KR20120075031A - 보행 안내 로봇 및 이를 이용한 보행 안내 시스템 - Google Patents

Abstract

보행 안내 로봇이 제공된다. 본 발명에 따른 보행 안내 로봇은 로봇을 전방위로 구동시키는 구동부와, 상기 구동부로 전원을 공급하며, 외부의 전원으로 충전가능한 배터리를 내장하는 전원공급부와, 외부의 위험요소에 대한 영상을 획득하는 영상획득부와, 상기 외부의 위험요소의 유무에 따라 소정의 영상을 외부로 표시하는 표시부와, 보행자에게 보행 가능 여부 및 상기 외부의 위험요소의 유무를 음성으로 안내하는 음성안내부와, 상기 영상획득부로부터 획득한 영상을 바탕으로 상기 보행 가능 여부를 판단하여 상기 구동부를 소정의 방향으로 구동시키고, 상기 표시부 및 음성안내부를 제어하는 연산제어부를 포함한다.

Description

보행 안내 로봇 및 이를 이용한 보행 안내 시스템{ROBOT FOR GUIDING WALKING AND SYSTEM FOR GUIDING WALKING USING THE SAME}

본 발명은 보행 안내 로봇 및 이를 이용한 보행 안내 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 횡단보도와 같이 외부 위험 요소가 많은 지역을 보행하는 보행자의 안전을 확보하도록 하는 보행 안내 로봇 및 이를 이용한 보행 안내 시스템에 관한 것이다.

기술이 발전함에 따라 다양한 구조 및 기능을 수행하는 로봇이 제안된 바 있다. 로봇은 다양한 분야에서 인간이 해야 하는 일의 일부 또는 전체를 대체하면서, 문명을 빠르게 변화시키고 있다.

로봇은 사용되는 분야에 따라, 다양한 형태, 구조 및 기능을 가진다. 예를 들어, 부품을 생산하는 공정에 투입되는 팔 형태의 로봇은 특정 부품을 파지하고 이를 이동시켜 소정의 위치에 장착하는데 최적화 되어 있다. 생산분야 이외에도 최근에는 의료용 로봇, 가사 도우미 로봇 등이 제안되고 있다.

로봇은 정밀한 제어가 가능하며, 반복적인 업무를 수행하는데 탁월하기 때문에 인간이 수행해야 하는 반복적인 업무를 대신 처리할 수 있다.

한편, 차량이 급격하게 보급되면서, 차량으로 인한 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 차량이 고속으로 주행하는 고속도로 상에서 인명피해가 가장 많이 발생하며, 고속도로 이외의 일반도로에서도 차량 운전자의 부주의에 의해 사고가 발생할 가능성이 항시 존재한다.

특히, 어린이는 주의력이 쉽게 분산되어, 보행 신호등에 관계없이 무단횡단을 할 가능성이 있는데, 주행 중인 차량 운전자가 충분히 인지할만큼의 신장 또는 체격을 가지지 못하기 때문에, 급정지 시점이 늦어져서 인명사고가 발생할 가능성이 높다. 또한, 노약자 또는 장애인의 경우 반사신경이 늦거나 신속한 보행이 어렵기 때문에, 보행신호가 종료되었음에도 횡단보도를 횡단하지 못하여 위험한 상황에 노출될 가능성이 높다.

어린이와 노약자 또는 장애인의 보행을 안내하기 위해 보행 도우미를 활용할 경우 다수의 횡단보도에 배치될 인력이 필요하며, 지속적인 업무 수행이 곤란하다. 따라서, 지속적인 보행 안내가 가능하며, 안전한 보행 및/또는 횡단을 안내하는 로봇이 절실히 필요하다.

본 발명은 이러한 점들에 근거해 착안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보행자가 목적지점까지 안전하게 보행할 수 있도록 안내하는 보행 안내 로봇을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 보행자의 보행을 안내하는 보행 안내 로봇을 횡단보도 양단에 배치하여 보행 신호 마다 서로 교차하면서 지속적인 보행 안내가 가능한 보행 안내 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇은 로봇을 전방위로 구동시키는 구동부와, 상기 구동부로 전원을 공급하며, 외부의 전원으로 충전가능한 배터리를 내장하는 전원공급부와, 외부의 위험요소에 대한 영상을 획득하는 영상획득부와, 상기 외부의 위험요소의 유무에 따라 소정의 영상을 외부로 표시하는 표시부와, 보행자에게 보행 가능 여부 및 상기 외부의 위험요소의 유무를 음성으로 안내하는 음성안내부와, 상기 영상획득부로부터 획득한 영상을 바탕으로 상기 보행 가능 여부를 판단하여 상기 구동부를 소정의 방향으로 구동시키고, 상기 표시부 및 음성안내부를 제어하는 연산제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템은 신호등이 배치된 횡단보도와, 서로 대향하도록 상기 횡단보도의 양 단에 한 쌍으로 배치되는 보행 안내 로봇을 포함하되, 상기 한 쌍의 보행 안내 로봇은 상기 횡단보도의 신호등에 구비된 신호등이 보행신호로 변경될 때 상기 횡단보도를 횡단하는 차량의 유무를 파악한 후 보행자와 함께 상기 횡단보도를 횡단하여 서로 위치를 바꾸게 된다.

본 발명에 따른 보행 안내 로봇의 보다 상세한 예는 도면을 참조하여 실시예 부분에서 후술한다.

본 발명에 따르면, 보행자가 목적지점까지 안전하게 보행할 수 있도록 안내하는 보행 안내 로봇을 제공할 수 있기 때문에, 시간 또는 장소의 제약 없이 지속적이고 안전한 보행 안내가 가능하다.

또한, 보행자의 보행을 안내하는 보행 안내 로봇을 횡단보도 양단에 배치하여 보행 신호 마다 서로 교차하면서 지속적인 보행 안내가 가능한 보행 안내 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 구동 알고리즘을 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 구동 알고리즘을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇은 로봇을 전방위로 구동시키는 구동부(10)와, 상기 구동부(10)로 전원을 공급하며, 외부의 전원으로 충전가능한 배터리를 내장하는 전원공급부(20)와, 외부의 위험요소에 대한 영상을 획득하는 영상획득부(30)와, 상기 외부의 위험요소의 유무에 따라 소정의 영상을 외부로 표시하는 표시부(40)와, 보행자에게 보행 가능 여부 및 상기 외부의 위험요소의 유무를 음성으로 안내하는 음성안내부(50)와, 상기 영상획득부(30)로부터 획득한 영상을 바탕으로 상기 보행 가능 여부를 판단하여 상기 구동부(10)를 소정의 방향으로 구동시키고, 상기 표시부(40) 및 음성안내부(50)를 제어하는 연산제어부(60)를 포함한다.

구동부(10)는 로봇의 이동 메커니즘을 제어 및 결정한다. 로봇의 이동 메커니즘은 로봇의 전진, 후진, 좌회전 및 우회전 등의 이동을 위한 메커니즘이다. 이러한 이동 메커니즘은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 예를 들어 좌측 및 우측에 각각 1개 이상의 바퀴를 사용하여 2차원 평면상을 자유롭게 이동할 수 있도록 구현될 수 있다. 이러한 로봇의 이동은 좌측 바퀴를 구동시키는 좌 구동부와 우측 바퀴를 구동시키는 우 구동부를 적절히 제어함으로써 이루어지며, 각 구동부는 적어도 1개의 모터를 가질 수 있다.

구동부(10)는 바퀴 형태 외에도 캐터필러 형태 또는 직립 보행을 구현하기 위한 복수의 다리체로 구성될 수 있다.

구동부(10)가 복수의 다리체로 구성되어 직립보행 하는 구성은 휴머노이드 로봇에 적용되는 기술로서, 인간의 보행 형태 및 밸런스와 유사한 형태로 보행하기 때문에, 보행자 근방의 차량 운전자가 인지하기 용이하며 향상된 외관을 제공하는 장점이 있으나, 로봇의 구동을 구현하기 위한 비용을 고려할 때 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 구동부(10)가 캐터필러 형태로 구현될 경우, 안정성 및 험지에서의 이동성은 뛰어난 장점이 있으나, 소음이 크고 후술하는 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 안내 로봇에 착석부(미도시)가 구비되어 몸이 불편한 사람이 탑승하도록 하는 구조의 로봇일 경우 승차감이 떨어진다는 단점이 있다.

구동부(10)가 복수의 바퀴의 조립체 형태로 구현될 경우, 로봇을 전진시킬 경우에는 좌 구동부와 우 구동부를 모두 순방향으로 동작시킬 수 있다. 여기서, '순방향'이란 로봇이 앞쪽으로 이동하도록 좌측 바퀴 및 우측 바퀴가 회전하는 방향을 말한다. 반대로, 로봇을 후진시킬 경우에는 좌 구동부와 우 구동부를 모두 역방향으로 동작시킬 수 있다. 마찬가지로, '역방향'이란 상기 순방향의 반대 방향으로서, 로봇이 뒤쪽으로 이동하도록 좌측 바퀴 및 우측 바퀴가 회전하는 방향을 말한다.

본 실시예에 따른 보행 안내 로봇의 방향전환 또는 회전은 좌 구동부 또는 우 구동부 중 하나만을 동작시키므로써 이루어질 수 있다. 즉, 로봇이 전방으로 좌회전할 경우에는 좌 구동부는 정지하고 우 구동부만 순방향으로 동작시킬 수 있다. 반대로, 로봇이 전방으로 우회전할 경우에는 우 구동부는 정지하고 좌 구동부만 순방향으로 동작할 수 있다. 그리고, 로봇이 후방으로 좌회전할 경우에는 우 구동부는 정지하고 좌 구동부만 역방향으로 동작하며, 로봇이 후방으로 우회전할 경우에는 좌 구동부는 정지하고 우 구동부만 역방향으로 동작할 수 있다. 이러한 방식으로 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇은 구동부(10)에 의해 노상과 같은 2차원 평면, 특히 횡단보도를 자유롭게 왕복 이동할 수 있다.

구동부(10)를 구성하는 모터 조립체에는 제한이 없으며, 연산제어부(60)에 의해 제어가 용이하고 방향전환이 신속한 BLDC (Brushless DC) 모터 또는 서보 모터 등이 사용될 수 있다.

구동부(10)는 연산제어부(60)에 의해 제어되며, 미리 입력된 보행자의 보행 평균 속도 예를 들어 4㎞/h로 구동될 수 있으며, 동행하는 보행자의 보행 속도를 실시간을 판단하여 구동 속도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 평균 속도로 보행하는 중 영상획득부(30)를 통해 보행자가 영상에서 뒤로 쳐지거나 앞으로 빨리 보행하는 경우, 연산제어부(60)는 구동부(10)의 속도를 높여서 보행자와 동행할 수 있도록 구동 속도를 조절할 수 있다.

전원공급부(20)는 상기 구동부(10)가 구동하기 위한 전력을 공급한다. 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)은 소정의 지역을 반복해서 왕복하도록, 연산제어부(60)에 의해 구동부(10)가 제어될 수 있다. 이러한 경우, 소정의 지역 내에서 지속적인 전원 공급을 위해 전원공급부(20)는 외부 전원 공급 장치와 유선으로 연결되는 구조일 수 있다.

또한, 전원공급부(20)는 외부의 전원 공급 장치로부터 충전 가능한 휴대형태의 배터리를 내장할 수 있다. 상기와 같이 전원공급부(20)가 유선을 통해 전원을 공급받는 형태인 경우, 전원공급선에 의해 보행자가 걸려 넘어지거나 누전 내지 감전의 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇이 보다 안전하게 보행 안내를 할 수 있도록, 전원공급부(20)는 로봇에 내장된 배터리 형태일 수 있다.

전원공급부(20)가 배터리 형태일 경우, 상기 전원공급부(20)에는 선택적으로 외부에 노출되는 충전단자를 구비할 수 있다. 구동부(10)에 의해 로봇이 반복적으로 왕복운동을 하게 되면, 배터리의 잔류 전력이 낮아지기 때문에 지속적인 보행 안내를 위해 용이하게 충전할 수 있는 충전단자를 구비하여, 보행 안내 사이의 대기 상태에서 배터리를 충전할 수 있다.

예를 들어, 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)이 횡단보도를 반복 횡단하면서 보행을 안내할 경우, 상기 전원공급부(20)의 배터리는 횡단보도의 신호등(L)의 전원장치에 구비된 충전부에 의해, 보행 대기 상태(적색 신호등 상태) 시간 동안 충전을 수행할 수 있다. 구체적으로 보행 안내 로봇(100)이 신호등(L)의 일부에 구비된 충전부로 이동하여, 충전단자를 상기 충전부에 접촉시킴으로써 충전을 수행할 수 있다.

영상획득부(30)는 보행자가 보행할 도로 상의 영상정보를 획득한다. 보행자가 안전하게 보행할 수 있도록 보행영역으로 접근하는 위험요소 예를 들어, 돌진하는 차량 등에 대한 영상정보를 획득하여 이를 연산제어부(60)로 전송한다. 이와 같은 영상정보를 획득하기 위해, 영상획득부(30)는 공지의 촬상 소자 또는 촬영 모듈, 예를 들어 CCD 소자 등이 사용될 수 있다. 영상획득부(30)는 연산제어부(60)로부터 방향 전환 신호를 수신하여, 방향이 전환되어 전후방 또는 좌우 측면의 영상 정보를 획득할 수 있다.

영상획득부(30)에 의해 획득된 영상은 연산제어부(60)로 전송되고, 연산제어부(60)에서 획득한 영상을 분석하여, 보행자에게 위해를 가할 수 있는 위험요소가 있는지를 판단한다.

예를 들어, 횡단보도를 보행하는 보행자를 안내하는 로봇의 경우, 위험요소는 보행 신호임에도 횡단보도로 진입하는 차량 등이 포함될 수 있다. 연산제어부(60)는 이와 같은 차량을 인식할 경우, 후술하는 표시부(40) 및/또는 음성안내부(50)를 제어하여 위험요소를 보행자에게 알린다.

특히, 주의가 산만하거나 판단능력이 성숙하지 못한 유아나 어린이, 거동이 불편한 노약자나 장애인 등은 갑작스러운 차량의 돌진 등에 미리 대처할 능력이 부족하기 때문에, 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)이 이를 미리 감지하고 보행자에게 음성 또는 화면으로 위험을 알림으로써, 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

구체적인 차량의 판단 방법으로는, 야간의 경우 예를 들어 한 쌍의 헤드램프에서 발생하는 파장대의 불빛이 영상 정보에 포착되면 이를 차량으로 인식하고, 시간 추이에 따라 횡단보도로부터 소정의 거리 안으로 진입하게 되면, 횡단을 중지하고 보행자에게 신호를 보내어 보행을 멈추도록 할 수 있다. 반면, 주간의 경우에는 차량의 외형을 토대로 차량의 주행 여부 및 진입 여부를 결정할 수 있다.

또한, 보행신호가 바뀐 직후에는 보행 안내 로봇(100)은 주행하는 차량의 측면의 영상 정보를 얻을 수 있기 때문에, 전방 영상에서 소정의 크기 이상의 물체 즉, 차량이 횡단보도를 가로질러 주행하고 있는지를 판단할 수 있다.

보행 안내 로봇(100)이 횡단보도를 반복하여 횡단하는 경우, 횡단보도의 보행 신호 점멸 여부도 상기 영상획득부(30)에 의해 획득한 영상을 분석하여 판단할 수 있다. 획득한 영상을 통해 전방의 신호등에 녹색등이 점등된 경우, 이를 보행 신호로 인식하여 보행 안내를 시작할 수 있다.

표시부(40)는 소정의 영상을 외부로 표시한다. 표시부(40)는 사전에 제작된 교통 안전 홍보 영상을 표시할 수 있도록, 액정 표시 장치(LCD) 또는 유기 발광 표시 장치(OLED) 등으로 구성될 수 있다. 반면, 표시부(40)가 보행자에게 위험요소의 알림 기능 만을 수행할 경우, 발광 다이오드, 경고등으로 구성될 수도 있다.

영상획득부(30)로부터 획득한 영상을 통해 보행경로 내에 위험요소가 존재하는 경우, 예를 들어 차량이 횡단보도로 진입하는 경우, 연산제어부(60)는 이를 감지하여 표시부(40)에 위험요소의 존재를 표시하고 보행자의 주의를 환기시킨다. 예를 들어, 표시부(40)가 경고등인 경우, 적색 경고등을 발광하여 위험요소에 대비할 수 있도록 보행자의 주의를 환기시킬 수 있다.

보행 안내 로봇(100)이 보행 대기 중인 상태 예를 들어, 횡단보도에서 적색 신호등 점등 상태인 경우, 차량 운전자와 보행자의 안전사고에 대한 경각심을 일깨일 수 있도록 교통 안전 홍보 영상을 표시할 수 있다.

음성안내부(50)는 보행자에게 보행 가능 여부 및 외부의 위험요소의 유무를 음성으로 안내하여 보행자가 눈으로 미처 확인하지 못하더라도 안전사고를 방지할 수 있도록 한다.

보행자가 보행 중 표시부(40)를 확인하는 것은 어렵기 때문에, 특별한 주의를 기울이지 않아도 인식할 수 있는 음성 안내를 통해 위험요소의 접근을 알리는 것이 바람직하다.

특히, 보행자가 시각장애인인 경우, 보행 안내 로봇에 의지하여 안전하게 횡단보도를 횡단할 수 있도록, 보행자가 보행 목적 지점에 도착할 때까지 음성 안내를 지속할 수 있다. 예를 들어, 인접한 모든 차량이 정지한 안전한 상태인 경우, 보행을 계속 유지해도 좋다는 취지의 음성을 안내할 수 있다.

연산제어부(60)는 앞에서 설명한 바와 같이, 영상획득부(30)로부터 획득한 영상을 바탕으로 보행 가능 여부를 판단하여 구동부(10)를 소정의 방향으로 구동시키고, 표시부(40) 및 음성안내부(50)를 제어할 수 있다.

뿐만 아니라, 전원공급부(20)의 전원 공급 상황을 모니터하여, 소정의 전압 강하가 발생할 경우 전원 충전이 필요하다고 인식하여, 외부 전원 공급 장치와 전원공급부(20)의 충전단자를 연결하여 충전 과정을 진행할 수도 있다. 또한, 영상획득부(30)에 의해 획득한 영상을 분석하고, 현재 상황에 맞는 영상 및 음성을 제공할 수 있다.

연산제어부(60)는 보행 안내 로봇(100)이 소정의 지역을 반복해서 왕복하도록 구동부(10)를 제어할 수 있으며, 구체적으로 연산제어부(60)는 보행 안내 로봇(100)이 노상에 형성된 횡단보도 지역을 반복해서 왕복하도록 구동부(10)를 제어할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)은 보행자가 보행 안내 로봇(100)과 밀착하여 동행할 수 있도록, 보행자가 파지 가능한 돌출된 형태의 가이드부(70)를 더 포함할 수 있다. 보행자가 손으로 가이드부(70)를 파지하여 보행 안내 로봇(100)과 밀착하여 목적 위치까지 보행할 수 있다. 특히, 시각장애인이나 거동이 불편한 사람이 보행 안내 로봇(100)에 충분히 의지할 수 있도록 하면서, 보행자를 지지하여 용이한 보행이 되도록 할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)은 거동이 불편한 보행자가 탑승할 수 있는 안착부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 보행자는 안착부에 착석하여 원하는 위치까지 이동할 수 있다. 예를 들어 횡단보도를 횡단할 때, 보행자의 보행 속도가 느린 노약자가 안착부에 착석하면, 안전하게 보행 신호 시간 내에 횡단보도를 횡단할 수 있다.

이어서, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)의 보행 안내 프로세스에 대해 설명한다. 도 3은 횡단보도를 예로 들어 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 모든 보행 가능 지역에 제한 없이 적용될 수 있다.

먼저, 보행 안내 로봇(100)은 영상획득부(30)를 전방으로 향하게 하여, 횡단보도의 신호등을 감지한다(S110). 신호등의 불빛이 적색인지 녹색인지를 인지하여, 적색인 경우 보행 금지 신호로 인식하고 녹색인 경우 보행 가능 신호로 인식한다. 적색 또는 녹색의 고유한 파장 범위에 속하는지를 기초로, 신호등의 불빛을 판단할 수 있다. 녹색등이 점등될 때까지 대기하다가, 보행신호 즉 녹색등이 점등되면 현재를 보행 가능한 상황으로 판단한다(S120).

보행 가능한 상황으로 판단되면, 횡단보도를 횡단하기 전에 미리 좌우에 인접하는 차량이 존재하는지를 판단한다(S130). 횡단보도에 녹색등이 점등된 후에도 차량이 횡단보도를 질주하는 경우 발생할 수 있으므로, 미리 인접차량의 존재를 파악한다.

좌우 인접 차량이 존재하는 경우, 차량이 모두 정지할 때까지 대기함과 동시에 보행자에게 영상 및 음성으로 안내를 수행한다(S140). 영상획득부(30)를 통해 전방 횡단보도 상에 차량이 존재하지 않고 이동하는 차량이 없는 경우 이를 안전한 상태로 인식하고, 보행자에게 보행을 해도 좋다는 영상 및 음성을 안내하고, 차량 운전자에게 보행 시간 동안 정지할 것을 안내한다.

주어진 보행 시간 내에 보행할 수 있도록, 보행자와 동행하여 횡단보도를 횡단함과 동시에 좌우 보행지 주변의 상태를 파악하여 위험요소가 있는지를 판단하고 이를 기초로 보행자에게 보행 지속 여부에 대한 영상 및 음성 안내를 수행한다(S150). 즉, 보행 신호가 점등된 상태임에도 갑작스럽게 횡단보도에 진입하는 차량이 존재하는 경우에는 이를 보행자에게 알려서 보행자가 이를 대처할 수 있도록 한다.

본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)이 보행자와 보행할 수 있도록 가이드부(70) 또는 안착부를 구비할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.

보행을 지속하여 반대편 인도에 도착하게 되면, 보행이 종료된 것으로 인식하고 반대편 횡단보도에서 대기함과 동시에, 차량 운전자에게는 보행자가 모두 횡단을 완료했음을 알리고, 보행자에게도 횡단을 안전하게 완료했음을 알릴 수 있다(S160). 또한, 현재 횡단보도에서 다음 보행 신호를 대기하면서, 현재 보행 가능 상태가 아니기 때문에 횡단을 원하는 보행자들은 대기할 것을 영상 및 음성으로 알릴 수 있다.

이때, 표시부(40)에는 앞서 설명한 바와 같이 교통 안전 홍보 영상과 같은 영상물을 표시하여 기본 안전 수칙 등에 대한 정보를 전달할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.

이어서, 신호 대기 시간동안 배터리의 잔량이 소정 이하인지를 판단하여(S170), 배터리의 잔량이 소정 이하여서 충전이 필요한 경우, 전원공급부(20)의 충전단자를 통해 배터리를 충전하게 된다.

전원공급부(20)를 통해 배터리를 충전하는 방식은 앞서 설명한 바와 같이 지속적인 전원 공급이 이루어지는 신호등에 외부 충전부를 구비하고, 상기 외부 충전부와 충전단자를 연결하여 충전을 수행할 수도 있으며, 별도의 외부 전원 공급 장치를 통해 충전을 수행할 수도 있다.

이와 같은 과정을 통해, 보행신호를 대기하다가 보행신호가 점등되면, 앞선 과정을 반복하게 된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)은, 보행자가 목적지점까지 안전하게 보행할 수 있도록 안내하는 보행 안내 기능을 제공할 수 있기 때문에, 시간 또는 장소의 제약 없이 지속적이고 안전한 보행 안내가 가능하다.

이어서, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템은 신호등(L)이 배치된 횡단보도와, 서로 대향하도록 상기 횡단보도의 양 단에 한 쌍으로 배치되는 보행 안내 로봇(100)을 포함하되, 한 쌍의 보행 안내 로봇(100)은 상기 횡단보도의 신호등(L)에 구비된 신호등이 보행신호로 변경될 때 상기 횡단보도를 횡단하는 차량의 유무를 파악한 후 보행자와 함께 상기 횡단보도를 횡단하여 서로 위치를 바꾼다.

도 4는 보행 금지 신호 즉, 적색등이 점등되었을 때의 본 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 도시한다. 보행 안내 로봇(100)은 복수의 보행자(P1, P2, P3)와 신호등(L)의 보행 신호를 대기한다.

도 5는 보행 가능 신호 즉, 녹색등이 점등되었을 때의 본 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 도시한다. 보행 안내 로봇(100)은 먼저, 보행 신호가 점등되면 좌우 차량의 존재 및 접근 여부를 기초로 보행 가능 시점인지를 판단하고, 안전한 보행이 가능하다고 판단할 경우 복수의 보행자(P1, P2, P3)와 함께 횡단보도를 횡단한다. 이때, 보행 안내 로봇(100)은 복수의 보행자(P1, P2, P3)에게 현재의 보행 상태에 대해 지속적인 안내를 수행할 수 있다.

도 6은 보행 가능 신호 즉, 녹색등이 점등되었음에도 차량이 횡단보도 상을 주행하는 위험 상황에서의 본 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 도시한다. 보행 안내 로봇(100)은 보행 신호가 점등된 후 좌우 차량의 존재 및 접근 여부를 확인하게 된다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 차량이 횡단보도를 무단으로 주행하는 경우, 이를 감지하여 영상 및 음성으로 보행자들에게 알리고 보행을 중단할 것을 지시한다.

도 7은 보행 가능 신호 즉, 녹색등이 점등되었을 때의 본 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 구성하는 한 쌍의 보행 안내 로봇(100a, 100b)이 구동되는 방법에 대해 설명한다. 횡단보도의 양 끝단에서 대기하던 한 쌍의 보행 안내 로봇(100)은 보행 신호가 점등되면, 복수의 보행자를 안내하면서 횡단보도를 횡단하게 된다. 이때, 횡단보도의 보행자는 도 7상으로 하행 방향의 보행자(P1, P2, P3)와 상행 방향의 보행자(P4, P5, P6)를 모두 포함하므로, 하행 방향의 보행자(P1, P2, P3)는 제1 보행 안내 로봇(100a)이 안내하고, 상행 방향의 보행자(P4, P5, P6)는 제2 보행 안내 로봇(100b)이 안내할 수 있다.

한 차례의 보행 신호가 종료되고 횡단이 완료되면, 제1 보행 안내 로봇은(100a)과 제2 보행 안내 로봇(100b)은 서로 반대측에 위치하게 된다. 다시 보행 신호가 점등되어 보행을 안내하게 되면, 제1 보행 안내 로봇(100a)이 반대로 상행 방향의 보행자를 안내하고, 제2 보행 안내 로봇(100b)이 하행 방향의 보행자를 안내하게 된다.

따라서, 상기 과정을 반복하여 한 쌍의 보행 안내 로봇(100a, 100b)이 지속적인 보행 안내를 수행할 수 있다.

본 실시예에 따른 보행 안내 시스템을 구성하는 보행 안내 로봇(100)은 횡단보도의 끝단에서 구동 대기중인 경우 신호등(L)의 전원장치로부터 충전될 수 있고, 또한 본 실시예에 따른 보행 안내 로봇(100)은 횡단보도의 끝단에서 구동 대기중인 경우 표시부(40)에 교통 안전 홍보 영상을 표시할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 내에서 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것인바, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정된 형태에 국한되는 것은 아니다.

10: 구동부 20: 전원공급부
30: 영상획득부 40: 표시부
50: 음성안내부 60: 연산제어부
100: 보행 안내 로봇

Claims (14)

1. 로봇을 전방위로 구동시키는 구동부;
   상기 구동부로 전원을 공급하며, 외부의 전원으로 충전가능한 배터리를 내장하는 전원공급부;
   외부의 위험요소에 대한 영상을 획득하는 영상획득부;
   상기 외부의 위험요소의 유무에 따라 소정의 영상을 외부로 표시하는 표시부;
   보행자에게 보행 가능 여부 및 상기 외부의 위험요소의 유무를 음성으로 안내하는 음성안내부;
   상기 영상획득부로부터 획득한 영상을 바탕으로 상기 보행 가능 여부를 판단하여 상기 구동부를 소정의 방향으로 구동시키고, 상기 표시부 및 음성안내부를 제어하는 연산제어부를 포함하는 보행 안내 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연산제어부는 로봇이 소정의 지역을 반복해서 왕복하도록 상기 구동부를 제어하는 보행 안내 로봇.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연산제어부는 로봇이 노상에 형성된 횡단보도 지역을 반복해서 왕복하도록 상기 구동부를 제어하는 보행 안내 로봇.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전원공급부의 배터리는 상기 횡단보도의 신호등의 전원장치로부터 충전되는 보행 안내 로봇.
5. 제3항에 있어서,
   상기 영상획득부가 획득한 전방의 영상을 기초로 상기 횡단보도의 신호등 변화를 감지하는 보행 안내 로봇.
6. 제1항에 있어서,
   상기 영상획득부가 획득하는 영상은 보행자에게 근접하는 차량의 정보를 포함하는 보행 안내 로봇.
7. 제1항에 있어서,
   상기 표시부는 로봇이 구동 대기중인 경우 교통 안전 홍보 영상을 표시하는 보행 안내 로봇.
8. 제1항에 있어서,
   상기 음성안내부는 보행자가 보행 목적 지점에 도착할 때까지 음성 안내를 지속하는 보행 안내 로봇.
9. 제1항에 있어서,
   보행자가 탑승할 수 있는 안착부를 더 포함하는 보행 안내 로봇.
10. 제1항에 있어서,
    보행자가 로봇과 보행을 동행할 수 있도록 보행자가 파지 가능한 돌출된 형태의 가이드부를 더 포함하는 보행 안내 로봇.
11. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 연산제어부에 의해 연산된 보행자의 보행 속도와 동일한 속도로 구동되는 보행 안내 로봇.
12. 신호등이 배치된 횡단보도;
    서로 대향하도록 상기 횡단보도의 양 단에 한 쌍으로 배치되는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 보행 안내 로봇을 포함하되,
    상기 한 쌍의 보행 안내 로봇은 상기 횡단보도의 신호등에 구비된 신호등이 보행신호로 변경될 때 상기 횡단보도를 횡단하는 차량의 유무를 파악한 후 보행자와 함께 상기 횡단보도를 횡단하여 서로 위치를 바꾸는 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 보행 안내 로봇은 상기 횡단보도의 끝단에서 구동 대기중인 경우 상기 신호등의 전원장치로부터 충전되는 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템.
14. 제12항에 있어서,
    상기 보행 안내 로봇은 상기 횡단보도의 끝단에서 구동 대기중인 경우 상기 표시부에 교통 안전 홍보 영상을 표시하는 보행 안내 로봇을 이용한 보행 안내 시스템.

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