KR20090120859A - Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof - Google Patents
Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090120859A KR20090120859A KR1020080046883A KR20080046883A KR20090120859A KR 20090120859 A KR20090120859 A KR 20090120859A KR 1020080046883 A KR1020080046883 A KR 1020080046883A KR 20080046883 A KR20080046883 A KR 20080046883A KR 20090120859 A KR20090120859 A KR 20090120859A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rotation
- robot
- mobile robot
- remote control
- value
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
- H04Q9/04—Arrangements for synchronous operation
Abstract
Description
본 발명은 모바일 로봇 원격 조정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 레이싱 휠을 이용하고, 원격 모바일 로봇에 충돌회피 알고리즘과 포스피드백(force feedback)을 적용하여, 사용자로 하여금 보다 안전하고 편리하게 로봇을 조정할 수 있도록 하는 모바일 로봇 원격 조정 시스템 및 그 조정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mobile robot remote control system, and more specifically, by using a racing wheel and applying a collision avoidance algorithm and force feedback to a remote mobile robot, a user can operate the robot more safely and conveniently. The present invention relates to a mobile robot remote control system and an adjustment method thereof.
로봇에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 가정용 로봇에 대한 관심이 점차 증가하고 있다. 대부분 가정용 로봇은 모바일 로봇으로서, 사용자가 조종할 수 있도록 구성된다. 이는 실내뿐만 아니라 실외에서도 사용자가 로봇을 조종할 수 있어야 하기 때문에, 원격에서도 로봇에 접속하여 편리하고 안전하게 로봇을 조정할 수 있는 사용자 인터페이스(UI) 개발의 필요성이 요구된다. 따라서 그와 관련된 연구들도 활발히 진행되어져 왔다. 이러한 연구들로는 주로 원격에서 로봇을 조종하기 위해서 카메라를 이용한 영상통신과 센서장치들을 이용한 거리측정 방법 등을 들 수 있다. 그런데 이러한 연구 방법들은 제한된 영상화면, 실시간 보장이 안되는 영 상전송 속도, 로봇에 부착되어 있는 센서장치들 이용한 정확한 거리측정의 어려움이 발생하고 있으며, 이러한 어려움은 사용자로 하여금 원격에서 로봇을 장애물과 충돌하지 않고 안전하고 편리하게 주행시키는 데 장애가 되고 있다.As research on robots is actively conducted, interest in home robots is gradually increasing. Most home robots are mobile robots and are configured for user control. Since the user must be able to control the robot not only indoors but also outdoors, there is a need for a user interface (UI) that can be conveniently and safely controlled by accessing the robot from a remote location. Therefore, related researches have been actively conducted. These studies mainly include video communication using cameras and distance measurement methods using sensor devices to control robots remotely. However, these research methods are experiencing difficulty in measuring accurate distances, video transmission speeds that cannot be guaranteed in real time, and accurate distance measurement using sensor devices attached to the robots. It is an obstacle to driving safely and conveniently without doing so.
본 발명에서는 이런 원격 모바일 로봇 조종시 문제시되고 있는 제한된 영상화면 및 부정확한 센서정보들을 이용하면서도 사용자 입장에서 로봇을 보다 편리하게 조종할수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이와 관련된 기존 연구사례를 보면 로봇 자율주행으로 장애물 회피 또는 포스 피드백을 사용자에게 전달하여 사용자가 로봇을 올바른 방향으로 조종할수 있도록 하였다. 로봇 자율주행중 가장 대표적인 알고리즘으로 VFF 또는 VFH를 들수 있다. VFF는 로봇의 Target 방향벡터와 장애물의 힘반향 벡터의 합으로 로봇의 주행방향을 결정하는 알고리즘이다. VFH는 VFF에서 한단계 발전한 알고리즘으로 로봇 주변 장애물들과의 거리를 히스토그램으로 표현하여 로봇이 장애물을 인식할수 있는 문턱 경계값(Threshhold boundary) 미만의 히스토그램 값을 가지는 방향 중 Target과 가장 근접한 방향으로 로봇을 주행시키는 알고리즘이다. 포스 피드백을 로봇에 적용시킨 경우는 로봇과 장애물의 충돌이 예상되는 방향으로 사용자가 로봇을 조종할 때 장치의 힘반향으로 사용자에게 장애물의 방향을 알려주어 사전에 장애물 충돌을 방지하는 방법이다. 이는 시각장애인들의 길 안내를 위해 사용되기도 한다. 그런데 이런 방법들은 로봇의 자율성 유무에 따른 서로 다른 형태의 장애물 회피 알고리즘으로서, 전자는 로봇의 자율성에 의존하고 후자는 사람의 자율성에 의존한다.In the present invention, while using the limited image screen and inaccurate sensor information that is a problem when controlling the remote mobile robot, we propose a way to more conveniently control the robot from the user's point of view. According to the existing research cases related to this, the robot can autonomously drive obstacle avoidance or force feedback to the user to control the robot in the right direction. The most representative algorithm of robot autonomous driving is VFF or VFH. VFF is an algorithm that determines the moving direction of the robot by the sum of the target direction vector of the robot and the force direction vector of the obstacle. VFH is an advanced algorithm in VFF that expresses the distance from obstacles around robots as histogram so that the robot is moved in the direction that is closest to target among the directions that have histogram value less than threshold boundary for robot to recognize obstacles. Algorithm to drive. When the force feedback is applied to the robot, when the user manipulates the robot in a direction in which an obstacle is expected to collide with the robot, the direction of the obstacle is notified to the user by the direction of the force of the device to prevent the collision in advance. It is also used to guide the visually impaired. However, these methods are different types of obstacle avoidance algorithms depending on the autonomy of the robot. The former depends on the autonomy of the robot and the latter depends on the autonomy of the person.
한편, 종래에 사용되는 충돌 방지 방법은 장애물과의 힘반향을 조이스틱에 반영시켜 조종자가 물체의 위치나 거리를 측정하도록 했다. 이러한 종래의 방식은 조종자에게 장애물의 위치나 거리만을 알려줄 뿐 더 이상의 정보를 조종자에게 제공해주는 기능이 없었다. 그러므로 로봇과 장애물과의 충돌이 예상되는 시점에서 조종자는 로봇의 주행방향을 다시 결정하고 조종해 주어야 하는 번거로움이 있었다. 또한 로봇으로부터 전송되어지는 영상으로 로봇 주행이 불가능한 상황에서는 직접 영상을 보면서 로봇을 제어할수 없게 된다. 기존의 조이스틱 힘반향만을 이용하는 방식은 조종자가 조이스틱에 전해오는 힘반향만을 감지해서 장애물을 회피해야 하므로 로봇 제어가 어렵게 된다. Meanwhile, the conventional collision avoidance method reflects the force reflection with the obstacle to the joystick to allow the operator to measure the position or distance of the object. This conventional method not only informs the operator of the position or distance of the obstacle, but has no function of providing the operator with any further information. Therefore, when the collision between the robot and the obstacle is expected, the operator has had to re-determine and control the robot's driving direction. In addition, when the robot cannot be driven by the image transmitted from the robot, the robot cannot be controlled while watching the image directly. In the conventional method using only joystick force reflections, it is difficult to control the robot because the operator must detect only the force reflections transmitted to the joystick and avoid obstacles.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 로봇이 장애물을 만났을 때 조종자가 수동적으로 장애물을 회피하는 것이 아니라, 회피 알고리즘을 적용하여 로봇이 주행 방향을 잃지 않고 효과적으로 장애물을 회피하고, 회피 각도를 포스 피드백으로 레이싱 휠에 전달하여 조종자에게 로봇의 회피 방향과 정도를 인식시킬 수 있는 모바일 로봇 원격 조정 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is not to manually avoid obstacles when a robot encounters an obstacle, but to apply an avoidance algorithm to effectively avoid obstacles without losing the driving direction of the robot, and to avoid the angle of avoidance. The force feedback is transmitted to the racing wheel to provide the operator with a mobile robot remote control system that can recognize the robot's avoidance direction and extent.
본 발명의 다른 목적은 보다 안전하고 편리한 로봇 주행을 할 수 있도록 하는 모바일 로봇 원격 조정 시스템 및 모바일 로봇 원격 조정 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a mobile robot remote control system and a mobile robot remote control method to enable safer and more convenient robot driving.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 모바일 로봇, 상기 모바일 로봇을 원격 조정하는 원격 조정 장치, 상기 원격 조정 장치와 연결된 레이싱 휠을 구비하는 로봇 원격 조정 시스템에 관한 것으로서, 상기 원격 조정 장치는, A feature of the present invention for achieving the above-described technical problem, relates to a mobile robot, a remote control device for remotely controlling the mobile robot, a robot remote control system having a racing wheel connected to the remote control device, the remote control The device,
모바일 로봇으로부터 초음파 또는 적외선 센서의 값을 수신하고 수신된 센서값으로부터 모바일 로봇과 장애물과의 이격된 거리 정보값을 검출하여 저장하는 거리 정보 저장 모듈; 상기 검출된 거리 정보값을 이용하여 사전에 설정된 충돌 예상 범위내인지 여부를 판단하는 충돌 예상 범위 판단 모듈; 상기 충돌 예상 범위 판단 모듈의 판단 결과에 따라 장애물과 충돌을 회피하기 위한 로봇의 회전 방향과 회전 크기를 결정하는 회피 범위 결정 모듈; 상기 회피 범위 결정 모듈로부터 상기 결정된 회전 방향 및 회전 크기를 입력받거나, 상기 레이싱 휠로부터 회전 방향 및 회전 크기를 입력받고, 입력된 회전 방향 및 회전 크기에 따라 상기 모바일 로봇을 구동시키는 사용자 명령 제어 모듈; 상기 회피 범위 결정 모듈로부터 상기 결정된 회전 방향 및 회전 크기를 입력받고, 입력된 회전 방향 및 회전 크기에 따라 상기 레이싱 휠을 구동하여 포스피드백시키는 레이싱 휠 콘트롤러;를 구비하고, 상기 회피 범위 결정 모듈은 상기 결정된 회전 방향과 회전 크기를 상기 사용자 명령 제어 모듈 및 상기 레이싱 휠 콘트롤러로 동시에 전송하여 모바일 로봇의 회전과 동시에 레이싱 휠도 회전시키는 것을 특징으로 한다. A distance information storage module which receives a value of an ultrasonic wave or an infrared sensor from the mobile robot and detects and stores a distance information value between the mobile robot and an obstacle from the received sensor value; A collision prediction range determination module that determines whether the collision prediction range is within a preset collision prediction range by using the detected distance information value; An avoidance range determination module configured to determine a rotation direction and a rotation size of the robot for avoiding collision with an obstacle according to a determination result of the collision prediction range determination module; A user command control module configured to receive the determined rotation direction and rotation magnitude from the avoidance range determination module or to receive the rotation direction and rotation magnitude from the racing wheel and to drive the mobile robot according to the input rotation direction and rotation magnitude; And a racing wheel controller which receives the determined rotation direction and rotation size from the avoidance range determination module and drives the racing wheel to force feedback according to the input rotation direction and rotation size. Simultaneously transmitting the determined rotation direction and rotation size to the user command control module and the racing wheel controller to rotate the racing wheel simultaneously with the rotation of the mobile robot.
전술한 특징을 갖는 로봇 원격 조정 시스템의 상기 레이싱 휠 콘트롤러는 The racing wheel controller of the robot remote control system having the aforementioned features
상기 회피 범위 결정 모듈로부터 입력되는 회전 방향 및 회전 크기를 상기 레이싱 휠에 적용할 수 있는 회전 방향값 및 회전 크기값으로 변환시키는 데이터 변환부; 상기 데이터 변환부로부터 제공되는 상기 변환된 회전 방향값 및 회전 크기값에 따라 상기 레이싱 휠의 진동 타입, 회전 방향 및 회전 크기를 지정하는 휠 구동 제어부; 상기 휠 구동 제어부에 의해 지정된 값에 따라 레이싱 휠을 구동하는 휠 구동부;를 구비한다. A data conversion unit converting the rotation direction and the rotation magnitude input from the avoidance range determination module into rotation direction values and rotation magnitude values applicable to the racing wheel; A wheel drive controller for designating a vibration type, a rotation direction, and a rotation size of the racing wheel according to the converted rotation direction value and rotation magnitude value provided from the data converter; And a wheel driver for driving a racing wheel according to a value designated by the wheel driving controller.
본 발명의 다른 특징에 따른 모바일 로봇 원격 조정 방법은, 모바일 로봇, 상기 모바일 로봇을 원격 조정하는 원격 조정 장치, 상기 원격 조정 장치와 연결된 레이싱 휠을 구비하는 로봇 원격 조정 시스템에 있어서 상기 원격 조정 장치의 원격 조정 방법으로서, According to another aspect of the present invention, a mobile robot remote control method includes a mobile robot, a remote control device for remotely controlling the mobile robot, and a robot remote control system including a racing wheel connected to the remote control device. As a remote control method,
(a) 모바일 로봇으로부터 초음파 또는 적외선 센서의 값을 수신하고 수신된 센서값으로부터 모바일 로봇과 장애물과의 이격된 거리 정보값을 검출하여 저장하는 단계; (b) 상기 검출된 거리 정보값을 이용하여 상기 모바일 로봇의 현재 위치가 사전에 설정된 충돌 예상 범위내인지 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 모바일 로봇의 현재 위치가 충돌 예상 범위내인 경우, 장애물과 충돌을 회피하기 위한 로봇의 회전 방향과 회전 크기를 결정하는 단계; (d) 상기 결정된 회전 방향 및 회전 크기에 따라 모바일 로봇을 구동시키는 단계; (e) 상기 결정된 회전 방향 및 회전 크기에 따라 상기 레이싱 휠을 진동 및 회전시키는 단계;를 구비한다. (a) receiving a value of an ultrasonic wave or an infrared sensor from a mobile robot and detecting and storing a distance information value between the mobile robot and an obstacle from the received sensor value; (b) determining whether the current position of the mobile robot is within a preset collision prediction range using the detected distance information value; (c) if the current position of the mobile robot is within an expected collision range, determining a rotation direction and a rotation size of the robot to avoid collision with an obstacle; (d) driving the mobile robot according to the determined rotation direction and rotation size; (e) oscillating and rotating the racing wheel according to the determined rotation direction and rotation size.
전술한 특징의 모바일 로봇 원격 조정 방법의 상기 (a) 단계는Step (a) of the mobile robot remote control method of the above-mentioned features
(a1) 모바일 로봇으로부터 초음파 또는 적외선 센서의 값을 수신하는 단계; (a2) 상기 수신된 센서값으로부터 모바일 로봇과 장애물과의 거리 정보값을 추출하는 단계; (a3) 상기 거리 정보값이 유효값인지 여부를 확인하는 단계; (a4) 상기 거리 정보값이 유효값인 경우, 상기 거리 정보값들 중 가장 짧은 근접 거리값을 검출하는 단계; 및 (a5) 상기 근접 거리값을 거리 정보값으로 저장하는 단계;를 구비하는 것이 바람직하다. (a1) receiving a value of an ultrasonic or infrared sensor from a mobile robot; (a2) extracting distance information values between the mobile robot and the obstacle from the received sensor value; (a3) checking whether the distance information value is a valid value; (a4) detecting the shortest proximity distance value among the distance information values when the distance information value is a valid value; And (a5) storing the proximity distance value as a distance information value.
종래의 조이스틱을 이용한 모바일 로봇의 충돌 회피 방법은 주로 물체의 힘반향을 조종장치가 전달받아 조종자가 물체까지의 거리를 인식하는 방식으로서, 장애물 충돌이 감지되면 조종자가 충돌을 회피하기 위해 로봇 주행방향을 다시 조정하였다. 하지만, 본 발명은 조이스틱 대신 레이싱 휠을 이용하여 로봇이 장애물을 만났을 때 회피알고리즘을 통해 자동으로 장애물을 회피하고 로봇의 회피방향과 회피 각도를 조종장치에 전달함으로써 사용자가 재조종을 할 필요가 없다. The conventional collision avoidance method of the mobile robot using the joystick is mainly a method in which the controller receives the force reflection of the object and recognizes the distance to the object. When an obstacle collision is detected, the operator moves the robot to avoid the collision. Was adjusted again. However, in the present invention, when the robot encounters an obstacle using the racing wheel instead of the joystick, the robot automatically avoids the obstacle through the avoidance algorithm and transmits the avoidance direction and the avoidance angle of the robot to the controller so that the user does not need to re-control. .
또한, 본 발명에 의해 로봇의 회피 방향과 회피 각도에 따라 레이싱 휠을 진동시키고 회전시킴에 따라 사용자에게 회피 방향과 회피 각도를 인식시킬 수 있게 된다. 즉, 종래의 조이스틱은 물체로부터 힘반향을 받아 조종자는 단지 현재 방향에 장애물이 있다는 정도만 인식할 수 있었지만, 본 발명은 장애물 인식은 물론, 회피알고리즘으로 장애물을 효과적으로 회피하고 그 회피 각도만큼 레이싱 휠을 회전시켜 조종자가 로봇의 회피 방향과 회피 각도를 쉽게 인식할 수 있게 된다. 이로 인해 열악한 영상통신 환경에서도 조종자는 장애물 충돌의 염려없이 올바른 목표지점만 찾아낸다면 조이스틱을 이용한 종래의 방식보다는 보다 안전하고 편리하게 로봇을 제어할 수 있게 해준다.In addition, the present invention enables the user to recognize the avoidance direction and the avoidance angle by vibrating and rotating the racing wheel according to the avoidance direction and the avoidance angle of the robot. That is, while the conventional joystick was subjected to force reflection from the object, the operator could recognize only the degree of obstacle in the current direction, but the present invention effectively avoids obstacles with obstacle avoidance algorithm and avoids obstacles by using the avoidance algorithm. By rotating, the operator can easily recognize the robot's avoidance direction and avoidance angle. This enables the operator to control the robot more safely and conveniently than the conventional method using the joystick, even in the harsh video communication environment, if the operator finds the correct target without fear of obstacle collision.
본 발명에 따른 모바일 로봇 원격 조정 시스템은 원격 모바일 로봇에 충돌회피 알고리즘과 포스피드백을 적용하여 보다 안전하고 편리하게 로봇 주행을 조정하게 된다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이싱 휠을 이용한 모바일 로봇 원격 조정 시스템의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다. Mobile robot remote control system according to the present invention by applying a collision avoidance algorithm and force feedback to the remote mobile robot to adjust the robot running more safely and conveniently. Hereinafter, a configuration and operation of a mobile robot remote control system using a racing wheel according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 로봇 원격 조정 시스템의 구성을 전체적으로 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 원격 조정 시스템(10)은 모바일 로봇(20), 상기 모바일 로봇을 원격 조정하는 원격 조정 장치(30) 및 상 기 원격 조정 장치와 연결되는 레이싱 휠(40)를 구비하며, 상기 원격 조정 장치(30)는 사용자에 의해 구동되는 레이싱 휠(40)의 회전(rotate) 크기 및 회전 방향을 입력받고, 입력된 정보에 따라 모바일 로봇(20)을 동작시키게 된다. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a mobile robot remote control system according to the present invention. Referring to FIG. 1, the robot
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 장치(30)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원격 조정 장치(30)는, 레이싱 휠의 회전(rotate) 크기 및 회전(rotate) 방향을 입력받아 로봇을 동작시키는 사용자 명령 제어 모듈(160)와, 모바일 로봇에 장착된 거리 측정용 센서들로부터 획득한 거리정보값을 읽어 저장시키는 거리 정보 저장 모듈(150)와, 충돌 예상 범위 판단 모듈(140)과, 회피 범위 결정 모듈(130)과, 레이싱 휠 콘트롤러(120)을 구비한다. 2 is a block diagram schematically showing the internal structure of the robot
상기 거리 정보저장 모듈(150)은 상기 모바일 로봇으로부터 전송되는 신호로부터 거리 정보값들을 검출하여 메모리에 저장한다. 이때, 모바일 로봇의 거리 측정용 센서들은 초음파 센서 및 적외선 센서 등을 포함하여, 그 외의 거리 측정이 가능한 센서라면 다양하게 사용될 수 있을 것이다. 또한, 상기 모바일 로봇의 거리 측정용 센서들은 로봇의 주행 방향에 존재하는 장애물에 대한 거리 정보값들을 감지하여 원격 조정 장치로 전송하게 된다. The distance
상기 충돌 예상 범위 판단 모듈(140)은 거리 정보 저장 모듈(150)에 저장되어 있는 거리정보값을 인자로 받아 그 값의 유효성을 판단하며, 만약 상기 거리정보값이 오류없는 유효한 값이라면 각 센서로부터 얻어진 거리정보값들 중 가장 짧은 근접거리를 검출하고, 상기 검출된 근접거리가 사전에 설정된 장애물 충돌 예상 범위에 들어가는지 여부를 판단한다. The collision prediction
상기 회피 범위 결정 모듈(130)은, 만약 상기 충돌 예상 범위 판단 모듈에 의해 상기 근접 거리가 충돌 예상 범위에 포함된다고 판단된 경우, 상기 충돌 예상 범위 판단 모듈로부터 충돌 예상 방향과 거리값을 입력받고, 입력된 충돌 예상 방향 및 거리값을 이용하여 그에 해당되는 장애물 회피를 위한 로봇 회전 방향과 회전 크기를 결정한다. 여기서, 충돌 예상 방향은 모바일 로봇의 주행 방향이 될 것이며, 거리값은 상기 검출된 근접거리가 될 것이다. 상기 회피 범위 결정 모듈(130)에 의해 결정된 로봇의 회전 방향과 회전 크기는 상기 사용자 명령 제어 모듈(160)로 전송됨과 동시에 상기 레이싱 휠 콘트롤러(120)로도 전송된다. If the avoidance
상기 사용자 명령 제어 모듈(160)은 상기 회피 범위 결정 모듈(130)로부터 입력된 로봇 회전 방향과 회전 크기에 따라 상기 모바일 로봇(20)을 회전시키게 된다. The user
상기 레이싱 휠 콘트롤러(120)는 상기 회피 범위 결정 모듈(130)로부터 회전 방향과 회전 크기를 입력받고, 상기 입력된 회전 방향과 회전 크기를 상기 레이싱 휠에 적용시킬 수 있는 값으로 변환시키고, 상기 변환된 값에 해당되는 물리적 진동 정보 및 회전 각도 정보를 레이싱 휠에 전달하여, 레이싱 휠을 포스피드백시킴으로써, 사용자가 로봇의 회피방향을 인식할 수 있도록 한다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이싱 휠 콘트롤러(120)의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다. The
도 3은 레이싱 휠 콘트롤러의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이싱 휠 콘트롤러(120)는 데이터 변환부(220), 휠 구동 제어부(230), 휠 구동 제어부에 의해 지정된 값에 따라 레이싱 휠을 구동시키는 휠 구동부(210)를 구비하며, 상기 휠 구동부(210)는 변수 설정부(320) 및 포스피드백부(330)를 구비한다. 3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a racing wheel controller. Referring to FIG. 3, the
상기 데이터 변환부(220)는 상기 로봇 회피 범위 결정 모듈(130)로부터 입력된 회전 방향과 회전 크기에 대한 정보를 실제 레이싱 휠에 적용시킬 수 있는 회전 방향값 및 회전 크기값으로 변환한다. 상기 휠 구동 제어부(230)는 상기 데이터 변환부로부터 제공되는 상기 변환된 회전 방향값과 회전 크기값을 전달받아 레이싱 휠의 진동의 타입나 회전 횟수, 회전방향 및 회전각 등을 지정한다. The
상기 휠 구동부의 변수 설정부(320)는 상기 지정된 진동 타입, 회전 횟수, 회전 방향 및 회전각을 레이싱 휠에 전달하기 위하여 설정하며, 상기 휠 구동부의 포스피드백부(330)는 상기 설정된 값들에 따라 레이싱 휠을 물리적으로 실제 동작시켜, 진동시키거나 일정 각도로 회전시킨다. 그 결과, 사용자는 레이싱 휠의 진동이나 회전각도 및 회전 크기에 따라 모바일 로봇이 회피이동하였음을 감지하게 된다. The
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 시스템의 동작을 전체적으로 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 시스템의 원격 조정 장치의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다. Hereinafter, the operation of the robot remote control system according to a preferred embodiment of the present invention will be described as a whole. 4 is a flow chart for sequentially explaining the operation of the remote control device of the robot remote control system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 원격 조정 시스템의 원격 조정 장치는 모바일 로봇으로부터 초음파 및 적외선 센서들의 신호들을 수신하고 수신된 신 호들을 이용하여 로봇의 주행 방향의 전방에 장애물이 있는지 여부를 감지한다(단계 405). 상기 센서들의 신호가 '0' 또는 초기에 설정된 초기값인지 여부를 확인한다(단계410). 만약 '0' 또는 초기값인 경우, 로봇의 주행 방향의 전방에 장애물이 존재하지 않은 것으로 판단하고 단계 405로 되돌아가서 로봇으로부터의 신호를 다시 수신한다. Referring to FIG. 4, the remote control apparatus of the robot remote control system according to the present invention receives signals of ultrasonic and infrared sensors from a mobile robot and uses the received signals to determine whether there is an obstacle in front of the driving direction of the robot. Detect (step 405). It is checked whether the signals of the sensors are '0' or an initial value initially set (step 410). If it is '0' or an initial value, it is determined that no obstacle exists in the forward direction of the robot's driving direction, and the process returns to step 405 to receive a signal from the robot again.
만약 '0' 또는 초기값이 아닌 경우, 로봇의 주행 방향의 전방에 장애물이 존재한다고 판단하고, 로봇의 각 센서들로부터 해당 장애물까지의 거리값을 측정한다(단계 415). 상기 측정된 거리값이 오류값을 포함하고 있는지 또는 유효한 값인지 여부를 판단한다(단계 420). 만약 상기 거리값이 유효한 값이면, 각 센서로부터 얻어진 거리값들 중 가장 짧은 근접 거리를 검출한다(단계 425). 상기 검출된 근접거리가 사전에 설정된 충돌 예상 범위내인지 여부를 확인하고, 로봇과 장애물과의 충돌이 예상되는 충돌 예상 방향과 충동 예상 거리값을 측정한다(단계 430). 상기 측정된 충돌예상 방향과 거리값을 이용하여 해당 물체와의 충돌을 회피하기 위한 회전 방향과 회전 크기를 결정한다(단계 435). If it is not '0' or the initial value, it is determined that an obstacle exists in the forward direction of the robot's driving direction, and the distance value from each sensor of the robot to the corresponding obstacle is measured (step 415). It is determined whether the measured distance value includes an error value or a valid value (step 420). If the distance value is a valid value, the shortest proximity distance among the distance values obtained from each sensor is detected (step 425). The method determines whether the detected proximity distance is within a preset collision prediction range and measures a collision prediction direction and an impulse prediction distance value at which collision between the robot and the obstacle is expected (step 430). The rotation direction and the rotation size for avoiding the collision with the object are determined using the measured collision prediction direction and the distance value (step 435).
상기 결정된 로봇 회전 방향과 회전 크기를 사용자 명령 제어 모듈 및 레이싱 휠 콘트롤러로 각각 전송한다(단계 460 및 단계 445). 사용자 명령 제어 모듈은 수신된 로봇 회전 방향과 회전 크기를 로봇으로 전송함으로써, 로봇을 회피 이동시키게 된다(단계 462). 한편, 상기 레이싱 휠 콘트롤러는 상기 결정된 로봇 회전 방향과 회전 크기에 따라 실제 레이싱 휠의 휠 회전각과 크기로 변환시킨 후, 상기 변환된 휠 회전각과 크기를 레이싱 휠로 제공하여 레이싱 휠을 동작시킨다(단계 450). 이로 인해 레이싱 휠을 진동시키거나 회전시킴에 따라 로봇의 장애물 회피방향과 크기를 조종자가 인식할 수 있게 된다. The determined robot rotation direction and rotation size are transmitted to the user command control module and the racing wheel controller, respectively (steps 460 and 445). The user command control module avoids and moves the robot by transmitting the received robot rotation direction and rotation size to the robot (step 462). Meanwhile, the racing wheel controller converts the wheel rotation angle and size of the actual racing wheel according to the determined robot rotation direction and rotation size, and then operates the racing wheel by providing the converted wheel rotation angle and size to the racing wheel (step 450). ). This allows the operator to recognize the direction and size of obstacle avoidance of the robot by vibrating or rotating the racing wheel.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.
본 발명에 따른 로봇 원격 조정 시스템은 로봇이 장애물을 감지하였을 때 목표지점을 잃지 않고 회피알고리즘을 이용하여 장애물을 회피하도록 함으로써, 특히 휴대폰처럼 로봇 조정이 어려운 디바이스에서 보다 안정적이면서도 편리하게 로봇을 주행시킬 수 있게 된다. 또한, 앞으로 로봇 산업이 발전함에 따라 가정용 로봇 보급율이 증가하게 될 것이며, 이는 국내의 높은 휴대폰 보급율과 맞물려 휴대폰을 이용한 로봇 조종 기술이 발전하게 될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 로봇 원격 조정 시스템은 전술한 휴대폰을 이용한 로봇 조정 기술에 널리 사용될 수 있을 것이다. The robot remote control system according to the present invention allows the robot to avoid obstacles by using an evasion algorithm without losing a target point when the robot detects an obstacle, thereby making the robot run more stably and conveniently in a device difficult to control the robot such as a mobile phone. It becomes possible. In addition, as the robot industry develops in the future, the penetration rate of home robots will increase, which will be combined with the high penetration rate of mobile phones in Korea. Therefore, the robot remote control system according to the present invention can be widely used in the above-described robot control technology using a mobile phone.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 로봇 원격 조정 시스템의 구성을 전체적으로 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a mobile robot remote control system according to the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 장치(30)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 2 is a block diagram schematically showing the internal structure of the robot
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 장치(30)의 레이싱 휠 콘트롤러의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the racing wheel controller of the robot
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 원격 조정 시스템의 원격 조정 장치의 동작을 순차적으로 설명하는 흐름도이다. 4 is a flow chart for sequentially explaining the operation of the remote control device of the robot remote control system according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 로봇 원격 조정 시스템10: robot remote control system
20 : 모바일 로봇20: mobile robot
30 : 원격 조정 장치30: remote control device
40 : 레이싱 휠 40: racing wheel
160 : 사용자 명령 제어 모듈160: user command control module
150 : 거리 정보 저장 모듈150: distance information storage module
140 : 충돌 예상 범위 판단 모듈140: collision prediction range determination module
130 : 회피 범위 결정 모듈130: evasion range determination module
120 : 레이싱 휠 콘트롤러120: Racing Wheel Controller
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080046883A KR100952893B1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080046883A KR100952893B1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090120859A true KR20090120859A (en) | 2009-11-25 |
KR100952893B1 KR100952893B1 (en) | 2010-04-16 |
Family
ID=41604040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080046883A KR100952893B1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100952893B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101304068B1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-09-04 | 건국대학교 산학협력단 | Collision avoidance apparatus and method of aircraft |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101625825B1 (en) | 2014-07-10 | 2016-05-31 | 삼성중공업 주식회사 | Method for remote control of mobile robot using force rendering and mobile robot |
CN110895409B (en) * | 2018-08-23 | 2020-11-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | Control method for avoiding barrier |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001095043A1 (en) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | Hideyuki Yoshikawa | Remote control traveling device |
KR100500831B1 (en) * | 2002-11-25 | 2005-07-12 | 삼성광주전자 주식회사 | Method calculating rotated angles of robot cleaner |
-
2008
- 2008-05-21 KR KR1020080046883A patent/KR100952893B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101304068B1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-09-04 | 건국대학교 산학협력단 | Collision avoidance apparatus and method of aircraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100952893B1 (en) | 2010-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9481087B2 (en) | Robot and control method thereof | |
AU2019208265B2 (en) | Moving robot, method for controlling the same, and terminal | |
CN109605363B (en) | Robot voice control system and method | |
US7379389B2 (en) | Apparatus for monitoring surroundings of vehicle and sensor unit | |
US9469031B2 (en) | Motion limiting device and motion limiting method | |
KR100561855B1 (en) | Robot localization system | |
JP5550671B2 (en) | Autonomous traveling robot and traveling control method for autonomous traveling robot | |
JP4639253B2 (en) | Autonomous mobile device and control method thereof | |
US8909375B2 (en) | Nodding mechanism for a single-scan sensor | |
EP2708982B1 (en) | Method for guiding the user of a controller of a multimedia apparatus to move within recognizable range of the multimedia apparatus, the multimedia apparatus, and target tracking apparatus thereof | |
KR20100092807A (en) | Mobile robot and method for moving of mobile robot | |
KR100952893B1 (en) | Mobile robot conrolling system using a racing wheel and method thereof | |
US20040210346A1 (en) | Method and apparatus for allowing mobile robot to return to docking station | |
US10232519B2 (en) | Robot and method of controlling the same | |
KR101359649B1 (en) | obstacle detection sensor | |
KR101444270B1 (en) | Unmanned mobile monitoring system | |
JP2005161498A (en) | Robot remote operation control device | |
KR101378305B1 (en) | Method and system for creating robot map | |
CN114454176B (en) | Robot control method, control device, robot, and storage medium | |
KR101874212B1 (en) | Moving Device capable of moving along a trace-back path and Radio control device for radio controlling thereof | |
JP5733516B2 (en) | Moving body gripping apparatus and method | |
KR101465706B1 (en) | Method and system for remote control of mobile robot | |
CN112914601A (en) | Obstacle avoidance method and device for mechanical arm, storage medium and ultrasonic equipment | |
KR20210056577A (en) | Obstacle detection apparatus of autonomous driving robot | |
CN111971149A (en) | Recording medium, information processing apparatus, and information processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130409 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140402 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |