KR20110083258A

KR20110083258A - 정찰용 보행 로봇 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR20110083258A
Application number: KR1020100003399A
Authority: KR
Inventors: 김종형; 고현준; 권태훈
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-20
Also published as: KR101153125B1

Abstract

본 발명은 보행을 통한 이동이 가능한 보행 로봇 및 보행 로봇의 동작 방법에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 관절이 형성되고, 바디의 결합부에 결합되는 N개의 다리와 N개의 다리가 보행동작이 되도록 제어하는 제어부를 포함하여, N개의 다리에는 하나 이상의 바퀴가 형성되며, 제어부는 바퀴를 구동할 수 있도록 N개의 다리를 제어하는 보행 로봇을 제공하여, N개의 다리를 이용하여 보행동작이 이루어지는 보행 로봇이 평지를 위치한 경우에는 이를 감지하여, 바퀴를 사용하여 이동이 이루어지기 때문에 평지에서의 이동속도를 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

정찰용 보행 로봇 및 이의 동작 방법{WALKING ROBOT FOR RECONNAISSANCE AND ACTING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 정찰을 위해 보행을 통한 이동이 가능한 보행 로봇 및 보행 로봇의 동작 방법에 관한 것이다.

로봇이라 함은 전기적 또는 자기적인 작용을 이용하여 인간이나 곤충, 동물 등의 동작과 닮은 운동을 행하는 기계장치로, 이러한 로봇은 일본에서 1960년대부터 보급되기 시작했는데, 초기에는 공장에서 생산을 자동화하기 위해 사용되던 것이 대부분이었다.

하지만, 근래에 들어서 로봇은 꾸준한 발전이 이루어져, 4족 이상의 다수 개의 다리를 가지는 로봇이나, 인간과 같이 2족으로 이동이 가능한 로봇에 대한 연구도 이루어지고 있으며, 다양한 기능을 수행할 수 있는 다기능 로봇에 대한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다.

이러한, 다기능 로봇은 인간이 다가가는 것이 쉽지 않은 지형이나, 위험한 지역 등에 배치되어 정찰을 하거나 임무를 수행할 수 있도록 개발되기도 하고, 특히, 군사용으로 이용되는 것도 가능한데, 적이 위치한 지형이나 적의 배치상태 등을 정찰하기 위해 개발된다. 이러한 다기능 로봇은 최근 무인 자동화 기술 및 마이크로프로세서(Micro Processer)의 기술이 발전함에 혁신적으로 발전되고 있다.

상기와 같이, 다기능 로봇을 이용하여 정찰이나 임무의 수행이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서 수많은 연구들이 이루어지고 있으며, 본 발명도 이와 같은 취지로 발명된 것으로, 특히 정찰을 위해 다양한 기능을 수행할 수 있는 다기능 로봇에 대한 것이다.

그런데, 기존에 개발된 다기능 로봇은 테러진압이나 무너진 건물, 군사용 목적의 정찰 등의 실제 상황에 투입되기에는 많은 문제점들이 도출되고 있는데, 그 중에서도 본 발명에서와 같이, 다기능 로봇 중 보행이 가능한 보행 로봇의 경우, 정찰 중에 맞닥뜨릴 수 있는 다양한 상황에 대처하도록 하는 것이 쉽지 않다는 문제가 있다.

일례로, 보행 로봇의 이동하는 경로 상에 있을 수 있는 장애물이 있는 경우, 장애물을 넘기 위한 이동속도나 장애물이 없는 지형에서의 이동속도가 일정하여 장애물이 없는 지형에서의 이동속도가 상당히 느리다는 문제가 있고, 이를 해결하기 위해 이동속도를 높이는 경우에는 장애물을 넘는 것에 문제가 발생한 여지가 많다.

더욱이, 정찰을 목적으로 하는 경우, 보행 로봇이 맞닥뜨릴 수 있는 장애물의 형태가 다양하게 나타날 수 있는데, 이에 대해 적절히 장애물에 대한 대처 반응이 이루어지지 못하여, 사용자가 직접 보행 로봇을 제어하여야 하는 등의 번거로움이 발생될 수 있다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장애물의 유무에 따라 이동의 속도를 조절할 수 있으며, 장애물에 대해 적절히 반응을 할 수 있는 보행 로봇 및 그에 대한 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 정찰용 보행 로봇은 방사 방향으로 N(N≥3)개의 결합부를 가지는 바디; 적어도 하나 이상의 관절이 형성되고, 상기 바디가 가지는 N개의 결합부에 결합되는 N개의 다리; 및 상기 N개의 다리가 보행동작이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에는 바퀴가 형성되며, 상기 제어부는 평지에서는 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에 형성된 바퀴가 구동될 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 바퀴가 구동되기 위해 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에 형성된 상기 바퀴가 지면에 접할 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상의 관절을 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제어부가 상기 바퀴가 구동될 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위해 평지를 감지할 수 있는 제1감지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 주변의 물체를 감지할 수 있는 제2감지부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2감지부에서 감지되는 물체에 반응하여 상기 N개의 다리를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 정찰용 보행 로봇은 방사 방향으로 N(N≥3)개의 결합부를 가지는 바디; 적어도 하나 이상의 관절이 형성되고, 상기 바디가 가지는 N개의 결합부에 결합되는 N개의 다리; 상기 N개의 다리가 보행동작이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부; 및 주변의 물체를 감지할 수 있는 제2감지부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2감지부에서 감지되는 물체에 반응하여 상기 N개의 다리를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2감지부는 주변의 물체를 영상으로 촬영하는 영상촬영수단; 및 상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상을 처리하여 상기 물체를 감지하는 감지수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제어부는 상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상에서 촬영된 물체의 크기를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지수단은 상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상을 처리하여 상기 물체의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 N개의 다리에 형성된 적어도 하나 이상의 관절이 움직일 수 있도록 상기 적어도 하나 이상의 관절에 장착되어 상기 적어도 하나 이상의 관절에 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 동력부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 N개의 다리를 제어하기 위해 상기 적어도 하나 이상의 동력부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 동력부를 제어하기 위해 RS-485 통신을 통해 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제어부에서 상기 N개의 다리에 대한 제어나 상태에 대해서 외부와 통신할 수 있는 통신부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 N개의 다리에 형성된 관절은 적어도 180도 이상 회전이 가능하도록 형성되고, 상기 N 개의 다리 중 적어도 하나 이상은, 상기 N개의 다리를 외부의 구조물에 걸 수 있도록 형성된 걸림수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 끝단에 외부의 물체에 걸리도록 걸림턱이 형성되고, 상기 바디에 장착되어 상기 바디에서 일 측으로 일정 길이 이상 연장되는 것이 가능한 걸림부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 정찰용 보행 로봇의 동작 방법은 이동이 가능한 N개의 다리가 형성된 보행로봇이 대기하는 A단계; 상기 A단계에서 상기 보행로봇이 자율적으로 이동할 것인지 판단하는 B단계; 상기 B단계에서 자율적으로 이동하는 경우, 상기 보행로봇이 제1물체를 감지하는 C단계; 상기 C단계에서 감지된 제1물체의 크기를 제1임계치와 비교하여 판단하는 D단계; 상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기에 따라 상기 제1물체에 대해 반응하는 E단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 E단계에서는 상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기가 상기 제1임계치보다 큰 경우, 상기 제1물체를 회피하는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 E단계에서는 상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기가 상기 제1임계치보다 작은 경우, 상기 제1물체를 공격하는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 B단계에서 자율적으로 이동하지 않는 경우, 상기 보행로봇이 제2물체의 움직임을 감지하는 F단계; 상기 F단계에서 감지된 제2물체의 움직임에 따라 상기 제2물체에 대한 추적이 이루어지는 G단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 G단계에서 상기 제2물체의 크기를 제2임계치와 비교하여 판단하는 H단계; 상기 H단계에서 감지된 상기 제2물체의 크기에 따라 상기 제2물체에 대해 반응하는 I단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 I단계에서는 상기 H단계에서 판단된 제2물체의 크기가 상기 제2임계치보다 큰 경우, 상기 제2물체의 추적이 중지되는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 I단계에서는 상기 H단계에서 판단된 제2물체의 크기가 상기 제2임계치보다 작은 경우, 상기 제2물체의 추적이 계속되는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, N개의 다리를 이용하여 보행동작이 이루어지는 보행 로봇이 평지를 위치한 경우에는 이를 감지하여, 바퀴를 사용하여 이동이 이루어지기 때문에 평지에서의 이동속도를 증가시킬 수 있다는 효과가 있다. 그렇기 때문에 장애물이 있거나 산간 등 불규칙한 지형을 정찰하는 경우에는 이를 위한 동작으로 보행이 이루어지고, 평지에서는 바퀴로 이동되어 정찰속도를 높일 수 있다는 효과가 있다.

그리고 보행 로봇의 N개의 다리에 형성된 바퀴는 보행이 이루어지는 경우에는 지면과 접하지 않고, 관절의 구동에 의해서만 지면과 접하기 때문에 장애물이 있거나 요철이 있는 지역의 이동시에 바퀴에 의해서 보행 로봇이 바퀴에 의해 미끄러지는 등의 문제가 발생되지 않는다는 효과가 있다.

또한, 보행 로봇은 주변의 물체 등의 장애물을 감지하여 장애물에 대해 적절한 반응이 이루어질 수 있도록 구성되는데, 장애물의 크기를 판단하여 회피 또는 공격이 이루어지도록 반응하는 것이 가능하고, 이동하는 물체에 대해서 경우에 따라 추적이 이루어질 수 있도록 구성되기 때문에, 정찰에 있어서 필요한 경우를 판단함으로써 능동적인 동작이 가능하므로 정찰뿐만 아니라 다양한 분야에서 활용될 수 있다는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 보행 로봇은 주변의 물체에 대한 영상을 촬영하여 촬영된 영상을 사용자에게 전송하거나, 보행 로봇 자신의 움직임에 대한 정보를 사용자에게 전송할 수 있기 때문에, 주변 상황에 대해 적절히 제어하는 것이 가능하다는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 보행 로봇은 다리의 관절은 적어도 180도 이상 회전이 가능하고, 다리의 끝단에 걸림수단을 마련함으로써, 철조망과 같은 외부의 구조물에 매달려 이동이 가능하여, 더욱 넓은 범위에서, 그리고 다양한 조건 하에서 정찰임무 등의 수행이 가능하다는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 보행 로봇이 보행 상태일 때를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 보행 로봇의 다리가 바디에 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 보행 로봇이 평지에서 주행 상태일 때를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 보행 로봇의 다리를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 보행 로봇의 동작형태를 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 보행 로봇의 동작형태를 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 보행 로봇을 도시한 블록도이다.
도8은 본 발명의 보행 로봇을 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

<구성에 대한 설명>

본 발명의 보행 로봇(100)은 바디(110), 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f), 동력부(130), 제1감지부(140), 제2감지부(150), 통신부(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성되는데, 본 발명의 일실시예에서는 N개의 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)가 6개인 경우에 대해서 설명하되, 도1 내지 도6에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.

바디(110)는 방사되는 방향으로 여섯 개의 결합부(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f)가 형성되고, 커버(114)에 의해 덮이도록 구성되는데, 각 결합부(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f)에는 각각 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)가 결합되는 것이 가능하여, 본 발명의 일 실시예에서의 바디(110)에 결합되는 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)는 여섯 개가 결합된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는 결합부(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f) 및 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)가 각 여섯 개가 마련되는 것에 대해서 설명하고, 도면에 도시하였으나, 세 개 이상의 결합부 및 다리가 마련되면 되고, 바람직하게는 세 개 내지 여덟 개(3≤N≤8)가 각각 마련되는 것이 좋다.

커버(114)는 바디(110)를 덮는 것으로 본 발명의 일 실시예에서는 거미 모양으로 형성하여 본 발명의 일 실시예의 보행 로봇(100)을 거미 로봇으로 형성하였다.

다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)는 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 여섯 개가 마련되고, 각 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에는 적어도 하나 이상의 관절이 형성된다. 역시 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 관절이 형성되는 것에 대해서 설명한다. 각 관절은 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 두 개의 관절이 형성되어, 각 관절이 바디(110)에서 방사형으로 뻗어지도록 바디(110)에 결합된다.

그리고 각 관절이 움직이기 위해서는 동력부(130)가 관절의 일 측에 장착되어 있으며, 동력부(130)에 대해서는 후술한다.

또한, 다리(120a, 120b, 120e, 120f)의 세 번째 단(다리의 몸통에 가까운 단을 첫 번째 단이라 정의함)에는 하나 이상의 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 형성되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 모든 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 세 번째 단에 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 형성되는 것이 아니라, 앞의 두 다리(120a, 120b)와 뒤의 두 다리(120e, 120f)에만 형성되고, 가운데 두 다리(120c, 120d)에는 형성되지 않도록 하였다.

물론, 모든 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에 바퀴가 각각 형성되어도 무관하나, 도1에 도시된 바와 같이, 앞/뒤 다리(120a, 120b, 120e, 120f), 즉, 네 개의 다리(120a, 120b, 120e, 120f)에만 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)를 형성하는 것이 바람직하다. 이는 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 평지에서는 본 발명의 보행 로봇(100)이 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)로 구동하도록 하기 위한 것이므로, MC절감 차원에서 네 개의 다리(120a, 120b, 120e, 120f)에만 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 형성되는 것이 바람직할 것이다.

동력부(130)는 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 관절이 움직일 수 있도록 관절에 동력을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에 각각 두 개의 동력부(130)가 마련되며, 동력부(130)는 모터 등이 이용되는 것이 가능하다. 즉, 모터 등의 동력부(130)에 의해 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 관절이 움직여 보행 로봇(100)이 보행하는 것이 가능하고, 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면과 접할 수 있도록 관절을 접는 것도 가능하다.

몰론, 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면에 접하였을 때, 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)에 회전하여 보행 로봇(100)이 주행이 되도록 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)에 동력을 제공하는 것도 가능하다.

제1감지부(140)는 바디(110)에 장착되어, 보행 로봇(100)이 평지에 위치하여 있는지를 감지하기 위한 것으로, 제1감지부(140)의 감지에 의해 앞/뒤 다리(120a, 120b, 120e, 120f)에 형성된 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면과 접하는 것이 가능하다. 즉, 제1감지부(140)는 일종의 높이 센서로, 보행 로봇(100)이 평지를 보행할 때 바디(110)의 높이가 지면에서 일정한 높이(보행으로 인해 높이의 일정함에 오차가 발생할 수 있으나, 이때의 오차는 허용범위 내임)가 일정시간 동안 지속되는 경우, 보행 로봇(100)이 평지에 있음을 감지하도록 할 수 있다. 그리고 감지된 결과를 제어부(170)로 전송한다.

제2감지부(150)는 바디(110)에 장착되어, 영상촬영수단(152) 및 감지수단(154)을 포함하여 구성되는 것이 가능하다. 즉, 감지수단(154)은 본 발명의 보행 로봇(100)의 눈과 같은 역할을 수행한다.

영상촬영수단(152)은 보행 로봇(100)의 전방을 촬영할 수 있도록 마련되는 카메라로 보행 로봇(100)의 진행방향을 촬영한다.

감지수단(154)은 영상촬영수단(152)에 촬영된 영상을 처리하여 촬영된 영상을 통해 물체를 감지하는 역할을 수행하는데, 이때, 영상촬영수단(152)에 촬영되는 물체는 장애물, 건물의 잔해, 벽, 생명체 등 고정된 물체든 움직이는 물체이든 무관하다. 즉, 영상촬영수단(152)을 통해 촬영되는 영상을 바탕으로 처리하여 물체를 감지하고, 이를 제어부(170)로 전송한다.

통신부(160)는 외부와의 통신을 위해 마련되는 것으로, 제어부(170)에서 보행 로봇(100)을 제어하는 상태나 외부의 제어명령에 대한 신호를 송수신하기 위해 마련된다. 즉, 제2감지부(150)를 통해 촬영된 영상 등이 제어부(170)를 통해 통신부(160)로 전달되어, 이를 외부의 단말기 등으로 전송하여, 사용자가 외부의 단말기를 통해 보행 로봇(100)이 촬영한 영상을 확인할 수 있도록 하는 것이 가능하고, 또한, 외부의 단말기를 통해 사용자가 보행 로봇(100)을 제어하도록 신호를 송수신하는 것이 가능하다.

물론, 이때, 통신부(160)는 블루투스 통신, RF 통신, 적외선 통신, 유선 통신 등다양한 통신 방법에 의해 통신되는 것이 가능하다.

제어부(170)는 본 발명의 보행 로봇(100)의 움직임을 제어하기 위해 마련되는데, 보행 로봇(100)이 장애물이 있는 곳에서는 각 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)를 이용하여 보행하도록 각 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)를 제어하고, 평지에서는 도3에 도시된 바와 같이, 앞의 두 다리(120a, 120b)와 뒤의 두 다리(120e, 120f)의 관절을 접어 앞/뒤 두 다리(120a, 120b, 120e, 120f)에 형성된 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면과 접하도록 한다.

즉, 제어부(170)는 제1감지부(140)에서 보행 로봇(100)이 평지에 있음을 감지하면, 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 관절을 접어 앞/뒤 다리(120a, 120b, 120e, 120f)에 형성된 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면에 접하도록 동력부(130)를 제어한다. 그 다음, 동력부(130)를 통해 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)에 동력을 제공하여 평지에서 빠르게 이동하도록 하는 것이 가능하다.

또한, 제2감지부(150)를 통해 촬영한 영상을 통신부(160)를 통해 외부의 단말기로 전송하도록 통신부(160)를 제어하는 것이 가능하고, 외부의 신호가 통신부(160)를 통해 수신되면, 수신된 신호에 따라 보행 로봇(100)을 제어하도록 하는 것도 가능하다. 이때, 제어부(170)와 동력부(130) 간의 통신 RS-485 통신을 통해 통신이 이루어지며, RS-485 통신은 멀티포인트 통신회선을 위한 TIA/EIA 표준으로, DB-9이나 DB-37과 같은 커넥터들을 지원하며, 낮은 임피던스 구동기와 수신기를 사용함으로써, 회선 당 노드 수를 더 많이 허용하여, 보행 로봇(100)의 크기와 중량을 줄이는 것이 가능하다.

그리고 제2감지부(150)를 통해 물체에 대한 영상을 촬영하여 인식하기 때문에 주변의 지형지물을 감지하고, 주변의 물체의 움직임 등을 감지하는 것이 가능하다. 그러므로 제어부(170)는 제2감지부(150)를 통해 주변의 지형지물이나 물체 등의 움직임에 능동적으로 제어하는 것이 가능한데, 이에 대해서는 <제어 방법에 대한 설명>에서 후술한다.

더욱이, 본 발명의 보행 로봇(100)은 도5에 도시된 바와 같이, 보행 로봇(100)의 상부에 철조망(S)과 같은 외부 구조물이 있는 경우에도, 자유롭게 철조망(S)을 이용하여 이동하는 것이 가능하다. 이는 본 발명의 보행 로봇(100)에 포함된 여섯 개의 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에는 각각 걸림수단(124a, 124b, 124c, 124d, 124e, 124f)이 형성되어 있기 때문에 가능하고, 또한, 각 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에 형성된 관절은 180도 이상 회전이 가능하기 때문이다.

즉, 도5에 도시된 바와 같이, 보행 로봇(100)의 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)가 180도 이상 회전하여 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 끝단이 보행 로봇(100)의 위쪽을 향하도록 위치하여 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 끝단에 형성된 걸림수단(124a, 124b, 124c, 124d, 124e, 124f)이 철조망(S)의 사이를 통과하여, 철조망(S)에 걸림으로써, 보행 로봇(100)은 철조망(S)에 매달린 상태로 철조망(S)의 사이 공간을 이용하여 이동이 가능하다.

걸림부(180)는 바디(110)에 장착되어, 도6에 도시된 바와 같이, 바디(110)에서 일 측으로 연장되는데, 이는 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보행 로봇(100)이 철조망(S)에 매달린 상태가 되기 위해 보행 로봇(100)을 철조망(S)까지 끌어올리는 역할을 한다. 즉, 걸림부(180)는 커버(114)의 외부에 걸림턱(182)이 드러나도록 형성된 상태로 바디(110)에 장착되고, 필요한 경우에 걸림부(180)의 길이가 연장된다. 그리하여 도6에 도시된 바와 같이, 걸림부(180)의 연장되면, 걸림턱(182)이 철조망(S)에 걸리도록 한 다음, 걸림부(180)의 길이가 다시 줄어들어 보행 로봇(100)이 철조망(S)이 설치된 위치까지 끌려올라간다.

이때, 상기와 같이 걸림턱(182)이 철조망(S)에 걸리기 위해서는 본 발명의 일실시예에서와 같이, 걸림부(180)에서 절곡된 형태로 형성될 수도 있으나, 걸림턱(182)의 형상은 철조망(S)과 같은 외부의 물체에 걸리도록 형상이 형성되기만 하면 된다.

이렇게 철조망(S)의 위치까지 끌려 올라간 보행 로봇(180)은 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 관절을 회전하여 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)에 형성된 걸림수단(124a, 124b, 124c, 124d, 124e, 124f)이 철조망(S)에 걸림으로써, 보행 로봇(180)은 철조망(S)을 타고 이동이 가능해진다.

<동작 방법에 대한 설명>

본 발명의 보행 로봇(100)이 주변의 물체의 움직임에 따라 어떻게 동작되는지에 대한 방법에 대해서 도7에 도시된 흐름도를 따라 설명하되, 도1 내지 도6을 참조하고 설명하고, 편의상 순서를 붙여 설명한다.

1. 대기모드 단계<S801>

본 발명의 보행 로봇(100)이 최초 대기 상태로 유지되는 상태로, 보행 로봇(100)에 전원이 들어오면, 대기 모드로 유지된다.

2. 자율 이동모드 판단 단계<S802>

단계 S801에서 대기 모드상태에서 본 발명의 보행 로봇(100)이 이동되기 위해 외부의 제어 등이 이루어지는 경우에, 자율 이동모드인지를 판단하는 단계이다.

3. 자율모드 단계<S803>

단계 S802에서 자율 이동모드인지 판단하여 자율 이동모드로 판단되는 경우에는 본 발명의 보행 로봇(100)은 자율모드로 작동이 시작된다. 이때, 제어부(170)는 동력부(130)를 제어하여 보행 로봇(100)이 보행을 하거나 평지인 경우에는 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)를 구동시키는 등의 동작이 이루어지도록 할 수 있다.

4. 제2감지부 ON 판단 단계<S804>

단계 S803에서 보행 로봇(100)이 자율모드로 작동되고 있는 경우에, 제2감지부(150)가 ON 상태인지를 판단하는 단계로, 제2감지부(150)가 ON 상태가 아닌 경우에는 단계 S803로 되돌아가서 본 발명의 보행 로봇(100)은 자율모드로 동작이 이루어진다.

5. 크기판단 단계<S805>

단계 S804에서 제2감지부(150)가 ON 되었음으로 판단되면, 주변의 물체를 영상촬영수단(152)에 의해 촬영하면, 감지수단(154)에서는 촬영된 영상을 처리하여 물체를 있음을 감지한다. 그러면, 제어부(170)는 감지수단(154)에 의해 감지된 물체의 크기를 설정된 임계치와 비교하여 감지된 물체의 크기를 판단한다.

이때, 설정된 임계치는 본 발명의 보행 로봇(100)이 공격하여 물체의 제압이 가능한지를 판단하는 기준으로, 보행 로봇(100)의 공격력의 크기에 따라서 변동될 수 있다.

6. 회피 단계<S806>

단계 S805에서 감지된 물체의 크기가 임계치보다 크다고 판단되면, 제어부(170)는 보행 로봇(100)이 감지된 물체를 회피하여 보행 또는 주행하도록 제어한다.

7. 공격 단계<S816>

단계 S805에서 감지된 물체의 크기가 임계치보다 작다고 판단되면, 제어부(170)는 보행 로봇(100)이 감지된 물체를 공격하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(170)는 각 동력부(130)를 제어하여 다리(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f)의 관절을 움직여 감지된 물체를 공격하는 것이 가능한데, 일 예로, 가운데의 두 다리(120c, 120d) 및 뒤의 두 다리(120e, 120f)는 바디(110)를 지지하고, 앞의 두 다리(120a, 120b)를 이용하여 물체를 공격하도록 할 수도 있다.

또는, 도3에 도시된 바와 같이, 보행 로봇(100)이 평지에서 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)로 구동되는 경우에는 앞/뒤 다리(120a, 120b, 120e, 120f)가 접혀 바퀴(122a, 122b, 122e, 122f)가 지면에 접한 상태에서는 가운데 두 다리(120c, 120d)를 이용하여 감지된 물체를 공격하는 것이 가능하다.

8. 제2감지부 ON 단계<S823>

단계 S802에서 자율 이동모드가 아닌 것으로 판단되면, 제2감지부(150)를 ON 하는 단계로, 제2감지부(150)를 ON시켜 주변의 물체를 촬영하여 감지할 수 있도록 하는 단계이다.

9. 움직임 검출 단계<S824>

단계 S823에서 제2감지부(150)가 ON된 상태에서 주변 물체의 움직임이 감지되는지를 검출하는 단계로, 제2감지부(150)의 영상촬영수단(152)을 통해 주변의 상황을 촬영하여 감지수단(154)에서 촬영된 영상을 처리함으로써, 움직임이 있는 물체가 있는지를 검출하는 단계이다.

이때, 주변의 움직임이 있는 물체가 검출되지 않는 경우에는 단계 S801로 되돌아가 보행 로봇(100)은 대기모드가 된다.

10. 추적모드 단계<S825>

단계 S824에서 주변의 물체에 움직임이 감지되면, 물체의 움직임에 따라 물체를 추적하기 위해 추적모드로 변경되는 단계이다.

11. 영상획득 판단 단계<S826>

단계 S825에서 보행 로봇(100)이 추적모드로 변경되면, 제2감지부(150)의 영상촬영수단(152)에서 영상이 획득되는지를 판단하는 단계이다. 즉, 본 단계에서는 움직임이 있는 물체에 대한 영상이 정상적으로 획득되는지를 판단하여 물체의 영상이 정상적으로 획득이 되지 않는 경우에는 단계 S825로 되돌아가 추적모드인 상태가 유지된다.

12. 방향조정 단계<S827>

단계 S826에서 정상적으로 영상이 획득되는 경우에는 움직임이 있는 물체가 영상의 중앙에 위치하도록 제어부(170)는 보행 로봇(100)의 방향을 전환한다. 즉, 제어부(170)는 영상촬영수단(152)으로 촬영되는 물체가 영상의 중앙에 위치되도록 보행 로봇(100)을 지속적으로 제어함으로써, 물체를 지속적으로 추적할 수 있도록 한다.

13. 크기판단 단계<S828>

단계 S827에서 지속적으로 물체를 추적하도록 함에 있어서, 물체의 크기를 판단하는 단계이다. 본 단계에서 물체의 크기를 판단은 설정된 임계치보다 추적하는 물체의 크기가 큰지를 판단하는 단계로, 물체의 크기가 설정된 임계치보다 큰 경우에는 움직임이 있는 물체에 대한 추적을 멈추고, 단계 S801로 되돌아가도록 제어부(170)는 보행 로봇(100)을 제어한다.

그리고 움직임이 있는 물체의 크기가 설정된 임계치보다 작은 경우에는 계속적으로 물체에 대한 추적이 이루어진다. 이때, 본 단계에서의 임계치는 단계 S805에서의 임계치와 동일한 값일 수도 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100: 보행 로봇
110 : 바디
112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f: 결합부
114: 커버
120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f: 다리
122a, 122b, 122e, 122f: 바퀴
124a, 124b, 124c, 124d, 124e, 124f: 걸림수단
130: 동력부 140: 제1감지부
150; 제2감지부
152: 영상촬영수단 154: 감지수단
160: 통신부 170: 제어부
180: 걸림부
182: 걸림턱
S: 철조망

Claims

방사 방향으로 N(N≥3)개의 결합부를 가지는 바디;
적어도 하나 이상의 관절이 형성되고, 상기 바디가 가지는 N개의 결합부에 결합되는 N개의 다리; 및
상기 N개의 다리가 보행동작이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에는 바퀴가 형성되며,
상기 제어부는 평지에서는 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에 형성된 바퀴가 구동될 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 바퀴가 구동되기 위해 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상에 형성된 상기 바퀴가 지면에 접할 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상의 관절을 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부가 상기 바퀴가 구동될 수 있도록 상기 N개의 다리 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위해 평지를 감지할 수 있는 제1감지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항에 있어서,
주변의 물체를 감지할 수 있는 제2감지부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2감지부에서 감지되는 물체에 반응하여 상기 N개의 다리를 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
방사 방향으로 N(N≥3)개의 결합부를 가지는 바디;
적어도 하나 이상의 관절이 형성되고, 상기 바디가 가지는 N개의 결합부에 결합되는 N개의 다리;
상기 N개의 다리가 보행동작이 이루어질 수 있도록 제어하는 제어부; 및
주변의 물체를 감지할 수 있는 제2감지부; 를 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2감지부에서 감지되는 물체에 반응하여 상기 N개의 다리를 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제4항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2감지부는
주변의 물체를 영상으로 촬영하는 영상촬영수단; 및
상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상을 처리하여 상기 물체를 감지하는 감지수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상에서 촬영된 물체의 크기를 판단하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제6항에 있어서,
상기 감지수단은 상기 영상촬영수단에서 촬영된 영상을 처리하여 상기 물체의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 N개의 다리에 형성된 적어도 하나 이상의 관절이 움직일 수 있도록 상기 적어도 하나 이상의 관절에 장착되어 상기 적어도 하나 이상의 관절에 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 동력부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 N개의 다리를 제어하기 위해 상기 적어도 하나 이상의 동력부를 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 동력부를 제어하기 위해 RS-485 통신을 통해 제어하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부에서 상기 N개의 다리에 대한 제어나 상태에 대해서 외부와 통신할 수 있는 통신부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 N개의 다리에 형성된 관절은 적어도 180도 이상 회전이 가능하도록 형성되고,
상기 N 개의 다리 중 적어도 하나 이상은,
상기 N개의 다리를 외부의 구조물에 걸 수 있도록 형성된 걸림수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
제1항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
끝단에 외부의 물체에 걸리도록 걸림턱이 형성되고, 상기 바디에 장착되어 상기 바디에서 일 측으로 일정 길이 이상 연장되는 것이 가능한 걸림부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇.
이동이 가능한 N개의 다리가 형성된 보행로봇이 대기하는 A단계;
상기 A단계에서 상기 보행로봇이 자율적으로 이동할 것인지 판단하는 B단계;
상기 B단계에서 자율적으로 이동하는 경우, 상기 보행로봇이 제1물체를 감지하는 C단계;
상기 C단계에서 감지된 제1물체의 크기를 제1임계치와 비교하여 판단하는 D단계;
상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기에 따라 상기 제1물체에 대해 반응하는 E단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제14항에 있어서,
상기 E단계에서는 상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기가 상기 제1임계치보다 큰 경우, 상기 제1물체를 회피하는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제14항에 있어서,
상기 E단계에서는 상기 D단계에서 판단된 제1물체의 크기가 상기 제1임계치보다 작은 경우, 상기 제1물체를 공격하는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제14항에 있어서,
상기 B단계에서 자율적으로 이동하지 않는 경우, 상기 보행로봇이 제2물체의 움직임을 감지하는 F단계;
상기 F단계에서 감지된 제2물체의 움직임에 따라 상기 제2물체에 대한 추적이 이루어지는 G단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제17항에 있어서,
상기 G단계에서 상기 제2물체의 크기를 제2임계치와 비교하여 판단하는 H단계;
상기 H단계에서 감지된 상기 제2물체의 크기에 따라 상기 제2물체에 대해 반응하는 I단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 I단계에서는 상기 H단계에서 판단된 제2물체의 크기가 상기 제2임계치보다 큰 경우, 상기 제2물체의 추적이 중지되는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 I단계에서는 상기 H단계에서 판단된 제2물체의 크기가 상기 제2임계치보다 작은 경우, 상기 제2물체의 추적이 계속되는 반응이 이루어지는 것을 특징으로 하는
정찰용 보행 로봇의 동작 방법.