KR20120090387A - Guard and surveillance robot system and method for travelling of mobile robot - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A mobile robot running method in a guard and surveillance robot system is provided to perform a self-localization function and an obstacle detection function at the same time. CONSTITUTION: A guard and surveillance robot system comprises a plurality of first and second robots. The first robots move in a monitoring area along a pre-determined traveling route. The first robots generate information on obstacles, and avoid the obstacles if the obstacles are detected. The second robots receive the information on the obstacles, and follow the traveling route of the first robots.

Description

감시 경계 로봇 시스템 및 경계 로봇 시스템에서 이동 로봇의 주행 방법{Guard and surveillance robot system and method for travelling of mobile robot}Guard and surveillance robot system and method for traveling of mobile robot}

본 발명은 감시 경계 로봇 시스템 및 경계 로봇 시스템에서 이동 로봇의 주행 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a monitoring boundary robot system and a traveling method of a mobile robot in the boundary robot system.

로봇이란 사람의 모습을 한 인형 내부에 기계장치를 조립해 넣고, 손발과 그 밖의 부분을 본래의 사람과 마찬가지로 동작하는 자동인형을 말한다. 그러나 최근에는 사람의 모습 여부를 떠나서 자율적으로 어떠한 임무를 수행하는 자동 장치를 통칭하게 되었다. 특히 이동 로봇의 경우 극한 환경 또는 위험 지역에서 사람을 대신하여 작업을 수행할 수 있기 때문에 많은 각광을 받고 있다. A robot is an automatic doll that assembles a mechanism inside a doll shaped like a person, and moves its hands and feet and other parts just like the original person. In recent years, however, it has become the collective name for an automatic device that performs a task autonomously, regardless of its appearance. Mobile robots, in particular, are receiving a lot of attention because they can perform tasks on behalf of people in extreme environments or hazardous areas.

이동 로봇을 이용한 감시 경계 시스템을 운용할 경우, 로봇의 경로 상에 장애물 혹은 예상치 못한 환경의 변화를 감지하기 위하여 이동 로봇에 센서를 설치한다. 이 센서는 정확한 장애물 검출을 위하여 고가이고, 하나의 이동 로봇은 다수개의 센서를 이용한다. When operating a surveillance boundary system using a mobile robot, sensors are installed in the mobile robot to detect obstacles or unexpected changes in the environment of the robot. This sensor is expensive for accurate obstacle detection, and one mobile robot uses a plurality of sensors.

종래에는 다수개의 이동 로봇을 이용한 감시 경계 시스템을 운용할 경우, 동일한 센서를 구비한 동일한 이동 로봇을 다수개 이용하였다. 이 경우 센서가 고가인 관계로 전체 시스템의 가격이 상승하는 문제가 있다. Conventionally, when operating a surveillance boundary system using a plurality of mobile robots, a plurality of the same mobile robot having the same sensor was used. In this case, there is a problem that the price of the entire system increases because the sensor is expensive.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비용 절감 및 효율적인 감시가 가능한 감시 경계 로봇 시스템을 제공한다. The present invention is to solve the above problems, and provides a surveillance boundary robot system capable of cost reduction and efficient monitoring.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다수의 이동 로봇을 포함하는 감시 경계 로봇 시스템은, 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하고, 상기 주행 경로 상에서 장애물이 검출되면 장애물 검출 정보를 생성하고, 상기 장애물을 회피하며 주행하는 다수의 제1로봇; 및 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하는 중 상기 장애물 검출 정보를 수신하고, 상기 장애물 검출 정보를 기초로 상기 제1로봇의 주행 경로를 추종하는 다수의 제2로봇;을 포함할 수 있다. The surveillance boundary robot system including a plurality of mobile robots according to an exemplary embodiment of the present invention may drive a surveillance area along a predetermined travel path, and generate obstacle detection information when an obstacle is detected on the travel path. A plurality of first robots traveling while avoiding obstacles; And a plurality of second robots receiving the obstacle detection information while driving the monitoring area along a predetermined driving path and following the driving path of the first robot based on the obstacle detection information.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다수의 이동 로봇을 포함하는 감시 경계 로봇 시스템에서 이동 로봇의 주행 방법은, 일정 간격으로 정렬된 다수의 제1로봇 및 다수의 제2로봇이 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하는 단계; 상기 제1로봇이 주행 경로 상의 장애물을 검출하면 장애물 검출 정보를 생성하여 상기 제2로봇으로 전송하고, 상기 장애물을 회피하며 주행하는 단계; 및 상기 제2로봇이 상기 장애물 검출 정보를 수신하고, 상기 장애물 검출 정보를 기초로 상기 제1로봇의 주행 경로를 추종하며 주행하는 단계;를 포함할 수 있다. In a surveillance boundary robot system including a plurality of mobile robots according to an exemplary embodiment of the present invention, a traveling method of a mobile robot includes a plurality of first robots and a plurality of second robots arranged at predetermined intervals. Traveling along the surveillance area; Generating an obstacle detection information and transmitting the obstacle detection information to the second robot when the first robot detects an obstacle on a driving path, and avoids the obstacle; And receiving, by the second robot, the obstacle detection information and following the driving path of the first robot based on the obstacle detection information.

본 발명은 감시 경계 시스템에서 운영되고 있는 다수의 로봇들의 기능을 일부 분담시킴으로써, 비용을 절감할 수 있고, 효율적인 감시 경계 시스템의 운용이 가능하다. The present invention can reduce the cost and efficiently operate the surveillance boundary system by partially sharing the functions of a plurality of robots operating in the surveillance boundary system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템에서 로봇의 주행 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템의 로봇 주행 방법을 설명하는 흐름도이다.
1 is a view schematically showing a surveillance boundary robot system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a driving method of the robot in the surveillance boundary robot system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a first robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a second robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a robot driving method of the monitoring boundary robot system according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a surveillance boundary robot system according to an embodiment of the present invention.

감시 경계 시스템은 국경선, 국가기반시설 및 공장. 플랜트 등의 특정 장소에 고정식 또는 이동식으로 설치되어 영상을 입력받아 사람 또는 이동 물체를 지속적으로 감시 또는 추적하는 시스템이다. 감시 경계 로봇 시스템은 다수의 로봇이 일정 간격으로 일정한 구역을 이동하면서 특정한 임무를 수행하는 시스템이다. Surveillance boundary systems include borders, national infrastructure and factories. It is a system that is installed fixedly or mobilely at a specific place such as a plant and continuously monitors or tracks people or moving objects by receiving images. Surveillance boundary robot system is a system in which a plurality of robots move a certain area at regular intervals to perform a specific task.

다수개의 이동 로봇을 이용하여 일정한 구역을 감시정찰 할 경우, 급격한 지형지물의 변화 및 장애물의 출현은 극히 제한된다. 또한 감시경계의 대상이 되는 국경선, 사회기반시설, 공항/항만의 경우, 사람 및 차량의 출입이 제한되므로 이동로봇의 경우 빈번한 장애물의 검지가 필요하지 않다. 그리고, 지형/지물의 변화에 대한 검지는 감시정찰을 위한 주기보다 길어도 문제가 없다. 또한 이런 지역의 경우, 포장도로 및 준포장도로인 경우가 대부분으로 지형지물의 변화가 상대적으로 적다.When monitoring and refining a certain area by using a plurality of mobile robots, sudden changes of features and the appearance of obstacles are extremely limited. In addition, in the case of borders, infrastructure, airports / ports, which are subject to surveillance boundary, the access of people and vehicles is restricted, so mobile robots do not need frequent obstacle detection. And, the detection of the change of terrain / feature is no problem even longer than the period for surveillance and reconnaissance. In addition, in these areas, pavement and semi-paved roads are relatively small, and feature changes are relatively small.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다수개의 이동 로봇을 사용하는 감시 경계 시스템은, 일부 로봇은 자기위치 인식 기능과 장애물 검출 기능을 동시에 갖게 하여 장애물을 검출하도록 하고, 나머지 로봇은 장애물 검출 기능을 생략하고 자기위치 인식 기능만 갖고, 장애물 검출 기능을 보유한 로봇이 지나간 궤적만을 정확하게 추종하도록 한다. 따라서, 일부의 이동 로봇에는 고가의 센서를 사용하는 장애물 검출 기능을 생략할 수 있어 비용을 절감할 수 있고, 효율적인 감시 경계 시스템의 운용이 가능하다. Therefore, in the surveillance boundary system using a plurality of mobile robots according to an embodiment of the present invention, some robots have a magnetic position recognition function and an obstacle detection function at the same time to detect obstacles, and the remaining robots omit the obstacle detection function. Only the magnetic position recognition function, and the robot with the obstacle detection function to accurately follow the trajectory passed by. Therefore, some mobile robots can omit the obstacle detection function using an expensive sensor, thereby reducing the cost, and enabling the operation of an efficient surveillance boundary system.

도 1을 참조하면, 본 발명의 감시 경계 로봇 시스템은 중앙서버(10)와 다수의 로봇(20)을 포함한다. 중앙서버(10)와 다수의 로봇(20) 사이, 다수의 로봇(10)들 사이에는 유무선 통신이 가능하다. Referring to FIG. 1, the surveillance boundary robot system of the present invention includes a central server 10 and a plurality of robots 20. Wired and wireless communication is possible between the central server 10 and the plurality of robots 20 and between the plurality of robots 10.

중앙서버(10)는 로봇(20)으로부터 감시 지역의 영상을 수신하여 모니터링하고, 로봇(20)으로 기동 명령, 주행 명령 등 제어 명령을 전송한다. The central server 10 receives and monitors an image of the monitoring area from the robot 20, and transmits a control command such as a start command and a travel command to the robot 20.

로봇(20)은 일정한 구역을 이동하면서 특정한 임무를 수행하는 이동형 로봇으로, 하나 이상의 로봇(20)이 감시 지역을 정해진 주행 경로를 따라 일정 간격으로 이동하면서 감시 지역을 감시 정찰한다. The robot 20 is a mobile robot that performs a specific task while moving a certain area, and one or more robots 20 monitor and scout the monitoring area while moving the monitoring area at regular intervals along a predetermined driving route.

로봇(20)은 중앙서버(10)로부터 기동 명령을 수신하면 초기화 작업을 수행한 후 정해진 주행 경로를 주행하면서 영상 촬영을 시작한다. 로봇(20)은 중앙서버(10)로부터 주행 명령을 수신하면 주행 명령을 기초로 주행 경로를 조정하고, 조정된 주행 경로를 주행한다. 로봇(20)은 하나 이상의 시나리오에 따라 주행할 수 있다. When the robot 20 receives a start command from the central server 10, the robot 20 performs an initialization operation and starts capturing an image while driving a predetermined driving path. When the robot 20 receives the travel command from the central server 10, the robot 20 adjusts the travel path based on the travel command and travels on the adjusted travel path. The robot 20 may travel according to one or more scenarios.

로봇(20)은 감시 지역의 영상을 촬영하여 중앙서버(10)로 전송한다. 로봇(20)은 총기 등의 무장 장치를 포함하여 필요한 경우 감지된 침입 표적에 대하여 발포가 가능할 수 있다. The robot 20 photographs an image of the surveillance area and transmits the image to the central server 10. The robot 20 may be capable of firing against a detected intrusion target if necessary, including an armed device such as a firearm.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템에서 로봇의 주행 방법을 설명하는 도면이다. 2 is a view for explaining a driving method of the robot in the surveillance boundary robot system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 감시 경계 로봇 시스템에서 제1로봇(A; A1, A2)과 제2로봇(B; B1, B2, B3, B4)은 감시 지역을 정해진 주행 경로를 따라 일정 간격으로 이동하면서 감시 지역을 감시 정찰한다. Referring to FIG. 2, in the surveillance boundary robot system according to the present invention, the first robots A; A1 and A2 and the second robots B; B1, B2, B3, and B4 may be spaced apart along a driving route defined by the monitoring area. Surveillance and scouting of the surveillance area while moving.

여기서, 제1로봇(A)은 전체 정렬 로봇 대열에서 선두 및 일정 간격마다 위치하고, 하나 이상의 제2로봇(B)은 두 개의 제1로봇(A) 사이에 배치된다. 예를 들어, 두 개의 제2로봇(B1, B2)은 두 개의 제1로봇(A1, A2) 사이에 배치될 수 있다. Here, the first robot (A) is located at the head and every predetermined interval in the entire alignment robot line, one or more second robot (B) is disposed between the two first robot (A). For example, two second robots B1 and B2 may be disposed between two first robots A1 and A2.

제1로봇(A)은 자기위치 인식 기능 및 장애물 검출 기능을 갖는다. 제1로봇(A)은 자기위치를 인식하며, 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 감시한다. 그리고, 제1로봇(A)은 주행 경로 상에 장애물이 존재하는지를 판단하고, 장애물이 검출되면 장애물을 회피하기 위해 주행 경로를 일시적으로 변경하고, 다시 정해진 주행 경로를 따라 주행한다. 여기서, 장애물은 감시 지역 내에 고정되어 있는 임의의 물체일 수 있다. 제1로봇(A)은 장애물이 검출되면 장애물 검출 정보를 생성하고, 뒤따라 주행하는 제2로봇(B)으로 장애물 검출 정보를 전송한다. 장애물 검출 정보는 장애물의 위치 및 변경된 임시 주행 경로를 포함한다. The first robot A has a magnetic position recognition function and an obstacle detection function. The first robot A recognizes its own position and monitors the monitoring area along a predetermined driving route. In addition, the first robot A determines whether an obstacle exists on the driving path, and when the obstacle is detected, temporarily changes the driving path to avoid the obstacle, and travels along the determined driving path again. Here, the obstacle may be any object fixed in the surveillance area. When the obstacle A is detected, the first robot A generates obstacle detection information and transmits the obstacle detection information to the second robot B that follows. The obstacle detection information includes the position of the obstacle and the changed temporary driving route.

제1로봇(A)은 장애물 검출 정보를 브로드캐스팅하여 주행 경로 상의 모든 로봇들이 장애물 검출 정보를 수신할 수 있도록 하거나, 바로 뒤따르는 제2로봇(B)에게만 장애물 검출 정보를 전송하거나, 다음 제1로봇(A)과의 사이에 존재하는 하나 이상의 제2로봇(B)에게만 장애물 검출 정보를 전송할 수 있다. The first robot A broadcasts the obstacle detection information so that all the robots on the driving path can receive the obstacle detection information, or transmits the obstacle detection information only to the second robot B immediately following, or the first first. Obstacle detection information may be transmitted only to at least one second robot B existing between the robot A and the robot A. FIG.

제2로봇(B)은 자기위치 인식 기능을 갖고, 앞에서 주행하는 제1로봇(A)의 주행 경로를 추종한다. 제2로봇(B)은 자기위치를 인식하며, 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 감시한다. 그리고, 제2로봇(B)은 앞에서 주행하는 제1로봇(A)으로부터 장애물 검출 정보를 수신하고, 장애물 검출 정보를 기초로 제1로봇(A)이 일시적으로 변경한 임시 주행 경로로 주행하여 장애물을 회피한다. The second robot B has a magnetic position recognition function, and follows the traveling path of the first robot A traveling in front of the second robot B. FIG. The second robot B recognizes its own position and monitors the monitoring area along a predetermined driving route. Then, the second robot B receives the obstacle detection information from the first robot A traveling in front of the vehicle, and travels on a temporary driving path temporarily changed by the first robot A based on the obstacle detection information to prevent the obstacle. Avoid.

제2로봇(B)은 뒤따르는 제2로봇(B)에게 수신한 장애물 검출 정보를 전송할 수 있다. The second robot B may transmit the obstacle detection information received to the second robot B that follows.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a first robot according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제1로봇(A)은 주행부(310), 카메라(320), 제어부(330), 저장부(380), 및 통신부(390)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the first robot A includes a driving unit 310, a camera 320, a control unit 330, a storage unit 380, and a communication unit 390.

주행부(310)는 제1로봇(A)의 동력을 제공하는 부분으로, 전후좌우의 이동이 가능하도록 하는 바퀴, 방향 제어 장치, 구동 모터 등으로 구성될 수 있다. The driving unit 310 is a part that provides power of the first robot A, and may include a wheel, a direction control device, a driving motor, and the like, which allow the front, rear, left, and right movements.

카메라(320)는 피사체로부터 반사되는 빛을 검출하고 이를 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 카메라(320)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 등의 이미지 센서와, 이미지 센서로 빛을 전달하는 렌즈 등으로 구성될 수 있으며, 제1로봇(A)이 이동하면서 카메라(320)를 통해 주변의 영상을 획득하는 것이 가능하다.The camera 320 detects light reflected from the subject and converts the light into a digital signal. For example, the camera 320 may include an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), a lens for transmitting light to the image sensor, and the like. While moving, it is possible to acquire the surrounding image through the camera 320.

카메라(320)는 좌우 회전 및 상하 회전 기능에 의하여 주행 경로 주변을 촬영할 수 있고, 줌 기능에 의하여 특정 영역에 대한 영상을 확대하여, 더욱 자세히 관찰할 수 있다. The camera 320 may photograph the driving path around by the left and right rotation and the up and down rotation function, and magnify an image of a specific area by the zoom function and observe more in detail.

제어부(330)는 제1로봇(A)의 전반적인 동작을 제어하고, 영상 처리부(340), 위치 추정부(350), 장애물 검출부(360), 구동 제어부(370)를 포함한다. The controller 330 controls the overall operation of the first robot A, and includes an image processor 340, a position estimator 350, an obstacle detector 360, and a driving controller 370.

영상 처리부(340)는 카메라(320)가 획득한 영상을 처리하고, 영상으로부터 주변 정보를 추출한다. The image processor 340 processes the image acquired by the camera 320 and extracts surrounding information from the image.

위치 추정부(350)는 영상 처리부(340)에서 출력된 영상을 이용하여 자신의 위치를 추정한다. 위치 추정부(350)의 정보 처리 과정은 여러 가지 알고리즘이 사용될 수 있는데, 대표적으로 동시적 위치 추적 및 지도 작성(simultaneous localization and mapping, SLAM) 기법이 사용될 수 있다. SLAM이란 제1로봇(A)이 상대 위치 값과 주변 환경을 이용하여 자신의 공간상 절대 위치를 예측하는 방법을 말한다.The position estimator 350 estimates its position using the image output from the image processor 340. Various algorithms may be used for the information processing process of the location estimator 350, and a representative simultaneous localization and mapping (SLAM) technique may be used. SLAM refers to a method in which the first robot A predicts its absolute position in space by using a relative position value and a surrounding environment.

장애물 검출부(360)는 주행 경로를 따라 주행하는 중에 주행 방향의 일정 거리 내에 위치하는 장애물을 검출한다. 장애물 검출부(360)는 제1로봇(A)의 거리측정센서, 초음파 센서, 적외선 센서 등을 이용하여 전방에 장애물이 존재하는지 여부 및 장애물 위치를 판별할 수 있다. 장애물 검출 방법은 다양한 종래의 방법이 사용될 수 있다. The obstacle detecting unit 360 detects an obstacle located within a predetermined distance of the driving direction while traveling along the driving path. The obstacle detecting unit 360 may determine whether an obstacle exists in the front and an obstacle position by using a distance sensor, an ultrasonic sensor, an infrared sensor, or the like of the first robot A. FIG. As the obstacle detecting method, various conventional methods may be used.

구동 제어부(370)는 위치 추정 결과에 따라 주행 경로를 제1로봇(A)이 이동하는데 필요한 동작을 제어한다. 그리고, 구동 제어부(370)는 장애물 검출 결과에 따라 장애물에 따른 주행 방향을 제어하여 장애물과의 충돌을 방지한다. The driving controller 370 controls an operation required for the first robot A to move the driving route according to the position estimation result. In addition, the driving controller 370 controls the driving direction according to the obstacle according to the obstacle detection result to prevent the collision with the obstacle.

저장부(380)는 제1로봇(A)의 동작에 필요한 프로그램들을 저장한다. 저장부(380)는 주행 경로를 포함하는 감시 지역의 맵, 장애물 검출 정보 등을 저장한다. The storage unit 380 stores programs necessary for the operation of the first robot A. FIG. The storage unit 380 stores a map of the surveillance area including the driving route, obstacle detection information, and the like.

통신부(390)는 통신 모듈과 안테나로 구성되며, 제어부(330)와 접속되어 영상 처리부(340)의 영상과 장애물 검출부(360)의 장애물 검출 결과에 따라 생성된 장애물 검출 정보를 다른 로봇 및/또는 중앙서버로 전송한다. The communication unit 390 includes a communication module and an antenna. The communication unit 390 is connected to the control unit 330 to exchange obstacle detection information generated according to the image of the image processing unit 340 and the obstacle detection result of the obstacle detection unit 360. Send to central server.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2로봇의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a second robot according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제2로봇(B)은 주행부(410), 카메라(420), 제어부(430), 저장부(480), 및 통신부(490)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the second robot B includes a driving unit 410, a camera 420, a control unit 430, a storage unit 480, and a communication unit 490.

주행부(410)는 제2로봇(B)의 동력을 제공하는 부분으로, 전후좌우의 이동이 가능하도록 하는 바퀴, 방향 제어 장치, 구동 모터 등으로 구성될 수 있다. The driving unit 410 is a part that provides the power of the second robot B, and may be configured of a wheel, a direction control device, a driving motor, and the like, which enable movement of the front, rear, left and right.

카메라(420)는 피사체로부터 반사되는 빛을 검출하고 이를 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 카메라(420)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 등의 이미지 센서와, 이미지 센서로 빛을 전달하는 렌즈 등으로 구성될 수 있으며, 제2로봇(B)이 이동하면서 카메라(420)를 통해 주변의 영상을 획득하는 것이 가능하다.The camera 420 detects light reflected from the subject and converts the light into a digital signal. For example, the camera 420 may be configured of an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), a lens that transmits light to the image sensor, and the second robot B. While moving, it is possible to acquire the surrounding image through the camera 420.

카메라(420)는 좌우 회전 및 상하 회전 기능에 의하여 주행 경로 주변을 촬영할 수 있고, 줌 기능에 의하여 특정 영역에 대한 영상을 확대하여, 더욱 자세히 관찰할 수 있다. The camera 420 may photograph the driving path around by the left / right rotation and the up / down rotation function, and magnify an image of a specific area by the zoom function to observe more in detail.

제어부(430)는 제2로봇(B)의 전반적인 동작을 제어하고, 영상 처리부(440), 위치 추정부(450), 및 구동 제어부(460)를 포함한다. The controller 430 controls the overall operation of the second robot B, and includes an image processor 440, a position estimator 450, and a driving controller 460.

영상 처리부(440)는 카메라(420)가 획득한 영상을 처리하고, 영상으로부터 주변 정보를 추출한다. The image processor 440 processes an image acquired by the camera 420, and extracts surrounding information from the image.

위치 추정부(450)는 영상 처리부(440)에서 출력된 영상을 이용하여 자신의 위치를 추정한다. 위치 추정부(450)의 정보 처리 과정은 여러 가지 알고리즘이 사용될 수 있는데, 대표적으로 동시적 위치 추적 및 지도 작성(simultaneous localization and mapping, SLAM) 기법이 사용될 수 있다. SLAM이란 제2로봇(B)이 상대 위치 값과 주변 환경을 이용하여 자신의 공간상 절대 위치를 예측하는 방법을 말한다.The position estimator 450 estimates its position using the image output from the image processor 440. Various algorithms may be used for the information processing process of the location estimator 450, and a typical location localization and mapping (SLAM) technique may be used. SLAM refers to a method in which the second robot B predicts its absolute position in space by using a relative position value and a surrounding environment.

구동 제어부(460)는 위치 추정 결과에 따라 주행 경로를 제2로봇(B)이 이동하는데 필요한 동작을 제어한다. 그리고, 구동 제어부(460)는 제1로봇(A)이 전송한 장애물 검출 정보를 수신하고, 장애물 위치 및 장애물 회피를 위한 임시 주행 경로를 추출한다. 구동 제어부(460)는 장애물이 위치하는 영역에서 추출한 임시 주행 경로로 주행 방향을 제어하여 장애물과의 충돌을 방지한다. The driving controller 460 controls an operation required for the second robot B to move the driving route according to the position estimation result. In addition, the driving controller 460 receives obstacle detection information transmitted by the first robot A, and extracts a temporary driving path for obstacle location and obstacle avoidance. The driving controller 460 controls the driving direction by the temporary driving path extracted from the region where the obstacle is located to prevent collision with the obstacle.

저장부(470)는 제2로봇(B)의 동작에 필요한 프로그램들을 저장한다. 저장부(470)는 주행 경로를 포함하는 감시 지역의 맵, 장애물 검출 정보 등을 저장한다. The storage unit 470 stores programs necessary for the operation of the second robot B. FIG. The storage unit 470 stores a map of the surveillance area including the driving route, obstacle detection information, and the like.

통신부(480)는 통신 모듈과 안테나로 구성되며, 제어부(430)와 접속되어 영상 처리부(440)의 영상을 다른 로봇 및/또는 중앙서버로 전송한다. The communication unit 480 includes a communication module and an antenna, and is connected to the control unit 430 to transmit an image of the image processing unit 440 to another robot and / or a central server.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 경계 로봇 시스템의 로봇 주행 방법을 설명하는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a robot driving method of the monitoring boundary robot system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 감시 경계 로봇 시스템은 자기위치 인식 기능 및 장애물 검출 기능을 갖는 제1로봇과 자기위치 인식 기능만을 갖는 제2로봇이 일정 간격으로 정렬되어 감시 지역을 주행하며 감시 정찰한다. In the surveillance boundary robot system of the present embodiment, a first robot having a magnetic position recognition function and an obstacle detection function and a second robot having only the magnetic position recognition function are aligned at regular intervals to monitor and scout the surveillance area.

제1로봇은 전체 정렬 로봇 대열에서 선두 및 일정 간격마다 위치하고, 제2로봇은 제1로봇들 사이에 일정 간격으로 위치한다. The first robot is located at the head and at regular intervals in the entire alignment robot sequence, and the second robot is positioned at regular intervals between the first robots.

제1로봇과 제2로봇은 주행 경로를 따라 주행을 하면서 감시 지역을 감시 정찰한다(S510).The first robot and the second robot monitor and scrutinize the surveillance area while driving along the driving route (S510).

제1로봇은 주행 경로 상에서 장애물을 검출하면 장애물 검출 정보를 생성하여 제2로봇으로 전송하고, 장애물을 회피하며 주행한다(S530). 장애물은 상기 감시 지역 내에 고정된 물체이다. When the first robot detects an obstacle on the driving path, the first robot generates obstacle detection information, transmits the detected information to the second robot, and avoids the obstacle to travel (S530). The obstacle is an object fixed in the surveillance area.

제2로봇은 제1로봇으로부터 장애물 검출 정보를 수신하고, 장애물 검출 정보를 기초로 제1로봇의 주행 경로를 추종하며 주행한다(S550).The second robot receives obstacle detection information from the first robot, and runs while following the driving path of the first robot based on the obstacle detection information (S550).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (7)

다수의 이동 로봇을 포함하는 감시 경계 로봇 시스템에 있어서,
미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하고, 상기 주행 경로 상에서 장애물이 검출되면 장애물 검출 정보를 생성하고, 상기 장애물을 회피하며 주행하는 다수의 제1로봇; 및
미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하는 중 상기 장애물 검출 정보를 수신하고, 상기 장애물 검출 정보를 기초로 상기 제1로봇의 주행 경로를 추종하는 다수의 제2로봇;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
In the surveillance boundary robot system comprising a plurality of mobile robots,
A plurality of first robots driving along the surveillance area along a predetermined driving path, generating obstacle detection information when the obstacle is detected on the driving path, and avoiding the obstacle; And
And a plurality of second robots that receive the obstacle detection information while driving the monitoring area along a predetermined driving path and follow the driving path of the first robot based on the obstacle detection information. Surveillance boundary robot system.
제1항에 있어서, 상기 제1로봇은,
상기 장애물 검출 정보를 생성하는 장애물 검출부; 및
장애물이 검출되면, 상기 장애물을 회피하기 위한 임시 주행 경로로 주행 방향을 변경하는 구동 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
The method of claim 1, wherein the first robot,
An obstacle detection unit generating the obstacle detection information; And
And a driving controller for changing a driving direction to a temporary driving path for avoiding the obstacle when an obstacle is detected.
제1항에 있어서, 상기 제2로봇은,
상기 장애물 검출 정보로부터 상기 제1로봇의 임시 주행 경로를 검출하고, 상기 임시 주행 경로로 주행 방향을 변경하는 구동 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
The method of claim 1, wherein the second robot,
And a driving controller which detects the temporary driving path of the first robot from the obstacle detection information and changes the driving direction to the temporary driving path.
제1항에 있어서,
상기 장애물은 상기 감시 지역 내에 고정된 물체인 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
The method of claim 1,
And the obstacle is an object fixed in the surveillance zone.
제1항에 있어서,
상기 제1로봇 및 상기 제2로봇과 통신하며 상기 감시 지역을 모니터링하는 중앙서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
The method of claim 1,
And a central server communicating with the first robot and the second robot and monitoring the surveillance area.
제1항에 있어서,
상기 제1로봇과 상기 제2로봇이 일정 간격으로 정렬되어 상기 감시 지역을 주행하며, 상기 제1로봇이 선두에 위치하는 것을 특징으로 하는 감시 경계 로봇 시스템.
The method of claim 1,
And the first robot and the second robot are arranged at regular intervals to travel the monitoring area, and the first robot is at the head.
다수의 이동 로봇을 포함하는 감시 경계 로봇 시스템에서 상기 이동 로봇의 주행 방법에 있어서,
일정 간격으로 정렬된 다수의 제1로봇 및 다수의 제2로봇이 미리 정해진 주행 경로를 따라 감시 지역을 주행하는 단계;
상기 제1로봇이 주행 경로 상의 장애물을 검출하면 장애물 검출 정보를 생성하여 상기 제2로봇으로 전송하고, 상기 장애물을 회피하며 주행하는 단계; 및
상기 제2로봇이 상기 장애물 검출 정보를 수신하고, 상기 장애물 검출 정보를 기초로 상기 제1로봇의 주행 경로를 추종하며 주행하는 단계;를 포함하는 감시 경계 로봇 시스템에서 이동 로봇의 주행 방법.
In the monitoring boundary robot system including a plurality of mobile robots, the traveling method of the mobile robot,
Driving a surveillance area along a predetermined travel route by a plurality of first robots and a plurality of second robots arranged at regular intervals;
Generating an obstacle detection information and transmitting the obstacle detection information to the second robot when the first robot detects an obstacle on a driving path, and avoids the obstacle; And
And receiving, by the second robot, the obstacle detection information, and driving while following the driving path of the first robot based on the obstacle detection information.
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