KR20130115725A - Plane coordinates measuring method using laser distant sensor and position sensor and apparatrus thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A plane coordinate measuring method using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor and an instrument thereof are provided to obtain gradient data and direction data from a first position measuring sensor module and a second position measuring sensor module and thus to move the running body to a desired position through the accurate calculation of plane coordinates. CONSTITUTION: A measurement instrument (20) comprises a main plate (210), a first position measuring sensor module (220), a sub-plate (230), a second position measuring sensor module (240), and a laser sensor module (260). The main plate is mounted on the running body in which a driving unit and a steering unit for operation are included. The first position measuring sensor module is placed on the main plate and measures direction data during rotation by locating a rotary shaft in a direction crossing the ground. The second position measuring sensor module is combined to and rotates together with the first position measuring sensor module, and a rotary shaft is located in a direction crossing the first position measuring sensor module to measure gradient data during rotation. The laser sensor module is connected to the rotary shaft of the second position measuring sensor module and irradiates a laser beam to measure distance data.

Description

레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법 및 그 장치 { Plane coordinates measuring method using laser distant sensor and position sensor and apparatrus thereof }Plane coordinates measuring method and apparatus using laser distance measuring sensor and position measuring sensor {Plane coordinates measuring method using laser distant sensor and position sensor and apparatrus

본 발명은 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a planar coordinate measuring method and apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor.

일반적으로 각종 산업 현장에서 물류의 이송 수단으로서 운송장치가 사용되고 있으며, 공장 자동화 등을 위하여 현장 상황에 맞는 다양한 구조를 가지는 운송장치가 채용되고 있다.In general, a transport device is used as a transport means of logistics in various industrial sites, and a transport device having various structures suitable for the site situation is adopted for factory automation.

이와 같은 운송장치는 통상 운전자가 탑승하지 않고 정해진 경로를 따라서 이동되면서 정해진 작업을 수행하는 무인운송장치와, 운전자가 탑승하여 조작에 의해 원하는 목표지점으로 이동하여 원하는 작업을 수행하는 유인운송장치로 분류될 수 있다.Such a transportation device is classified into an unmanned transportation device that normally performs a predetermined task while moving along a predetermined path without a driver, and a manned transportation device that performs a desired work by moving to a desired target point by a driver. Can be.

유인운송장치의 경우, 사용자가 탑승한 상태에서 조이스틱 또는 스티어링장치를 조작하여 원하는 경로로 이동할 수 있도록 구성된다. 따라서, 사용자의 조작이 익숙하지 못하거나 조작 중 부주의로 인하여 사고가 발생할 수 있는 위험이 있다.In the case of a manned transportation device, the user is configured to move to a desired path by operating a joystick or a steering device in a boarding state. Therefore, there is a risk that an accident may occur due to inadvertent operation or inadvertent operation of the user.

그리고, 운전자가 다른 작업을 진행하면서 이동하여야 하는 경우에는 사용자가 운전 작업과 기타 작업을 동시에 수행하게 되어야 하므로 운전 부주의에 의한 사고가 발생하거나 기타 작업을 원활하게 수행할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the driver needs to move while performing other tasks, the user must perform driving and other tasks at the same time, so there is a problem in that accidents due to careless driving or other tasks cannot be performed smoothly.

한편, 무인운송장치의 경우에는 대한민국 공개특허 제2007-0061079호에서와 같이 실내 공간에 배치된 점멸되는 인공 표식을 카메라로 촬영하고 좌표를 계산하여 주행을 제어하는 방법, 또는 대한민국 공개특허 제2010-0000162호에서와 같이 레이저를 실내에 배치된 리플렉터로 조사한 후 반사되는 정보를 토대로 좌표를 계산하는 방법이 개시되어 있다. On the other hand, in the case of the unmanned transportation device as described in the Republic of Korea Patent Publication No. 2007-0061079, a method of controlling the driving by photographing the flashing artificial marker disposed in the indoor space and calculating the coordinates, or the Republic of Korea A method of calculating coordinates based on information reflected after irradiating a laser with a reflector disposed indoors as in 0000162 is disclosed.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 상기에 개시된 방법과 같이 무인운송장치의 기술을 이용하여 자동 주행 가능한 유인운송장치를 설계할 수도 있다.In order to solve this problem, it is also possible to design a manned transportation device capable of automatic driving by using the technology of the unmanned transportation device as described above.

하지만, 이와 같은 구조의 경우 인공 표식 또는 리플렉터 등이 설치된 위치에 대하여서만 좌표를 산출할 수 있어 임의의 지점으로 신속하게 이동하기 어려운 문제점이 있으며, 정확한 위치를 설정하기 위한 조작 또한 용이하지 않은 문제점이 있다.However, in such a structure, the coordinates can be calculated only for the position where the artificial marker or the reflector is installed, so it is difficult to move quickly to an arbitrary point, and the operation for setting the exact position is not easy. have.

본 발명의 실시예는, 사용자가 레이저 센서 모듈을 목표물에 조준하는 간단한 조작만으로 제 1 위치측정 센서 모듈의 방향 데이터와 제 2 위치측정 센서 모듈의 기울기 데이터를 이용하여 목표지점까지 자동으로 주행될 수 있도록 평면 좌표값을 측정하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a user may automatically travel to a target point by using the direction data of the first position sensor module and the tilt data of the second position sensor module with a simple operation of aiming the laser sensor module at a target. It is an object of the present invention to provide a planar coordinate measuring method and apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor for measuring planar coordinate values.

본 실시예에 의한 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 장치는, 운행을 위한 구동장치 및 조향장치가 구비되는 주행체에 장착되는 메인플레이트; 상기 메인 플레이트에 장착되며, 지면과 교차되는 방향으로 회전축이 배치되어 회전시 방향 데이터를 측정할 수 있는 제 1 위치측정 센서 모듈; 상기 제 1 위치측정 센서 모듈의 회전축에 결합되어 함께 회전되며, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 교차되는 방향으로 회전축이 배치되어 회전시 기울기 데이터를 측정할 수 있는 제 2 위치측정 센서 모듈; 및 상기 제 2 위치측정 센서 모듈의 회전축과 연결되어 함께 회전되며, 레이저를 조사하여 거리 데이터를 측정하는 레이저 센서 모듈을 포함하여 구성되며, 상기 레이저 센서 모듈을 조작하여 목표점 상방의 실내 벽면으로 레이저를 조사하는 조작을 통해 획득한 상기 거리 데이터, 기울기 데이터 및 방향 데이터를 이용하여 목표점의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다. The planar coordinate measuring apparatus using the laser distance measuring sensor and the position measuring sensor according to the present embodiment includes a main plate mounted to a traveling body including a driving device and a steering device for driving; A first position sensor module mounted on the main plate, the rotation axis being disposed in a direction crossing the ground to measure direction data during rotation; A second position sensor module coupled to a rotation axis of the first position sensor module and rotated together, the rotation axis being disposed in a direction intersecting with the first position sensor module to measure tilt data during rotation; And a laser sensor module which is connected to the rotating shaft of the second position measuring sensor module and rotates together and irradiates a laser to measure distance data, and operates the laser sensor module to direct the laser to an indoor wall above a target point. The coordinates of the target point may be calculated by using the distance data, the slope data, and the direction data obtained through the operation of checking.

상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 제 2 위치측정 센서 모듈은 엡솔루트 엔코더, 가변저항 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The first position measuring sensor module and the second position measuring sensor module may be configured to include any one of an absolute encoder and a variable resistor.

상기 레이저 센서 모듈과 제 1 위치측정 센서 모듈 및 제 2 위치측정 센서 모듈의 측정 데이터들은 제어부에서 연산되어 평면 좌표값이 측정되며, 연산된 평면 좌표값에 따라 상기 구동장치 및 조향장치가 운전되는 것을 특징으로 한다.Measurement data of the laser sensor module, the first position sensor module, and the second position sensor module are calculated by the controller to measure a plane coordinate value, and the driving device and the steering device are operated according to the calculated plane coordinate value. It features.

그리고, 본 실시예에 의한 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법은, 레이저를 조사하여 거리를 측정할 수 있는 레이저 센서 모듈을 실내의 목표점 상방으로 레이저가 조사하여 거리 데이터를 측정할 수 있도록 상기 레이저 센서 모듈을 회전조작하는 단계; 상기 레이저 센서 모듈과 함께 회전되며, 상기 레이저 센서 모듈을 회전시키는 제 2 위치측정 센서 모듈에 의해 기울기 데이터를 측정하여 목표점까지의 직선거리를 구하는 단계; 상기 제 2 위치측정 센서 모듈의 회전축과 교차하게 배치되며, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈을 회전시키는 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 방향 데이터를 측정하여 평면 좌표상의 x축 거리와 y축 거리를 구하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the planar coordinate measuring method using the laser distance measuring sensor and the position measuring sensor according to the present embodiment, the laser sensor module capable of measuring the distance by irradiating the laser is irradiated above the target point in the room to measure the distance data. Rotating the laser sensor module to enable rotation; Obtaining a linear distance to a target point by measuring inclination data by a second position sensor module rotated together with the laser sensor module and rotating the laser sensor module; Arranged to intersect the rotation axis of the second position sensor module, the direction data is measured by the first position sensor module for rotating the second position sensor module to obtain the x-axis distance and y-axis distance on the plane coordinates It is characterized by consisting of steps.

상기 목표점까지의 직선거리는 상기 제 2 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 기울기 데이터 각도의 코사인 값에 상기 레이저 센서 모듈에 의해 측정된 거리 데이터의 곱인 것을 특징으로 한다.The linear distance to the target point is a product of distance data measured by the laser sensor module to a cosine value of the tilt data angle measured by the second position measuring sensor module.

상기 목표점의 x축 거리는 상기 직선거리와 상기 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 방향 데이터 각도의 코사인 값의 곱이며, 상기 목표점 y축 거리는 상기 직선거리와 상기 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 방향 데이터 각도의 사인 값의 곱인 것을 특징으로 한다.The x-axis distance of the target point is a product of the linear distance and the cosine value of the directional data angle measured by the first positioning sensor module, and the target point y-axis distance is measured by the linear positioning distance and the first positioning sensor module. It is characterized in that the product of the sine value of the direction data angle.

상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 제 2 위치측정 센서 모듈은 엡솔루트 엔코더, 가변저항 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The first position measuring sensor module and the second position measuring sensor module may be configured to include any one of an absolute encoder and a variable resistor.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법 및 그 장치에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the planar coordinate measuring method and apparatus using the laser distance measuring sensor and the position measuring sensor according to the embodiment of the present invention, the following effects can be expected.

본 실시예에 따르면, 작업자가 손으로 레이저 센서를 목표센서로 조준하는 간단한 작업만으로 제 1 위치측정 센서 모듈과 제 2 위치측정 센서 모듈에 의해 기울기와 방향 데이터를 획득할 수 있으며 이를 통해 정확한 평면좌표의 산출을 통해 주행체가 원하는 위치로 이동 가능하게 된다.According to the present embodiment, the operator can acquire the tilt and direction data by the first position sensor module and the second position sensor module by simply aiming the laser sensor with the target sensor by hand. Through the calculation of the vehicle can be moved to the desired position.

따라서, 운전이 익숙하지 않은 운전자도 간단하고 직관적인 조작만으로 주행체가 목표지점으로 이동할 수 있게 되므로 조작 미숙에 의한 사고를 방지할 수 있으며, 사용 편의성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, even if the driver is unfamiliar with driving, the driving body can move to the target point only by simple and intuitive operation, thereby preventing accidents due to immaturity of operation and improving convenience of use.

그리고, 본 실시예에 따르면, 목표지점의 설정을 위한 조작 후에는 별도의 주행을 위한 조작이 불필요하게 되므로 운전자는 양손이 자유롭게 되어 보다 안전한 상태로 주행할 수 있게 되며, 주행 중 다른 작업을 원할하게 할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present embodiment, since the operation for the separate driving is unnecessary after the operation for setting the target point, the driver can freely travel with both hands free and can do other work while driving. There is an advantage to this.

또한, 별도의 입력 작업 없이 목표지점의 조준만으로 조작이 완료되므로 매우 신속한 작업이 가능하게 되어 작업의 효율성이 향상될 수 있는 효과를 기대할 수도 있다.In addition, since the operation is completed only by aiming at the target point without additional input work, very fast work is possible, and thus the effect of improving work efficiency may be expected.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정장치가 장착된 운송장치의 사시도이다.
도 2는 상기 측정장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 상기 운송장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 4는 상기 측정장치를 이용하여 직선거리 측정방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 상기 측정장치를 이용하여 평면 좌표상의 x,y축의 거리 값 측정방법을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a transport apparatus equipped with a plane coordinate measuring apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing the configuration of the measuring device.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of the transport apparatus.
4 is a view showing a linear distance measuring method using the measuring device.
5 is a view showing a method of measuring the distance value of the x, y axis on the plane coordinates using the measuring device.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiment shown in the drawings, and that other embodiments falling within the spirit and scope of the present invention may be easily devised by adding, .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정장치가 장착된 운송장치의 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 측정장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다. 그리고, 도 3은 상기 운송장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a perspective view of a transport apparatus equipped with a plane coordinate measuring apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. 2 is a view schematically showing the configuration of the measuring device. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the transport apparatus.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정장치가 장착된 운송장치(1)는 일반적으로 물류의 이동 및 공장 자동화 작업에 사용될 수 있는 차량과 같은 형태로 구성될 수 있다.1 to 3, a transport apparatus 1 equipped with a planar coordinate measuring apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor according to an embodiment of the present invention is generally used for movement of logistics and factory automation operations. Can be configured in the same form as a vehicle.

상세히, 상기 운송장치(1)는 주행을 위한 주행체(10)와, 상기 주행체(10)의 자동 이동을 위한 목표지점의 측정 및 연산을 위한 측정장치(20)를 포함하여 구성될 수 있다.In detail, the transport apparatus 1 may include a traveling body 10 for driving and a measuring device 20 for measuring and calculating a target point for the automatic movement of the traveling body 10. .

상기 주행체(10)는 동력을 발생시키는 구동원과 구동원에 의해 회전되는 바퀴로 구성되는 구동장치(110) 그리고 상기 주행체(10)의 주행 방향을 제어하기 위한 조향장치(120) 등을 기본구성으로 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 필요에 따라 작업을 수행할 수 있는 다른 구성과 화물을 적재할 수 있는 또 다른 구성들이 더 추가될 수 있다.The driving body 10 includes a driving device 110 including a driving source for generating power and wheels rotated by the driving source, and a steering device 120 for controlling a driving direction of the driving body 10. It may be configured to include. And other configurations can be added to carry out the work as needed and other configurations to load cargo.

상기 주행체(10)의 구성은 일반적인 것으로, 본 발명의 실시예에서는 바퀴가 4개 달린 차량과 같은 형태로 구성된 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 동력에 의해 이동 가능한 형태의 다양한 주행체(10)에 적용 가능함을 미리 밝혀 둔다.The configuration of the traveling body 10 is a general one, but in the embodiment of the present invention has been described with an example configured in the form of a vehicle with four wheels, the present invention is not limited to this form and can be moved by power It is revealed in advance that it is applicable to the various traveling body (10).

그리고, 상기 주행체(10)에는 상기 주행체(10)의 자동 운전을 위해 목표지점을 측정하기 위한 측정장치(20)가 장착될 수 있다.In addition, the traveling body 10 may be equipped with a measuring device 20 for measuring a target point for the automatic driving of the traveling body 10.

한편, 상기 측정장치(20)는 바닥면을 형성하는 메인 플레이트(210)와, 상기 메인 플레이트(210)에 회전 가능하게 장착되는 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)에 장착되어 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과 함께 회전되는 서브 플레이트(230)와, 상기 서브 플레이트(230)에 장착되는 제 2 위치측정 센서 모듈(240), 그리고, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)에 의해 회전되는 레이저 센서 모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있다.The measuring device 20 includes a main plate 210 forming a bottom surface, a first position sensor module 220 rotatably mounted to the main plate 210, and the first position sensor. A subplate 230 mounted to the module 220 and rotated together with the first positioning sensor module 220, a second positioning sensor module 240 mounted to the subplate 230, and the It may be configured to include a laser sensor module 260 rotated by the second position sensor module 240.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 주행체(10)의 일측에는 메인 플레이트(210)가 장착된다. 상기 메인 플레이트(210)는 상기 측정장치(20)의 지지를 위한 것으로, 운전자가 조작 가능한 위치의 상기 주행체(10) 일측에 설치될 수 있다. 상기 메인 플레이트(210)는 소정의 면적을 가지는 판상으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 장착이 가능한 다른 형상으로 형성될 수도 있다.Looking at this in more detail, the main plate 210 is mounted on one side of the traveling body 10. The main plate 210 is for supporting the measuring device 20, and may be installed at one side of the traveling body 10 at a position that a driver can operate. The main plate 210 may be formed in a plate shape having a predetermined area and may be formed in another shape in which the first position measuring sensor module 220 may be mounted as necessary.

한편, 상기 메인 플레이트(210)에는 제 1 위치측정 센서 모듈(220)이 장착된다. 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)은 레이저 센서 모듈(260)이 지면 또는 메인 플레이트(210)와 수평한 방향으로 회전할 수 있도록 하며 회전축의 회전시 회전값을 측정할 수 있도록 하는 것으로, 엡솔루트(absolute) 타입의 엔코더를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, a first position measuring sensor module 220 is mounted on the main plate 210. The first position measuring sensor module 220 allows the laser sensor module 260 to rotate in the horizontal direction with the ground or the main plate 210 and to measure the rotation value when the rotating shaft is rotated. It may be configured to include an encoder of (absolute) type.

엡솔루트 타입의 엔코더는 전원의 인가시 모터축의 고유위치 즉 절대각 정보를 알 수 있는 것으로, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과 제 2 위치측정 센서 모듈(240)은 모두 엡솔루트 타입의 엔코더로 구성되어 상기 레이저 센서 모듈(260)의 조작시 모터축의 회전 각도를 알 수 있도록 구성된다. Absolute type encoder can know the unique position of the motor shaft, that is, absolute angle information when the power is applied. Both the first position sensor module 220 and the second position sensor module 240 are an absolute encoder type. Is configured to be able to know the rotation angle of the motor shaft when operating the laser sensor module 260.

물론, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)은 엡솔루트 타입의 엔코더가 아닌 이와 동일한 기능을 할 수 있는 가변저항을 이용해 회전값을 검출할 수 있는 장치가 이용될 수 있다. 상기 엡솔루트 타입의 엔코더가 내구성 및 측정값의 정밀도가 우수할 뿐 가변저항을 이용한 장치들 또한 회전값을 검출할 수 있으며 이들 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것은 당업자에게는 자명한 것이라 할 수 있다. Of course, the first position sensor module 220 may be a device that can detect the rotation value using a variable resistor that can perform the same function as the encoder of the absolute type. The encoder of the absolute type has excellent durability and precision of measured values, and devices using a variable resistor can also detect a rotation value, and it is obvious to those skilled in the art to select and use any one of them.

상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)은 회전축이 상기 메인 플레이트와 수직하게 교차하는 상방을 향하도록 장착된다. 그리고, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축에는 서브 플레이트(230)가 고정 장착된다. 따라서, 상기 서브 플레이트(230)의 회전시 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)이 함께 회전할 수 있도록 구성된다. 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)은 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)에서의 회전축(221)의 회전 각도(β) 정보의 변화에 따라 상기 서브 플레이트(230)의 회전 각도를 알 수 있게 되며, 이를 통해서 목표점 평면좌표의 측정을 위한 방향 데이터를 확보할 수 있게 된다.The first position sensor module 220 is mounted so that the axis of rotation faces upwardly perpendicular to the main plate. In addition, the sub plate 230 is fixedly mounted to the rotation shaft of the first position sensor module 220. Therefore, the rotation shaft 221 of the first position measuring sensor module 220 is configured to rotate together when the sub-plate 230 rotates. The first position sensor module 220 can know the rotation angle of the sub-plate 230 in accordance with the change of the rotation angle (β) information of the rotation axis 221 in the first position sensor module 220. Through this, direction data for measuring the target point plane coordinates can be obtained.

따라서, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)에서 측정되는 회전각도는 아래에서 설명할 목표점까지의 직선거리와 삼각함수를 이용하여 목표점의 x,y축 거리값을 구할 수 있게 된다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 다시 살펴보기로 한다.Therefore, the rotation angle measured by the first position sensor module 220 can be used to obtain the x, y axis distance value of the target point using a straight line distance to the target point and a trigonometric function to be described below. Detailed description thereof will be described later.

상기 서브 플레이트(230)는 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)이 안착될 수 있도록 구성되며, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)과 동일한 회전중심을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전시 상기 서브 플레이트(230) 및 상기 서브 플레이트(230)에 장착된 제 2 위치측정 센서 모듈(240)이 함께 회전할 수 있게 된다. 따라서, 상기 서브 플레이트(230)는 소정의 판 또는 블럭 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 서브 플레이트(230)의 상면에는 제 2 위치측정 센서 모듈(240)이 장착되도록 구성될 수 있다.The sub plate 230 is configured to allow the second position sensor module 240 to be seated, and is formed to have the same center of rotation as the rotation axis 221 of the first position sensor module 220. Therefore, when the first position sensor module 220 is rotated, the sub plate 230 and the second position sensor module 240 mounted on the sub plate 230 may rotate together. Therefore, the sub plate 230 may be formed in a predetermined plate or block shape, and the second position measuring sensor module 240 may be mounted on the upper surface of the sub plate 230.

상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)은 그 장착위치와 회전축의 배치에서만 차이가 있을 뿐 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과 동일한 구조를 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)은 엡솔루트 타입의 엔코더, 가변저항을 이용한 장치들 중의 어느 하나로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과 동일한 구조를 가지게 된다.The second position sensor module 240 may be configured to have the same structure as that of the first position sensor module 220, only the difference between the mounting position and the rotation axis arrangement. That is, the second position sensor module 240 may be configured as any one of an apparatus using an absolute type encoder and a variable resistor, and has the same structure as the first position sensor module 220.

한편, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)은 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)과 교차하는 방향으로 설치되며, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)이 지면 또는 메인 플레이트와 수평상태가 되도록 설치될 수 있다. On the other hand, the rotation axis 241 of the second position sensor module 240 is installed in a direction crossing the rotation axis 221 of the first position sensor module 220, the second position sensor module 240 The rotating shaft 241 of the) may be installed to be in the horizontal state with the ground or the main plate.

따라서, 상기 레이저 센서 모듈(260)의 조작시 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)은 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)과 교차되는 방향으로 회전할 수 있게 된다. 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)은 지면 또는 상기 메인 플레이트(210)와 교차되는 방향으로의 각도를 측정할 수 있으며, 이를 통해 목표점의 좌표를 구하기 위한 기울기 데이터를 측정할 수 있게 된다.Therefore, when the laser sensor module 260 is operated, the rotation shaft 241 of the second position sensor module 240 may rotate in a direction crossing the rotation axis 221 of the first position sensor module 220. It becomes possible. The second position sensor module 240 may measure an angle in a direction crossing the ground or the main plate 210, and thus, tilt data for obtaining coordinates of a target point may be measured.

그리고, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)의 회전 각도(β)는 상기 레이저 센서 모듈에서 측정된 거리 데이터를 이용하여 목표점까지의 직선거리를 계산하는데 사용될 수 있다. In addition, the rotation angle β of the rotation axis 221 of the first position sensor module 220 may be used to calculate a linear distance to a target point using distance data measured by the laser sensor module.

상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)에는 커넥팅 로드(250)가 장착될 수 있다. 상기 커넥팅 로드(250)는 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)과 레이저 센서 모듈(260)을 연결하기 위한 것으로, 소정의 길이를 가지도록 형성된다. 상기 커넥팅 로드(250)의 일단은 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)과 연결되어 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)을 중심으로 상기 커넥팅 로드(250)가 회전되도록 한다.A connecting rod 250 may be mounted on the first position sensor module 220. The connecting rod 250 is for connecting the first position sensor module 220 and the laser sensor module 260 and is formed to have a predetermined length. One end of the connecting rod 250 is connected to the rotary shaft 241 of the second position sensor module 240 and the connecting rod 250 around the rotary shaft 241 of the second position sensor module 240. ) To rotate.

그리고, 상기 커넥팅 로드(250)의 상단에는 레이저 센서 모듈(260)이 장착된다. 상기 레이저 센서 모듈(260)은 내부에 레이저를 조사하여 거리의 측정이 가능한 레이저 거리측정 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예서는 통상적으로 사용될 수 있는 레이저 센서를 사용하므로 구조에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, a laser sensor module 260 is mounted on an upper end of the connecting rod 250. The laser sensor module 260 may include a laser distance measuring sensor capable of measuring a distance by irradiating a laser therein. Since the embodiment of the present invention uses a laser sensor that can be used conventionally, a detailed description of the structure will be omitted.

상기 레이저 센서 모듈(260)은 사용자의 조작에 의해 온/오프 될 수 있으며, 사용자가 거리의 측정을 원하는 때에 동작시킬 수 있도록 구성된다.The laser sensor module 260 may be turned on / off by a user's manipulation, and may be configured to operate when the user wants to measure a distance.

한편, 상기 레이저 센서 모듈(260)과 제 1 위치측정 센서 모듈(220) 및 제 2 위치측정 센서 모듈(240)은 모두 제어부(130)와 연결되어 각각의 구성에서 입력받은 데이터를 상기 제어부(130)로 전달할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 제어부(130)는 상기 주행체(10)의 구동장치(110) 및 조향장치(120)와 연결되어 사용자에 의해 선택된 목표점을 향해 상기 주행체(10)가 자동으로 운행되도록 제어될 수 있다. On the other hand, the laser sensor module 260, the first position sensor module 220 and the second position sensor module 240 are all connected to the control unit 130 to receive the data received in each configuration of the control unit 130 Is configured to deliver In addition, the controller 130 may be connected to the driving device 110 and the steering device 120 of the driving body 10 so that the driving body 10 may be automatically driven toward a target point selected by the user. have.

그리고, 상기 제어부(130)에는 별도의 맵 데이터가 저장된 맵 데이터 저장부(140)가 연결될 수도 있으며, 상기 제어부(130)에서 연산된 목표점의 좌표를 상기 맵 데이터와 비교하여 설정된 목표점으로 이동되도록 할 수도 있다.In addition, the controller 130 may be connected to the map data storage unit 140 in which separate map data is stored. The coordinates of the target point calculated by the controller 130 may be compared with the map data to be moved to the set target point. It may be.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는, 본 발명의 실시예에 의한 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정장치의 동작에 관하여 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation of the planar coordinate measuring apparatus using the laser distance measuring sensor and the position measuring sensor according to the embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described with reference to the drawings.

도 4는 상기 측정장치를 이용하여 직선거리 측정방법을 나타낸 도면이다. 도 5는 상기 측정장치를 이용하여 평면 좌표상의 x,y축의 거리 값 측정방법을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a linear distance measuring method using the measuring device. 5 is a view showing a method of measuring the distance value of the x, y axis on the plane coordinates using the measuring device.

도면을 참조하면, 우선, 상기 운송장치(1)가 실내의 공간에서 정지되어 있는 상태에서 사용자는 원하는 공간을 이동하기 위해 상기 운송장치(1)에 탑승한 상태에서 원하는 목표점을 향하여 상기 측정장치를 조작하게 된다. Referring to the drawings, first, in a state in which the transportation device 1 is stopped in a space in a room, a user moves the measurement device toward a desired target point while boarding the transportation device 1 to move a desired space. Will be manipulated.

상세히, 우선 사용자는 원하는 목표점의 설정을 위해서 원하는 목표점의 천장 또는 벽면을 향하여 레이저가 조사될 수 있도록 상기 레이저 센서 모듈(260)을 켜서 조작하게 됩니다.In detail, first, the user operates the laser sensor module 260 by turning on the laser sensor module 260 so that the laser can be irradiated toward the ceiling or the wall of the desired target point to set the desired target point.

이때, 사용자가 상기 레이저 센서 모듈(260) 부분을 잡고 움직이게 되면, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축()과 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 회전축(241)은 회전하게 되고, 상기 레이저 센서 모듈(260)에서 조사되는 레이저를 목표점의 수직 상방을 향해 조준할 수 있게 됩니다.At this time, when the user grabs the laser sensor module 260 and moves, the rotation axis 241 of the first positioning sensor module 220 and the rotation axis 241 of the second positioning sensor module 240 rotate. The laser beam irradiated from the laser sensor module 260 may be aimed toward the vertically upward direction of the target point.

목표점의 수직 상방으로 레이저가 조사되도록 상기 레이저 센서 모듈(260)이 위치된 상태에서 상기 제어부(130)에서는 상기 레이저 센서 모듈(260)에서 측정된 거리 데이터와, 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 방향 데이터와 제 2 위치측정 센서 모듈(240)의 기울기 데이터를 이용하여 목표점의 x,y축 좌표를 산출할 수 있게 됩니다.In the state where the laser sensor module 260 is positioned so that the laser is irradiated vertically above a target point, the control unit 130 measures distance data measured by the laser sensor module 260 and the first position measuring sensor module 220. It is possible to calculate the x, y axis coordinates of the target point using the direction data of the and the slope data of the second position sensor module (240).

상세히, 도 4에서와 같이 상기 레이저 센서 모듈(260)에 의해 목표점(D) 상방 또는 벽면에 레이저를 조사하게 될 경우 상기 레이저 센서 모듈(260)에서는 반사되는 레이저에 의해 거리의 측정이 가능하게 된다. In detail, as shown in FIG. 4, when the laser is irradiated above the target point D or the wall by the laser sensor module 260, the laser sensor module 260 may measure the distance by the reflected laser. .

그리고, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)에 의해 측정된 상기 회전축(241)의 각도값(α)에 의해 상기 레이저 센서 모듈(260)이 회전된 각도를 알 수 있게 된다. 이와 같은 상태에서 삼각함수를 이용하여, 상기 레이저 센서 모듈(260)이 위치된 시작점(S)에서 목표점(D)까지의 직선거리(L)를 정확하게 측정할 수 있게 된다.(직선거리(L) = 레이저 센서 모듈에 의해 측정된 거리(Ls) × cosα)In addition, the angle at which the laser sensor module 260 is rotated may be known by the angle value α of the rotation shaft 241 measured by the second position sensor module 240. In this state, using the trigonometric function, it is possible to accurately measure the linear distance (L) from the starting point (S) where the laser sensor module 260 is located to the target point (D). = Distance measured by the laser sensor module (Ls) × cosα)

그리고, 도 5에서와 같이 상기 레이저 센서 모듈(260)에 의해 목표점(D) 상방 또는 벽면에 레이저를 조사하기 위해 사용자가 상기 레이저 센서 모듈(260)을 이동시키는 조작을 하게 되면, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220) 또한 회전하게 된다.In addition, as shown in FIG. 5, when the user performs an operation of moving the laser sensor module 260 to irradiate the laser above the target point D or the wall by the laser sensor module 260, the first position. Measurement sensor module 220 is also rotated.

상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)의 회전축(221)의 회전에 의해 상기 제 2 위치측정 센서 모듈(240)과 레이저 센서 모듈(260)은 사용자가 원하는 목표점(D)의 상방으로 레이저를 조사하여 거리를 측정할 수 있게 된다. 이때, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)은 상기 레이저 센서 모듈(260)을 상기 회전축(221)을 중심으로 회전시키게 되므로 상기 회전축(221)이 회전된 각도값(β) 만큼 상기 레이저 센서 모듈(260) 또한 회전하게 된다. The second position sensor module 240 and the laser sensor module 260 irradiates the laser above a target point D desired by the user by the rotation of the rotation axis 221 of the first position sensor module 220. The distance can be measured. In this case, since the first position measuring sensor module 220 rotates the laser sensor module 260 about the rotating shaft 221, the laser sensor module is rotated by the angle value β at which the rotating shaft 221 is rotated. 260 also rotates.

따라서, 상기 레이저 센서 모듈(260)과 제 2 위치측정 센서 모듈(240)을 이용하여 산출해낸 목표점(D)과의 직선거리(L)를 기울기로 하고, 삼각함수를 이용하여, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈(220)을 이용하여 측정된 각도값(β)을 대입하여 계산하게 되면, x축 거리(Lx)와 과 y축 거리(Ly)를 알 수 있게 된다.(x축 거리(Lx) = 직선거리(L) × cosβ, y축 거리(Ly)=직선거리(L) × sinβ)Therefore, the linear distance L between the target point D calculated using the laser sensor module 260 and the second position measuring sensor module 240 is inclined, and the triangular function is used to form the first position. When the angle value β measured using the measurement sensor module 220 is substituted, the x-axis distance Lx and the y-axis distance Ly may be known. (X-axis distance Lx) = Linear distance (L) × cosβ, y-axis distance (Ly) = linear distance (L) × sinβ)

이와 같은 작업에 의해 상기 운송장치(1)가 위치한 시작점(S)에서 사용자가 직접 지정한 목표점(D)까지의 평면 좌표값이 산출될 수 있게 된다.By this operation it is possible to calculate the plane coordinate value from the starting point (S) where the transport device 1 is located to the target point (D) directly designated by the user.

상기 레이저 센서 모듈(260)과 제 1 위치측정 센서 모듈(220) 및 제 2 위치측정 센서 모듈(240)에서 측정된 회전값들은 상기 제어부(130)에서 연산되어 상기 구동장치(110)와 조향장치(120)로 평면 좌표값을 전달하게 된다. 그리고, 상기 제어부(130)에 의해 상기 구동장치(110)와 조향장치(120)가 제어되어 상기 운송장치(1)는 목표점(D)으로 자동으로 운전될 수 있게 된다.The rotation values measured by the laser sensor module 260, the first position measuring sensor module 220, and the second position measuring sensor module 240 are calculated by the controller 130 to drive the driving device 110 and the steering device. The plane coordinate value is transmitted to 120. In addition, the driving device 110 and the steering device 120 are controlled by the controller 130 so that the transport device 1 can be automatically driven to the target point D.

이때, 상기 운송장치(1)는 맵 데이터 저장부(140)에 저장된 위치 데이터 또는 지도 데이터에 의해 상기 운송장치(1)가 목표점(D)으로 이동될 수 있도록 경로를 산출할 수 있으며, 사용자의 별도 조작 없이 상기 운송장치(1)는 목표점(D)으로 운전될 수 있게 된다.At this time, the transportation device 1 may calculate a route to move the transportation device 1 to the target point D by the location data or the map data stored in the map data storage 140, The transport apparatus 1 may be driven to the target point D without additional manipulation.

따라서, 사용자는 상기 측정장치(20)의 직관적인 조작에 따른 목표점(D)의 설정만으로 상기 운송장치(1)가 목표점(D)으로 운전되도록 할 수 있게 되어, 보다 안전하고 신속한 작업을 수행할 수 있게 된다.Therefore, the user can operate the transport device 1 to the target point D only by setting the target point D according to the intuitive operation of the measuring device 20, so that a safer and faster operation can be performed. It becomes possible.

1. 운송장치 10. 주행체
20. 측정장치 110. 구동장치
120. 조향장치 130. 제어부
140. 맵 데이터 저장부 210. 메인 플레이트
220. 제 1 위치측정 센서 모듈 230. 서브 플레이트
240. 제 2 위치측정 센서 모듈 250. 커넥팅 로드
260. 레이저 센서 모듈 L. 목표점 까지의 직선거리
Ls. 레이저 센서 모듈에 의해 측정된 거리 Lx. x축 거리
Ly. y축 거리 D. 폭표점
S. 시작점1. Transport 10. Vehicle
20. Measuring device 110. Driving device
120. Steering System 130. Control Unit
140. Map data storage 210. Main plate
220. First position measurement sensor module 230. Sub plate
240. Second position measuring sensor module 250. Connecting rod
260. Laser sensor module L. Linear distance to target point
Ls. Distance measured by laser sensor module Lx. x-axis distance
Ly. y-axis distance D. Width mark
S. Starting Point

Claims (7)

운행을 위한 구동장치 및 조향장치가 구비되는 주행체에 장착되는 메인플레이트;
상기 메인 플레이트에 장착되며, 지면과 교차되는 방향으로 회전축이 배치되어 회전시 방향 데이터를 측정할 수 있는 제 1 위치측정 센서 모듈;
상기 제 1 위치측정 센서 모듈의 회전축에 결합되어 함께 회전되며, 상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 교차되는 방향으로 회전축이 배치되어 회전시 기울기 데이터를 측정할 수 있는 제 2 위치측정 센서 모듈; 및
상기 제 2 위치측정 센서 모듈의 회전축과 연결되어 함께 회전되며, 레이저를 조사하여 거리 데이터를 측정하는 레이저 센서 모듈을 포함하여 구성되며,
상기 레이저 센서 모듈을 조작하여 목표점 상방의 실내 벽면으로 레이저를 조사하는 조작을 통해 획득한 상기 거리 데이터, 기울기 데이터 및 방향 데이터를 이용하여 목표점의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 장치.
A main plate mounted to a driving body provided with a driving device and a steering device for driving;
A first position sensor module mounted on the main plate, the rotation axis being disposed in a direction crossing the ground to measure direction data during rotation;
A second position sensor module coupled to a rotation axis of the first position sensor module and rotated together, the rotation axis being disposed in a direction intersecting with the first position sensor module to measure tilt data during rotation; And
Is connected to the rotation axis of the second position sensor module is rotated together, and comprises a laser sensor module for measuring distance data by irradiating a laser,
Laser distance measuring sensor and position, characterized in that for calculating the coordinates of the target point using the distance data, the slope data and the direction data obtained by operating the laser sensor module to irradiate the laser to the indoor wall above the target point Planar coordinate measuring device using a measuring sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 제 2 위치측정 센서 모듈은 엡솔루트 엔코더, 가변저항 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 장치.
The method of claim 1,
The first position measuring sensor module and the second position measuring sensor module is a planar coordinate measuring apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor, characterized in that it comprises any one of an absolute encoder, a variable resistor.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 센서 모듈과 제 1 위치측정 센서 모듈 및 제 2 위치측정 센서 모듈의 측정 데이터들은 제어부에서 연산되어 평면 좌표값이 측정되며,
연산된 평면 좌표값에 따라 상기 구동장치 및 조향장치가 운전되는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 장치.
The method of claim 1,
Measurement data of the laser sensor module, the first position sensor module and the second position sensor module are calculated by the controller to measure a plane coordinate value.
And a driving device and a steering device according to the calculated planar coordinate values.
레이저를 조사하여 거리를 측정할 수 있는 레이저 센서 모듈을 실내의 목표점 상방으로 레이저가 조사하여 거리 데이터를 측정할 수 있도록 상기 레이저 센서 모듈을 회전조작하는 단계;
상기 레이저 센서 모듈과 함께 회전되며, 상기 레이저 센서 모듈을 회전시키는 제 2 위치측정 센서 모듈에 의해 기울기 데이터를 측정하여 목표점까지의 직선거리를 구하는 단계;
상기 제 2 위치측정 센서 모듈의 회전축과 교차하게 배치되며, 상기 제 2 위치측정 센서 모듈을 회전시키는 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 방향 데이터를 측정하여 평면 좌표상의 x축 거리와 y축 거리를 구하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법.
Rotating the laser sensor module to measure distance data by irradiating a laser sensor module capable of measuring distance by irradiating a laser above a target point of a room;
Obtaining a linear distance to a target point by measuring inclination data by a second position sensor module rotated together with the laser sensor module and rotating the laser sensor module;
Arranged to intersect the rotation axis of the second position sensor module, the direction data is measured by the first position sensor module for rotating the second position sensor module to obtain the x-axis distance and y-axis distance on the plane coordinates Planar coordinate measuring method using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor, characterized in that consisting of steps.
제 4 항에 있어서,
상기 목표점까지의 직선거리는 상기 제 2 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 기울기 데이터 각도의 코사인 값에 상기 레이저 센서 모듈에 의해 측정된 거리 데이터의 곱인 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법.
5. The method of claim 4,
The linear distance to the target point is a product of the laser distance measuring sensor and the position measuring sensor, wherein the cosine of the tilt data angle measured by the second position measuring sensor module is the product of the distance data measured by the laser sensor module. How to measure plane coordinates.
제 5 항에 있어서,
상기 목표점의 x축 거리는 상기 직선거리와 상기 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 방향 데이터 각도의 코사인 값의 곱이며,
상기 목표점 y축 거리는 상기 직선거리와 상기 제 1 위치측정 센서 모듈에 의해 측정된 방향 데이터 각도의 사인 값의 곱인 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 방법.
The method of claim 5, wherein
The x-axis distance of the target point is a product of the linear distance and the cosine of the angular data angle measured by the first positioning sensor module,
And the target point y-axis distance is a product of a sine value of the linear distance and the directional data angle measured by the first position sensor module.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 위치측정 센서 모듈과 제 2 위치측정 센서 모듈은 엡솔루트 엔코더, 가변저항 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 거리측정 센서와 위치측정 센서를 이용한 평면좌표 측정 장치.
5. The method of claim 4,
The first position measuring sensor module and the second position measuring sensor module is a planar coordinate measuring apparatus using a laser distance measuring sensor and a position measuring sensor, characterized in that it comprises any one of an absolute encoder, a variable resistor.
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