터를 송수신하도록 상기 제1 네트워크 인터페이스를 제어하고, 상기 전원 전력 모듈로부터 획득된 전기 에너지의 전압, 상기 전압에 대응되는 전류의 주파수 및 상기 전압의 레벨을 변경하는 제1 제어부; 를 포함하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자율 주행 로봇은
    상기 경로 키트로부터 제공되는 자속을 통해 전기 에너지를 획득하고, 획득된 전기 에너지를 전력으로 변환하며, 변환된 전력에 기초하여 에너지 저장 장치를 충전하는 제2 전기 회로; 및
    상기 경로 키트와 통신을 수행함으로써 에너지 충전 및 주행에 필요한 데이터를 송수신하는 제2 네트워크 인터페이스; 를 포함하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 전기 회로는
    상기 경로 키트로부터 형성된 자속을 유도 전력으로 변환하는 수신 코일; 및
    상기 제2 네트워크 인터페이스를 제어하고, 상기 변환된 유도 전력의 전기적 상태를 변환하며, 변환된 전기적 상태의 유도 전력이 상기 자율 주행 로봇의 에너지 저장 장치로 공급되도록 제어하는 제2 제어부; 를 포함하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자율 주행 로봇은
    재생 플라스틱 소재로 형성되는 로봇 프레임;
    상기 경로 키트로부터 제공되는 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 장치;
    상기 코딩 로봇 프레임의 하부에 위치함으로써 상기 경로 키트 상에 형성되는 적어도 하나의 주행 라인을 센싱하기 위한 적어도 하나의 센서;
    상기 경로 키트 상에서 상기 자율 주행 로봇의 이동을 위한 구동 모듈;
    상기 자율 주행 로봇의 동작 모드 또는 상기 적어도 하나의 센서의 동작 상태를 결정하기 위해 상기 자율 주행 로봇에 대한 사용자 입력을 획득하는 사용자 인터페이스; 및
    상기 적어도 하나의 센서, 상기 구동 모듈 및 상기 사용자 인터페이스를 제어함으로써, 상기 자율 주행 로봇이 상기 경로 키트 상에서 형성되는 적어도 하나의 주행 라인에 따라 경로 키트 상을 주행하도록 제어하는 제3 제어부; 를 포함하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는, 적외선 센서, 위치 센서, 근접 센서, 카메라 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스는 상기 적어도 하나의 센서의 동작 상태를 제어하기 위한 제1 스위치 및 상기 자율 주행 로봇의 동작 모드를 결정하기 위한 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제3 제어부는
    하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
    상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 적어도 하나의 프로세서; 를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    상기 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 기초하여 현재 자율 주행 로봇의 동작 모드를 식별하고,
    상기 식별된 동작 모드가 자율 주행 모드로 식별되는 경우, 상기 적어도 하나의 센서의 데이터 센싱 주기를 결정하고,
    상기 결정된 데이터 센싱 주기에 기초하여, 적어도 하나의 센서로부터 센서 데이터를 획득하고,
    상기 획득된 센서 데이터에 기초하여 주행 방향 및 주행 속도를 결정하고,
    상기 결정된 주행 방향 및 주행 속도에 기초하여 상기 구동 모듈을 제어하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 적어도 하나의 센서로부터 획득되는 센서 데이터에 기초하여, 현재 자율 주행 로봇의 이동 속도를 식별하고,
    상기 식별된 이동 속도에 기초하여 상기 적어도 하나의 센서의 데이터 센싱 주기를 결정하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 상기 구동 모듈 내 위치하는 2이상의 적외선 센서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 센서 데이터에 기초하여 상기 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 좌측으로 결정되면, 상기 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 짧게 변경하고, 상기 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 길게 변경하는 것을 특징으로 하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 결정된 자율 주행 로봇의 주행 방향이 현재 자율 주행 로봇의 진행 방향을 기준으로 우측으로 결정되면, 상기 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 짧게 변경하고, 상기 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 적외선 센서의 데이터 센싱 주기를 길게 변경하는 것을 특징으로 하는, 자율주행 코딩 로봇 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
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