KR20120113585A - Intelligent linetracing robot and method for driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라인트레이싱 로봇 및 상기 라인트레이싱 로봇의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교육용, 완구용 또는 대회용을 사용되는 라인트레이싱 로봇 및 상기 라인트레이싱 로봇의 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a line tracing robot and a method of driving the line tracing robot, and more particularly, to a line tracing robot and a method of driving the line tracing robot used for education, toys or competitions.
일반적으로, 대부분의 자동제어기기, 예컨대 미니 로봇, 산업 로봇 및 전자기기들은 모터를 구비하여 모터의 회전력을 통해 특정 동작을 수행하도록 구현되어 있다. In general, most automatic control devices, such as mini robots, industrial robots, and electronic devices, have a motor and are implemented to perform specific operations through the rotational force of the motor.
특히, 미니 로봇의 일종인 라인 트레이서는 기본적으로, 라인을 따라 이동하기 위한 로봇이다. 상기 라인 트레이서는 주행장에 적외선을 발신하고 반사되는 적외선의 광량을 측정하여 라인을 감지하며, 감지된 라인을 추적하도록 구동 장치를 제어함으로써 라인을 따라 주행한다. In particular, a line tracer, which is a kind of mini robot, is basically a robot for moving along a line. The line tracer transmits infrared rays to the driving range, detects lines by measuring the amount of reflected infrared light, and runs along the lines by controlling the driving device to track the detected lines.
구체적으로, 구동 장치의 작동에 대해 살펴 보면, 기 맵핑(mapping)된 흑색 (또는 백색) 라인이 그어져 있으며 이선을 따라 라인 트레이서가 이동하게 되는 바, 적외선 센서를 이용하여 선에서 반사되는 적외선의 차이를 감지하여 감지신호를 보내면 컨트롤러가 이를 분석한 후 모터의 구동 신호를 모터로 보내게 된다. Specifically, referring to the operation of the driving device, a mapped black (or white) line is drawn and the line tracer is moved along this line, and the difference between the infrared rays reflected from the line by using an infrared sensor. After detecting and sending the detection signal, the controller analyzes it and sends the driving signal of the motor to the motor.
이러한 종래의 라인 트레이서는 기 맵핑(mapping)된 흑색 (또는 백색) 라인을 따라서만 이동할 수 있었으며, 라인이 있는 지역을 벗어나거나 예측할 수 없는 장애물들이 있는 경우 이를 회피하여 원래의 목표지점에 도착하는 등의 동작을 수행할 수 없었다. Such a conventional line tracer could only move along a premapped black (or white) line, and escape from the area where the line is located or if there are unpredictable obstacles to reach the original target point. Could not perform the operation of.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 라인이 없는 지역에서도 장애물을 회피하여 이동할 수 있는 라인트레이싱 로봇을 제공하는 것이다. The technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a line tracing robot that can move to avoid obstacles even in an area without a line.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 라인트레이싱 로봇의 구동 방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method of driving the line tracing robot.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시 예에 의한 라인트레이싱 로봇은 제1 센서부, 제2 센서부, 제1 구동부 및 제어부를 포함한다. 상기 제1 센서부는 로봇의 하면에 배치되고, 바닥의 라인을 감지하는 제1 신호를 생성한다. 상기 제2 센서부는 상기 로봇의 전방에 배치되고, 전방의 장애물을 감지하는 제2 신호를 생성한다. 상기 제1 구동부는 바퀴를 구동한다. 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 센서부들로 부터 제1 및 제2 신호들을 수신하여, 상기 제1 및 제2 신호들을 바탕으로 상기 제1 구동부의 동작을 제어한다. The line tracing robot according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a first sensor unit, a second sensor unit, a first driver, and a controller. The first sensor unit is disposed on a lower surface of the robot and generates a first signal for detecting a line on the floor. The second sensor unit is disposed in front of the robot and generates a second signal for detecting an obstacle in front of the robot. The first drive unit drives the wheel. The controller receives first and second signals from the first and second sensor units and controls the operation of the first driver based on the first and second signals.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제2 신호를 바탕으로 전방의 물체까지의 거리를 계산하고 이를 바탕으로 상기 물체를 회피하도록 상기 제1 구동부를 구동할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the controller may calculate the distance to an object in front of the second signal based on the second signal and drive the first driver to avoid the object based on the second signal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 센서부는 초음파 센서이며, 상기 로봇의 전방의 좌측, 중앙 및 우측에 형성될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the second sensor unit is an ultrasonic sensor, it may be formed on the left, center and right of the front of the robot.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 제1 신호를 바탕으로 바닥면에 형성된 라인을 검출하고 이를 바탕으로 상기 라인을 따라 이동하도록 상기 제1 구동부를 구동할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the controller may detect the line formed on the bottom surface based on the first signal and drive the first driver to move along the line based on the first signal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서부는 적외선 센서이며, 상기 로봇의 하면의 좌측, 중앙 및 우측에 형성될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the first sensor unit is an infrared sensor, it may be formed on the left side, the center and the right side of the lower surface of the robot.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 신호에 의한 동작과 상기 제2 신호에 의한 동작이 서로 상반되는 경우, 상기 제2 신호에 의한 동작을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the operation by the first signal and the operation by the second signal are opposite to each other, the operation by the second signal may be performed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 구동부는 스텝 모터일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first driving unit may be a step motor.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주어진 미션을 수행하는 미션 수행부 및 상기 미션 수행부를 구동하는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the apparatus may further include a mission performing unit performing a given mission and a second driving unit driving the mission performing unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 구동부는 서보 모터일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second driving unit may be a servo motor.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시 예에 의한 라인트레이싱 로봇의 구동방법은 동작 모드를 설정한다. 상기 로봇의 하면에 형성된 제1 센서부로부터 바닥의 라인 감지하는 제1 신호를 수신하고, 상기 로봇의 전면에 형성된 제2 센서부로부터 전방의 물체 감지하는 제2 신호를 수신한다. 상기 제1 및 제2 신호들을 바탕으로, 제어부로부터 제1 구동부에 제어 신호를 전송한다. 상기 동작 모드 및 상기 제어신호에 따라, 라인을 따라 이동하거나, 전방의 물체를 회피하는 동작을 수행한다.The driving method of the line tracing robot according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above sets an operation mode. Receives a first signal detecting a line on the floor from a first sensor unit formed on the lower surface of the robot, and receives a second signal sensing a front object from a second sensor unit formed on the front of the robot. The control signal is transmitted from the controller to the first driver based on the first and second signals. According to the operation mode and the control signal, an operation of moving along a line or avoiding an object in front is performed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동작 모드는 라인을 따라 이동하는 제1 모드 및 라인을 따라 이동하거나 전방의 물체를 회피하여 이동하는 제2 모드를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the operation mode may include a first mode moving along a line and a second mode moving along a line or avoiding an object in front of the line.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 구동부에 제어 신호들을 전송하는 단계는 상기 제2 센서부로부터 수신된 신호를 바탕으로 전방의 물체까지의 거리를 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the transmitting of the control signals to the first and second drivers may calculate the distance to the object in front of the signal based on the signal received from the second sensor unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 신호에 의한 동작과 상기 제2 신호에 의한 동작이 상반되는 경우, 상기 제2 신호에 의한 동작을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the operation by the first signal and the operation by the second signal are in conflict, the operation by the second signal may be performed.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 라인트레이싱 로봇의 바닥면 또는 전후좌우의 네 면에 부착된 적외선 또는 초음파 센서를 이용하여 바닥에 형성된 라인 및 상기 라인트레이싱 로봇의 전방에 위치한 장애물을 감지하고 이를 회피할 수 있다. 또한, 무선 수신부를 통해 사용자가 상기 라인트레이싱 로봇의 동작을 제어할 수 있다.According to the present invention as described above, by using an infrared or ultrasonic sensor attached to the bottom surface of the line tracing robot or four sides of the front, rear, left and right, the line formed on the floor and the obstacle located in front of the line tracing robot and avoids it can do. In addition, a user may control the operation of the line tracing robot through a wireless receiver.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 라인트레이싱 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 라인트레이싱 로봇의 블록도이다.
도 3은 도 1의 라인트레이싱 로봇의 구동방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 1의 제1 및 제2 구동부들의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 제3 구동부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a perspective view of a line tracing robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the line tracing robot of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method of driving the line tracing robot of FIG. 1.
4 is a flowchart illustrating a method of driving the first and second drivers of FIG. 1.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of driving a third driver of FIG. 1.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 라인트레이싱(line tracing) 로봇의 정면도이다. 도 2는 도 1의 라인트레이싱 로봇의 블록도이다.1 is a front view of a line tracing robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the line tracing robot of FIG. 1.
도 1 및도 2를 참조하면, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 제1 및 제2 센서부들(11, 12), 제1, 제2 및 제3 구동부들(21, 22, 23), 제1 및 제2 바퀴들(31, 32), 미션 수행부(40), 전원부(51), 전원 차단부(52), 무선 수신부(60) 및제어부(70)를 포함한다.1 and 2, the
상기 제1 및 제2 센서부들(11, 12)은 바닥에 기 맵핑(mapping)된 라인 및 전방의 장애물을 감지한다. 상기 제1 센서부(11)는 적외선 센서 일 수 있으며, 상기 제2 센서부(12)는 초음파 센서일 수 있다. The first and
상기 제1 센서부(11)는 광을 조사하는 발광부와 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 발광부는 포토 다이오드로 구성하고 수광부는 포토 트랜지스터로 구성할 수 있다. 상기 제1 센서부(11)의 발광부가 적외선을 발광하고, 상기 수광부가 되돌아오는 빛을 감지하여, 바닥의 라인을 감지할 수 있다. 상기 수광부의 신호들의 레벨 차이를 바탕으로 상기 제1 센서부(11)는 흑색과 백색을 감지한다. 상기 제1 센서부(11)는 상기 감지한 값을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부(70)로 출력할 수 있다. The
상기 제1 센서부(11)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 하면 또는 전후 좌우의 네 면에 형성될 수 있으며, 하나의 면에 복수의 제1 센서부들(11)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센서부들(11)은 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 하면의 좌측, 중앙 및 우측에 일렬로 배열될 수 있다. 흑색 라인이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 중앙에 위치하게 되면 상기 중앙에 배열된 제1 센서부(11)는 상대적으로 낮은 레벨의 신호를 수신하게 되고 상기 좌측 및 우측에 배열된 제1 센서부들(11)은 상대적으로 높은 레벨의 신호를 수신하게 된다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 직진해야 함을 판단할 수 있다. 또한, 상기 흑색 라인이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 좌측에 위치하게 되면 상기 좌측에 배열된 제1 센서부(11)는 상대적으로 낮은 레벨의 신호를 수신하게 되고 상기 중앙 및 우측에 배열된 제1 센서부들(11)은 상대적으로 높은 레벨의 신호를 수신하게 된다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 좌측으로 회전 해야 함을 판단할 수 있다.The
상기 제2 센서부(11)는 초음파를 발생시키는 송파기 및 반사된 초음파를 수신하는 수파기를 포함할 수 있다. 상기 송파기에서 방출된 초음파는 대부분의 물체에서 반사되므로, 상기 반사된 초음파를 수파기를 이용하여 검출한다. 이때, 초음파가 수파기로 돌아오는 시간을 계산하여 장애물의 존재 여부 및 장애물이 존재하는 경우 상기 라인트레이싱 로봇(10)과 장애물 사이의 거리를 계산할 수 있다. 상기 제2 센서부(12)는 상기 감지한 값을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부(70)로 출력할 수 있다. The
상기 제2 센서부(12)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전후 좌우의 네 면에 형성될 수 있으며, 하나의 면에 복수의 제2 센서부들(12)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 센서부들(12)은 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전면의 좌측, 중앙 및 우측에 일렬로 배열될 수 있다. 상기 제2 센서부(12)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 상기 제1 센서부(11)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 장애물이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전면 중앙에 위치하게 되면 상기 중앙에 배열된 제2 센서부(12)의 초음파 수신 시간은 상기 좌측 및 우측에 배열된 제2 센서부들(12)의 초음파 수신 시간보다 단축된다. 따라서, 상기 라인 트레이싱 로봇(10)은 전방에 장애물이 있음을 판단할 수 있다. 또한, 상기 장애물이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 좌측에 위치하게 되면 상기 좌측에 배열된 제2 센서부(12)의 초음파 수신 시간은 상기 중앙 및 우측에 배열된 제2 센서부들(12)의 초음파 수신 시간보다 단축된다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 장애물을 피해 우측으로 회전 해야 함을 판단할 수 있다. The
상기 제1 및 2 구동부들(21, 22)은 상기 제1 및 제2 바퀴들(31, 32)에 연결되어 상기 제1 및 제2 바퀴들(31, 32)을 구동시킨다. 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)은 상기 제어부(70)로부터 구동 신호를 전달받아 회전한다. 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)이 회전함에 따라, 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)의 축에 연결된 상기 제1 및 제2 바퀴들(31, 32)도 회전할 수 있다. 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)은 스텝(step) 모터 일 수 있다. 상기 제1 및 2 구동부들(21, 22)이 스텝 모터인 경우, 상기 제어부(70)로부터 수신한 펄스 신호수에 비례한 만큼만 축이 회전하므로 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 이동을 정확하게 제어할 수 있다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 이동을 펄스 단위로 제어함에 따라 바퀴의 회전 각도를 미세하게 제어 가능하며, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 장애물이 있는 경우 상기 제1 및 제2 구동부들(21,22)의 구동을 쉽게 정지시킬 수 있으므로 회피 동작을 수행하기 용이하다.The first and
상기 제1 및 제2 바퀴들(31, 32)은 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)에 각각 연결되어 독립적으로 구동한다. 예를 들어, 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 왼쪽으로 회전해야 하는 경우, 오른쪽에 위치한 바퀴만 구동되어 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 왼쪽으로 회전하게 한다. The first and
상기 제3 구동부(23)는 상기 미션 수행부(40)에 연결된다. 상기 제3 구동부(23)는 상기 제어부(70)로부터 구동 신호를 전달받아 구동한다. 상기 제3 구동부(23)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 이동 도중 수행해야 하는 미션을 수행할 때, 구동되어 상기 미션 수행부(40)를 동작하게 한다. 상기 제3 구동부(23)는 서보(servo) 모터 일 수 있다. 상기 제3 구동부(23)가 서보 모터인 경우, 상기 제어부(70)로부터 동작 명령을 포함하는 신호를 수신하며, 상기 수신한 신호의 펄스 주기에 따라 정지 및 회전 동작을 수행한다. 상기 제3 구동부(23)는 출력라인을 복수로 장착할 수 있어, 상기 미션 수행부(40)가 다양한 동작을 수행하도록 구동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 구동부(23)는 16채널의 입출력 라인을 포함하도록 구성할 수 있다. The
상기 미션 수행부(40)는 상기 제3 구동부(23)에 연결되어 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 미션을 수행할 수 있게 한다. 예를 들어 상기 미션 수행부(40)는 로봇 암(arm)과 같이 형성되어, 상기 제3 구동부(23)의 제어에 따라 물체 및 장애물을 들어올리는 동작을 수행할 수 있다. The
상기 전원부(51)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)에 전원을 공급한다. 도시되지는 않았지만, 상기 전원부(51)는 상기 제1, 제2 및 제3 모터들(21, 22, 23) 및 상기 제어부(70)와 케이블로 연결된다. 상기 전원부(51)는 일반적인 건전지를 이용할 수 있다. The
상기 전원 차단부(52)는 상기 전원부(51)의 일측에 연결된다. 상기 전원 차단부(52)는 온도 감지 소자를 포함할 수 있다. 상기 전원 차단부(52)는 회로상에 과전류가 흐르게 되면 상기 온도 감지 소자의 온도가 상승하게 되고, 상기 온도 감지 소자의 온도가 특정 온도 이상 올라가게 되면 상기 전원부(51)의 전원 입력을 차단한다. 전원은 미리 설정된 일정 시간 동안 차단되게 형성될 수 있다. The power cutoff unit 52 is connected to one side of the
상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 무선 수신부(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 무선 수신부(60)를 통해 사용자가 외부에서 조종할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 수신부(60)는 블루투스 통신을 이용할 수 있다. 상기 무선 수신부(60)를 통해 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 구동 및 상기 미션 수행부(40)의 동작을 제어할 수 있다.The
상기 제어부(70)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 동작을 전체적으로 제어한다. 상기 제어부(70)는 바닥에 기 맵핑(mapping)된 라인 및 전방의 장애물을 감지하여 상기 제1 및 제2 바퀴들(31, 32)을 회전시키는 제1 및 제2 모터들(21, 22)에 모터 회전 제어 신호를 출력한다. The
구체적으로, 상기 제어부(70)에는 제1 및 제2 센서부들(11, 12)에서 각각 출력되는 제1 및 제2 신호가 입력된다. 상기 제1 신호는 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 이동하는 바닥에 형성된 라인을 감지한 신호이며, 상기 제2 신호는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 위치하는 장애물을 감지하는 신호일 수 있다. In detail, the
상기 라인트레이싱 로봇(10)이 흑색 라인을 따라 이동하는 동작을 수행하는 경우, 상기 흑색 라인이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방 중앙에 있는 경우 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방의 중앙에 위치하는 제1 센서부(11)는 상대적으로 낮은 레벨의 신호를 출력하게 되고, 이를 상기 제어부(70)로 전송한다. 상기 제어부(70)는 상기 제1 센서부(11)가 출력하는 신호를 바탕으로, 상기 제어부(70)는 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 전진할 수 있도록 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)을 구동하는 펄스를 출력한다. 상기 흑색 라인이 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 좌측에 있는 경우에는, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방 좌측에 배치된 상기 제1 센서부(11)는 상대적으로 낮은 레벨의 신호를 출력하게 되고, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방의 중앙에 배치된 상기 제1 센서부(11)는 상대적으로 높은 레벨의 신호를 출력하게 된다. 상기 제어부(70)는 상기 제1 센서부(11)가 전송하는 신호를 바탕으로 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 좌측으로 회전할 수 있도록 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 우측에 위치한 모터만 구동하도록 펄스를 출력한다. 이러한 동작을 반복하면서 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 라인을 따라 이동하게 된다. When the
상기 라인트레이싱 로봇(10)이 라인이 없는 영역을 이동하는 동작을 수행하는 경우, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 장애물을 피해 목적지까지 도착해야 한다. 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 제2 센서부(12)가 전송하는 신호들을 수신하여 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 장애물의 존재 여부를 판단한다. 초음파 센서인 상기 제2 센서부(12)에서 전송되는 신호를 바탕으로 상기 제어부(70)는 장애물과 상기 라인트레이싱 로봇(10)과의 거리를 계산할 수 있다. 상기 제어부(70)는 상기 계산 결과를 이용하여 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)을 구동하여 상기 라인트레이싱 로봇(10)을 이동시킨다. 또한, 상기 제2 센서부(12)에서 전송되는 신호를 바탕으로 미션 수행을 위해 상기 제3 구동부(23)의 구동을 제어할 수 있다. When the
만약 상기 제1 센서부(11)에서 전송되는 신호와 상기 제2 센서부(12)에서 전송되는 신호가 서로 충돌되면, 상기 제어부(70)는 상기 제2 센서부(12) 전송 신호를 우선으로 하여 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센서부(11)의 전송 신호는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 흑색 라인이 있음을 알리지만, 상기 제2 센서부(12)의 전송 신호는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 장애물이 있음을 알리는 경우에는 상기 제어부(70)는 상기 제2 센서부(12)의 전송신호에 따라 장애물을 회피하기 위해 좌측 또는 우측으로 회전하도록 제어하는 것이 바람직하다. If the signal transmitted from the
도 1에 도시된 라인트레이싱 로봇(10)의 구성은 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 수행해야 하는 동작 및 구성요소들의 배치에 따라 달라질 수 있으며, 도 1에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니다. The configuration of the
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 바닥면 또는 전후좌우의 네 면에 부착된 적외선 또는 초음파 센서를 이용하여 바닥에 형성된 라인 및 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 위치한 장애물을 감지하고 이를 회피할 수 있다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 라인 트레이싱 동작 또는 상기 라인 트레이싱 동작 및 장애물 회피 동작을 수행할 수 있게 된다. 또한, 무선 수신부를 통해 사용자가 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a line formed at the bottom of the
도 3은 도 1의 라인트레이싱 로봇(10)의 구동방법을 나타내는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of driving the
도 3을 참조하면, 사용자는 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 구동 모드를 설정한다(단계 S110). 상기 구동 모드는 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 라인 트레이싱만 수행하는 제1 모드 및 라인 트레이싱 및 장애물 회피를 모두 수행하는 제2 모드를 포함하다. Referring to FIG. 3, the user sets the driving mode of the line tracing robot 10 (step S110). The driving mode includes a first mode in which the
상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 구동모드를 판단한다(단계 S120). The
상기 구동모드가 제1 모드인 경우, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 상기 제어부(70)는 상기 제1 및 제2 센서부들(11,12)로부터 감지 신호들을 수신한다(단계 S130). 상기 감지 신호들은 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 이동하는 영역의 바닥에 형성된 흑색 또는 백색의 라인을 감지하는 신호이며, 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 라인 트레이싱 도중 수행해야 하는 동작들을 수행하기 위한 감지 신호일 수 있다. When the driving mode is the first mode, the
상기 제어부(70)는 상기 제1 및 제2 센서부들(11, 12)로부터 수신된 감지신호들을 바탕으로 상기 제1, 제2 및 제3 모터들(21, 23, 23)의 구동을 제어한다(단계 S140). 상기 제1 센서부(11)로부터 수신된 감지 신호를 이용하여 바닥면의 흑색 또는 백색 라인의 위치를 검출하고, 상기 제2 센서부(12)로부터 수신된 감지 신호를 이용하여 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 수행해야 하는 동작의 수행에 필요한 정보를 검출한다. 예를 들어, 상기 동작 수행에 필요한 정보는 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 이동시켜야 하는 물체의 위치 또는 상기 물체와 라인트레이싱 로봇(10) 사이의 거리일 수 있다. The
도 4는 도 1의 제1 및 제2 구동부들의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)이 스텝 모터인 경우를 예로 들어 설명한다.4 is a flowchart illustrating a method of driving the first and second drivers of FIG. 1. 4 illustrates an example in which the first and
도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)은 상기 제어부(70)로부터 수신된 명령에 따라 구동된다. 상기 제어부(70)로부터 펄스 신호를 통해 회전 각도 및 회전 속도에 관한 명령을 수신한다(단계 S210). 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)은 수신된 명령에 따라 펄스 수를 이용하여 회전 각도 및 회전 속도를 카운트 한다(단계 S220 및 S230). 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)은 상기 카운트 된 값을 구동 시작시 상기 제어부(70)로부터 수신한 명령과 비교하여 결과가 동일하면 카운트를 완료한다(단계 S240 및 S250). 이와 함께, 상기 제1 및 제2 구동부들(21, 22)의 회전 동작도 완료된다(단계 S260). Referring to FIG. 4, the first and
도 5는 도 1의 제3 구동부의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5는 상기 제3 구동부(23)가 서보 모터인 경우를 예로 들어 설명한다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of driving a third driver of FIG. 1. 5 illustrates an example in which the
도 5를 참조하면, 상기 제3 구동부(23)는상기 제어부(70)로부터 수신된 명령에 따라 구동된다. 상기 제어부(70)로부터 회전 각도, 회전 속도 및 수행 동작에 관한 명령을 수신한다(단계 S310). 상기 제3 구동부(23)는 상기 제어부(70)로부터 수신된 수행 동작에 관한 명령을 해석한다(단계 S310). 이 때, 상기 수행 동작의 해석이 완료되지 않으면, 해석 가능한 수행 동작 명령이 수신될 때까지, 수행 동작 명령 수신을 반복한다. 상기 수행 동작의 해석이 완료되면, 상기 제3 구동부(23)는 상기 명령에 따라 동작을 설정한다(단계 S330). 예를 들어, 상기 수행 동작은 상기 미션 수행부(40)를 특정 각도로 이동시키는 동작일 수 있다. 상기 동작 설정이 완료 되면 상기 제3 구동부(23)는 회전하게 되고, 회전이 종료되면 상기 제3 구동부(23)의 구동이 완료된다(단계 S340).Referring to FIG. 5, the
다시 도 3을 참조하면, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 제1, 제2 및 제3 구동부들(21, 23, 23)의 구동을 통해 바닥면의 라인을 따라 이동하고, 이동 도중 수행해야 하는 동작들을 수행한다(단계 S150).Referring back to FIG. 3, the
상기 구동모드가 제2 모드인 경우, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 상기 제어부(70)는 상기 제1 및 제2 센서부들(11,12)로부터 감지 신호들을 수신한다(단계 S160). 상기 감지 신호들은 상기 제1 모드에서의 감지신호들과 동일한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 제2 모드에서는 라인이 형성되지 않은 영역에서 장애물을 회피하며 이동하는 동작도 수행할 수 있어야 하므로, 상기 감지 신호들은 상기 제2 센서부(12)로부터 상기 라인트레이싱 로봇(10)과 전방 물체 사이의 거리에 관한 정보를 포함할 수 있다.When the driving mode is the second mode, the
상기 제어부(70)는 상기 제1 및 제2 센서부들(11, 12)로부터 수신된 감지신호들을 바탕으로 상기 제1, 제2 및 제3 구동부들(21, 23, 23)의 구동을 제어한다(단계 S170). 상기 제1, 제2 및 제3 구동부들(21, 23, 23)의 구동은 상기 제1 모드와 동일한 구동을 포함할 수 있다. 이와 함께, 제2 모드에서는 라인이 형성되지 않은 영역에서 장애물을 회피하며 이동하는 동작도 수행할 수 있어야 하므로, 상기 라인트레이싱 로봇(10)과 장애물 사이의 거리를 계산하여, 장애물이 상기 라인트레이싱 로봇(10)과 가까운 경우에는 상기 라인트레이싱 로봇(10)을 좌측 또는 우측으로 이동시킨다. 예를 들어, 상기 제어부(70)는 상기 제1 구동부(21) 또는 상기 제2 구동부(22) 중 하나만 구동하여 상기 라인트레이싱 로봇(10)이 특정 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 또는 상기 제어부(70)는 상기 제3 구동부(23)를 구동하여 상기 미션 수행부(40)가 상기 장애물을 제거하는 동작을 수행하도록 구동할 수 있다. The
다시 도 3을 참조하면, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 상기 제1, 제2 및 제3 구동부들(21, 23, 23)의 구동을 통해 바닥면의 라인을 따라 이동하고, 이동 도중 수행해야 하는 동작들을 수행하며, 라인이 그려지지 않은 영역에서도 장애물을 회피하며 이동한다(단계 S180).Referring back to FIG. 3, the
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 바닥면 또는 전후좌우의 네 면에 부착된 적외선 또는 초음파 센서를 이용하여 바닥에 형성된 라인 및 상기 라인트레이싱 로봇(10)의 전방에 위치한 장애물을 감지하고 이를 회피할 수 있다. 따라서, 상기 라인트레이싱 로봇(10)은 라인 트레이싱 동작 또는 상기 라인 트레이싱 동작 및 장애물 회피 동작을 수행할 수 있게 된다. According to an embodiment of the present invention, a line formed at the bottom of the
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 발명의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
본 발명은 라인 트레이서 동작뿐만 아니라, 라인 트레이서 동작을 수행하면서 장애물 회피 동작을 함께 수행할 수 있는 라인트레이싱 로봇에 관한 발명이다. 본 발명에 따르면, 상기 라인트레이싱 로봇의 바닥면 또는 전후좌우의 네 면에 부착된 적외선 또는 초음파 센서를 이용하여 바닥에 형성된 라인 및 상기 라인트레이싱 로봇의 전방에 위치한 장애물을 감지하고 이를 회피할 수있다. 또한, 무선 수신부를 통해 사용자가 상기 라인트레이싱 로봇의 동작을 제어할 수 있다.The present invention relates to a line tracing robot capable of performing an obstacle avoidance operation as well as a line tracer operation. According to the present invention, an infrared or ultrasonic sensor attached to the bottom surface of the line tracing robot or four sides of front, rear, left and right can detect and avoid the line formed on the bottom and the obstacle located in front of the line tracing robot. . In addition, a user may control the operation of the line tracing robot through a wireless receiver.
Claims (14)
상기 로봇의 전방에 배치되고, 전방의 장애물을 감지하는 제2 신호를 생성하는 제2 센서부;
바퀴를 구동하는 제1 구동부; 및
상기 제1 및 제2 센서부들로부터 제1 및 제2 신호들을 수신하여, 상기 제1 및 제2 신호들을 바탕으로 상기 제1 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 라인트레이싱 로봇. A first sensor unit disposed on a bottom surface of the robot and configured to generate a first signal detecting a line on the floor;
A second sensor unit disposed in front of the robot and generating a second signal for detecting an obstacle in front of the robot;
A first driver for driving wheels; And
And a controller configured to receive first and second signals from the first and second sensor units and to control an operation of the first driver based on the first and second signals.
상기 미션 수행부를 구동하는 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 트레이싱 로봇.The system of claim 1, further comprising: a mission performer configured to perform a given mission; And
And a second driving unit for driving the mission performing unit.
로봇의 하면에 형성된 제1 센서부로부터 바닥의 라인 감지하는 제1 신호를 수신하는 단계;
상기 로봇의 전면에 형성된 제2 센서부로부터 전방의 물체 감지하는 제2 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 및 제2 신호들을 바탕으로, 제어부로부터 제1 구동부에 제어 신호를 전송하는 단계; 및
상기 동작 모드 및 상기 제어신호에 따라, 라인을 따라 이동하거나, 전방의 물체를 회피하는 동작을 수행하는 단계를 포함하는 라인트레이싱 로봇의 구동 방법.Setting an operating mode;
Receiving a first signal for detecting a line of the floor from the first sensor unit formed on the lower surface of the robot;
Receiving a second signal for detecting an object in front of a second sensor unit formed on the front of the robot;
Transmitting a control signal from a controller to a first driver based on the first and second signals; And
And moving along a line or avoiding an object in front of the line according to the operation mode and the control signal.
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KR1020110031362A KR20120113585A (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Intelligent linetracing robot and method for driving the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN106965189A (en) * | 2017-05-27 | 2017-07-21 | 西安工业大学 | A kind of robot obstacle-avoiding controller |
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KR20220072291A (en) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 주식회사 삼미정공 | AGV with Lifting Device |
-
2011
- 2011-04-05 KR KR1020110031362A patent/KR20120113585A/en not_active Application Discontinuation
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