KR20170061972A

KR20170061972A - 이동 로봇

Info

Publication number: KR20170061972A
Application number: KR1020150167221A
Authority: KR
Inventors: 송영은; 백상훈; 정태일; 최종웅
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-06-07
Also published as: KR101792553B1

Abstract

이동 로봇을 제공한다. 이동 로봇은 몸체와, 상기 몸체에 구비되고, 대상물의 표면에 부착하여 상기 몸체를 주행시키는 주행부, 및 상기 대상물의 표면을 복수의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 서로 다른 경로 알고리즘에 따라 상기 몸체가 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 제어 장치를 포함한다.

Description

이동 로봇{Moving robot}

본 발명은 이동 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 외관은 강판으로 구성되는데, 염도가 높은 해수에 의하여 강판은 부식되기 쉽다. 이에, 선박을 건조함에 있어서 강판의 부식을 방지하기 위하여 도장을 실시한다.

선박은 해수와 해풍에 노출된 상태로 유지되기 때문에 특수한 도료가 이용되어 도장이 실시되며, 도장의 두께도 크게 형성된다. 선박 도장은 강판에 수 차례 덧칠하는 방식으로 진행되는데, 이에 따라 선박 도장에 많은 기간 및 비용이 소요된다.

한편, 선박이 이동 중에는 문제가 없으나, 선박이 정박 중에는 따개비와 같은 해양 생물이 선박 표면에 달라붙는 경우가 발생한다. 해양 생물이 선박 표면에 부착된 상태에서 선박을 운항하게 되면 해양 생물과 해수간의 마찰로 인하여 동력의 손실이 발생할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0066527호 (2014.06.02)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이동 로봇을 제공하는 것이다.

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

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 이동 로봇의 일 면(aspect)은 몸체와, 상기 몸체에 구비되고, 대상물의 표면에 부착하여 상기 몸체를 주행시키는 주행부, 및 상기 대상물의 표면을 복수의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 서로 다른 경로 알고리즘에 따라 상기 몸체가 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 제어 장치를 포함한다.

상기 복수의 구역 각각은 경계를 갖고, 상기 제어 장치는 경계의 형태에 대응한 경로 알고리즘에 따라 상기 몸체가 주행하도록 상기 주행부를 제어한다.

상기 몸체는 주행 중 상기 복수의 구역 각각의 경계에 도달하는 경우 방향 전환을 수행하고, 상기 제어 장치는 경계에 도달한 상기 몸체의 방향 전환 각도를 결정한다.

상기 제어 장치는 상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하는 경우 상기 몸체가 경계를 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 상기 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 상기 몸체가 상기 진입된 지점의 경계를 벗어나 다른 지점으로 이동하도록 상기 주행부를 제어한다.

상기 제어 장치는 상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 상기 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 상기 진입 방향과 상기 법선이 이루는 각도에 비하여 상기 진입된 지점에서의 진출 방향과 상기 진입 방향이 이루는 각도가 작게 형성되도록 상기 주행부를 제어한다.

상기 대상물의 표면은 선박의 바닥면을 포함하고, 상기 복수의 구역은 선수 구역, 중간 구역 및 선미 구역을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 선박의 바닥면을 주행하는 이동 로봇의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 선박의 바닥면이 복수의 구역으로 구분된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 선수 구역에서의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 중간 구역에서의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 선미 구역에서의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇이 주행하는 선박에 구역 경계 알림 수단이 구비된 것을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 이동 로봇(100)은 몸체(110), 주행부(120), 브러시(130), 감지부(140) 및 제어 장치(200)를 포함하여 구성된다.

몸체(110)는 이동 로봇(100)을 구성하는 다양한 구성성분을 일체화시키는 역할을 수행한다. 각 구성성분은 몸체(110)의 내부에 수용되거나 외부에 부착될 수 있다. 도 1은 폐쇄된 하우징 형태의 몸체(110)를 도시하고 있으나, 프레임만으로 몸체(110)가 구현될 수도 있다.

주행부(120)는 몸체(110)에 구비되고, 대상물의 표면에 부착하여 몸체(110)를 주행시키는 역할을 수행한다. 주행부(120)는 자성으로 대상물의 표면에 부착할 수 있으나, 주행부(120)의 부착 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1은 바퀴의 형태를 갖는 주행부(120)를 도시하고 있으나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 주행부(120)는 궤도의 형태로 구현될 수 있으며, 암(arm) 또는 레그(leg)의 형태로 구현될 수도 있다.

주행부(120)에게 구동력을 제공하는 구동부(미도시)가 몸체(110)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.

전술한 바와 같이, 주행부(120)는 자성으로 대상물의 표면에 부착되는데, 이를 위하여 주행부(120)는 영구 자석 또는 전자석을 포함하여 구성될 수 있다.

제어 장치(200)는 대상물의 표면을 복수의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 서로 다른 경로 알고리즘에 따라 몸체(110)가 주행하도록 주행부(120)를 제어하는 역할을 수행한다. 본 발명에서 대상물의 표면은 하나의 일체화된 구역으로서 전술한 복수의 구역이 모두 합해지는 경우 대상물의 표면이 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 구역간에는 적어도 하나의 경계가 형성될 수 있다.

본 발명에서 대상물의 표면은 선박의 바닥면을 포함하고, 제어 장치(200)가 구분하는 복수의 구역은 선수 구역, 중간 구역 및 선미 구역을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 이동 로봇(100)은 다양한 대상물의 표면을 주행할 수 있다. 예를 들어, 선박의 측면을 주행할 수 있으며, 갑판을 주행할 수도 있다.

이하, 복수의 구역은 선박의 선수 구역, 중간 구역 및 선미 구역인 것을 위주로 설명하기로 한다.

복수의 구역 각각은 구역의 경계(이하, 구역 경계라 함)를 갖는데, 각 구역 경계의 형태는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 다시 말해, 복수의 구역 각각은 고유한 구역 경계의 형태를 가질 수 있는 것이다.

제어 장치(200)는 구역 경계의 형태에 대응한 경로 알고리즘에 따라 몸체(110)가 주행하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 몸체(110)는 복수의 구역 중 하나를 주행할 수 있는데, 주행 중 해당 구역의 구역 경계에 도달할 수 있다. 그리고, 구역 경계의 도달 지점에서 몸체(110)는 방향 전환을 수행한다. 이 때, 제어 장치(200)는 구역 경계에 도달한 몸체(110)의 방향 전환 각도를 결정할 수 있다.

제어 장치(200)에 의하여 결정되는 방향 전환 각도는 구역 경계의 형태에 따라 달라진다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6 내지 도 12를 통하여 후술하기로 한다.

도 1은 몸체(110)의 내부에 제어 장치(200)가 구비된 것을 도시하고 있으나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 제어 장치(200)는 몸체(110)의 외부에 구비되거나, 몸체(110)와는 분리되어 구성될 수도 있다. 제어 장치(200)가 몸체(110)와 분리된 경우 몸체(110)와 제어 장치(200)는 상호간의 통신을 위한 통신 수단을 각각 구비할 수 있다.

감지부(140)는 주변 환경을 감지하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 감지부(140)는 몸체(110)의 주변에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 이를 위하여, 감지부(140)는 카메라를 포함할 수 있다. 또한, 감지부(140)는 몸체(110)의 주변에 존재하는 물체를 감지할 수도 있다. 이를 위하여, 감지부(140)는 초음파 센서 또는 레이저 센서를 포함할 수 있다.

또한, 감지부(140)는 주변 환경에 대하여 사전에 설정된 정보를 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지부(140)는 주변 온도, 주변 밝기 및 주변 압력 등을 감지할 수 있다. 이를 위하여, 감지부(140)는 온도계, 광도계 및 압력계 등을 포함할 수 있다.

또한, 감지부(140)는 주행계 등의 수단을 구비하여 몸체(110)의 이동 거리를 감지할 수도 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 감지부(140)는 구역의 구역 경계를 감지하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 감지부(140)는 몸체(110)가 구역 경계에 도달하였는지를 감지할 수 있다. 또한, 몸체(110)가 구역 경계의 특징 지점에 도달한 경우 도달 지점에서의 구역 경계에 대한 법선을 감지할 수 있다. 법선은 몸체(110)의 진입 방향과 비교되어 진출 방향 결정에 이용될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 6 및 도 11을 통하여 후술하기로 한다.

브러시(130)는 몸체(110)의 하단에 구비되어 대상물 즉, 선박의 표면을 청소하는 역할을 수행한다. 본 발명의 몇몇 실시에에 따르면 이동 로봇(100)은 선박의 표면을 청소하는 장치일 뿐만 아니라 대상물의 표면을 주행하면서 용접과 같은 특정 작업을 수행하는 장치일 수 있다. 이러한 경우 브러시(130)는 생략되고 용접 장치와 같은 별도의 수단이 구비될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 대상물의 표면은 선박의 바닥면을 포함한다. 본 발명의 이동 로봇(100)이 청소 로봇인 경우 바닥면 전체를 주행하면서 청소를 수행하여야 한다.

그러나, 선박의 바닥면의 형태가 직사각형이 아님으로 인하여 이동 로봇(100)의 주행 경로에 오류가 반영될 수 있다.

도 2 및 도 3은 선박의 바닥면을 주행하는 이동 로봇의 이동 경로를 나타낸 도면이다.

도 2는 선박(10)의 바닥면의 경계(20)를 벗어나지 않고 이동 로봇(100)이 주행한 경로를 나타낸 도면으로서, 그 형태가 균일하게 형성된 이상적인 경로를 도시하고 있다. 이와 같은 경로로 이동 로봇(100)이 주행하기 위해서는 이동 로봇(100)의 이동 자세를 감지하는 수단을 필요로 한다. 예를 들어, 이동 로봇(100)에는 나침반이 구비되고, 나침반의 방향 정보를 참조하여 이동 로봇(100)이 이동할 수 있는 것이다.

그러나, 나침반의 방향 정보에 오류가 반영되어 있는 경우 이동 로봇(100)은 도 2에 도시된 것과 같은 경로로 주행할 수 없을 수 있다.

즉, 더욱이 오류가 반영된 방향 정보가 누적됨에 따라 주행이 지속되면서 주행 오차는 가중되고, 이동 로봇(100)은 도 3에 도시된 것과 같은 경로로 주행할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)은 선박(10)의 바닥면의 경계 형태만을 고려하여 주행하기 때문에 주행 오차가 가중되는 것과 같은 상황을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 선박의 바닥면이 복수의 구역으로 구분된 것을 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 제어 장치(200)는 선박(10)의 바닥면(S)을 복수의 구역(S1, S2, S3)으로 구분할 수 있다. 특히, 선박(10)의 바닥면(S)은 선수 구역(S1), 중간 구역(S2) 및 선미 구역(S3)으로 구분될 수 있다.

선박(10)의 바닥면(S)은 전체적으로 타원의 형태를 갖고 있다. 여기서, 중간 구역(S2)은 직사각형의 형태를 갖고, 선수 구역(S1) 및 선미 구역(S3)은 각각 반원의 형태를 갖는다.

따라서, 선수에서 선미를 연결하는 가상선에 수직한 각 구역의 폭이 가상선을 따라 일정한 경우 해당 부분은 중간 구역(S2)에 포함되고, 가상선을 따라 변경되는 경우 해당 부분은 선수 구역(S1) 또는 선미 구역(S3)에 포함된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치를 나타낸 블록도이다.

도 5를 참조하면, 제어 장치(200)는 입력부(210), 저장부(220), 제어부(230) 및 출력부(240)를 포함하여 구성된다.

입력부(210)는 감지부(140)에 의하여 감지된 감지 결과를 입력받는 역할을 수행한다. 즉, 입력부(210)는 주변 환경에 대한 감지 결과를 입력받을 수 있다.

또한, 입력부(210)는 사용자 명령을 입력받을 수 있다. 사용자 명령은 이동 로봇(100)에 포함된 각 구성 성분에 대한 제어 명령을 포함한다. 예를 들어, 입력부(210)는 주행부(120), 브러시(130) 또는 감지부(140)의 동작 개시 명령 또는 동작 중지 명령 등을 입력받을 수 있다. 이를 위하여, 입력부(210)는 사용자 단말기(미도시)와 유선 또는 무선으로 통신을 수행할 수 있다.

또한, 입력부(210)는 이동 로봇(100)의 자동 동작을 위한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 입력된 제어 명령은 저장부(220)에 저장되고, 이동 로봇(100)은 저장부(220)에 저장된 제어 명령에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(100)은 저장된 제어 명령에 따라 선박(10)의 특정 지점에 대한 청소를 수행한 이후에 또 다른 지점으로 이동하고, 해당 지점에서의 청소를 수행할 수 있다.

이동 로봇(100)의 자동 동작을 위한 제어 명령뿐만 아니라 저장부(220)는 입력부(210)를 통하여 입력된 입력 정보를 임시 또는 영구적으로 저장하는 역할을 수행한다.

제어부(230)는 주행부(120), 브러시(130) 및 감지부(140)에 대한 전반적인 제어를 수행한다. 예를 들어, 제어부(230)는 주행부(120), 브러시(130) 및 감지부(140)를 동작시키거나 동작이 중단되도록 할 수 있다.

또한, 제어부(230)는 선박(10)의 바닥면(S)을 복수의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 서로 다른 경로 알고리즘에 따라 몸체(110)가 주행하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

제어부(230)는 선박(10)의 바닥면(S)을 선수 구역(S1), 중간 구역(S2) 및 선미 구역(S3)으로 구분할 수 있다. 각 구역은 선수에서 선미를 연결하는 가상선에 수직한 각 구역의 폭이 변경되는지 여부에 따라 결정될 수 있다.

몸체(110)는 선수에서 선미로 이동하거나 선미에서 선수로 이동하면서 작업을 수행할 수 있다. 이 때, 각 구역의 구역 경계의 형태가 상이하기 때문에 동일한 경로 알고리즘을 적용할 수 없다. 각 구역에 동일한 알고리즘을 적용하는 경우 의도하지 못한 방향으로 몸체(110)가 이동할 수 있기 때문이다.

제어부(230)는 현재 몸체(110)가 위치하고 있는 구역이 어느 구역인지를 판단하고, 해당 구역에 대응하는 경로 알고리즘을 추출하여 주행부(120)를 제어할 수 있다.

출력부(240)는 제어부(230)에 의한 제어 신호를 주행부(120), 브러시(130) 및 감지부(140)로 송신하는 역할을 수행한다. 주행부(120), 브러시(130) 및 감지부(140)는 수신된 제어 신호에 따라 동작을 수행하게 된다.

또한, 출력부(240)는 감지부(140)에 의하여 감지된 정보를 사용자 단말기(미도시)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 출력부(240)는 주변 온도, 주변 압력, 주변 밝기 및 주변 장면 등을 사용자 단말기로 송신할 수 있다. 이를 위하여, 출력부(240)와 사용자 단말기는 유선 또는 무선으로 통신을 수행할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 이동 경로를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 이동 로봇(100)은 P1 지점에서 출발하여 P2 지점에 도달할 수 있다. 이하, 이동 로봇(100)이 선수에서 선미로 이동하면서 작업을 수행하는 것을 가정하기로 한다. 또한, P1 지점은 이동 로봇(100)이 작업에 착수하는 시작 지점으로서, 이 때 제어 장치(200)는 이동 로봇(100)이 선수 구역(S1)에 위치하고 있는 것을 인식하고 있는 것으로 가정하기로 한다.

구역 경계 즉, P2 지점에 도달함에 따라 제어 장치(200)의 제어부(230)는 몸체(110)의 방향 전환 각도를 결정할 수 있다. 제어부(230)는 복수의 구역 각각의 구역 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 구역 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 몸체(110)가 구역 경계에서 벗어나 다른 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

몸체(110)의 진입 방향이 법선과 일치하지 않는다는 것은 몸체(110)가 선수 구역(S1) 또는 선미 구역(S3)을 주행하고 있는 것을 의미한다. 후술하는 바와 같이, 몸체(110)가 중간 구역(S2)을 주행하는 경우 선박(10)의 일측 지점에서 다른 일측 지점으로 이동함에 있어서 법선과 일치하게 이동한다.

몸체(110)가 구역 경계에 도달한 경우 감지부(140)는 구역 경계의 형태를 감지하고, 제어부(230)는 감지된 구역 경계의 형태를 참조하여 법선의 방향을 판단한다. 그리하여, 진입 방향과 법선이 일치하지 않는 경우 제어부(230)는 몸체(110)가 선수 구역(S1) 또는 선미 구역(S3)을 주행 중인 것으로 판단하고, 구역 경계를 벗어나 진입 지점 즉 P2 지점에서 다른 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

특히, 전술한 바와 같이 제어부(230)는 현재 몸체(110)가 선수 구역(S1)을 주행 중인 것으로 인식하고 있기 때문에 몸체(110)가 진입 지점에서 다른 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

본 발명에서 선박(10)의 바닥면(S)을 주행하는 몸체(110)는 선수와 선미를 연결하는 가상선(Lv)을 교차하면서 주행할 수 있다. 따라서, 특정 지점에서 다른 지점으로 이동하는 것은 가상선(Lv)을 교차하여 다른 지점으로 이동하는 것을 의미한다. 이에, 제어부(230)의 제어에 따라 몸체(110)는 P2 지점에서 곧바로 가상선(Lv)을 교차하여 P3 지점으로 이동할 수 있다.

특히, 제어부(230)는 복수의 구역 각각의 구역 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 구역 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 즉, 몸체(110)가 선수 구역(S1) 또는 선미 구역(S3)을 주행 중인 경우 진입 방향과 법선이 이루는 각도에 비하여 진입된 지점에서의 진출 방향과 진입 방향이 이루는 각도가 작게 형성되도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 진입 방향과 법선(Lp)이 이루는 각도가 θ인 경우 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도는 θ/a일 수 있다. 여기서, a는 1보다 큰 수를 나타낸다. a는 사용자에 의하여 결정될 수 있으며, 입력부(210)를 통하여 입력된 값일 수 있다. 입력된 a는 저장부(220)에 저장될 수 있고, 제어부(230)는 저장부(220)에 저장된 a를 참조하여 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도 θ/a를 결정할 수 있다.

몸체(110)는 가상선(Lv)을 교차하면서 지속적으로 주행하는데, 구역 경계에 도달할 때의 진입 방향과 법선이 이루는 각도는 각 진입 지점별로 상이할 수 있다. 특히, 선수에서 선미 방향으로 이동함에 따라 진입 방향과 법선이 이루는 각도는 점차 감소될 수 있다.

이에, 도 7에 도시된 바와 같이 몸체(110)가 가상선(Lv)을 교차하여 선수 구역(S1)의 구역 경계를 왕복하면서 중간 구역(S2)을 향하여 이동하는 경우 각 진입 지점에서 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도는 점차 감소될 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 중간 구역에서의 이동 경로를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 중간 구역(S2)에 진입한 이동 로봇(100)은 P1 지점에서 출발하여 P2 지점에 도달할 수 있다.

제어부(230)는 가상선(Lv)을 교차하여 구역 경계를 왕복하는 몸체(110)의 이동 거리를 참조하여 현재의 구역을 판단할 수 있다. 즉, 구역 경계를 왕복하는 거리가 일정하게 유지되는 경우 제어부(230)는 몸체(110)가 중간 구역(S2)에 위치하고 있는 것으로 판단하는 것이다.

그리하여, 몸체(110)가 중간 구역(S2)에 위치하고 있는 것으로 판단함에 따라 제어부(230)는 진입 지점에서의 구역 경계의 법선을 따라 몸체(110)가 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 제어부(230)는 몸체(110)가 P1 지점에서 P2 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어하는 것이다.

도 9를 참조하면, 제어부(230)는 복수의 구역 각각의 구역 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 구역 경계의 법선과 일치하는 경우 몸체(110)가 구역 경계를 따라 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

몸체(110)가 P1 지점에서 P2 지점으로 진입함에 따라 즉, 진입 방향과 법선이 일치함에 따라 제어부(230)는 구역 경계를 따라 몸체(110)가 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 제어부(230)는 몸체(110)가 P2 지점에서 P3 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

여기서, 몸체(110)의 주행 거리는 사전에 결정될 수 있으며, 결정된 주행 거리는 저장부(220)에 저장될 수 있다. 제어부(230)는 저장부(220)에 저장된 주행 거리에 따라 몸체(110)가 구역 경계를 따라 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

몸체(110)는 가상선(Lv)을 교차하여 구역 경계의 다른 지점으로 이동하는 것과 구역 경계를 따라 이동하는 것을 반복하면서 주행을 지속한다. 그리하여, 몸체(110)는 도 10에 도시된 바와 같이 직각 방향으로 주행을 지속하면서 선미 구역(S3)을 향하여 이동할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의한 선미 구역에서의 이동 경로를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 중간 구역(S2)에 진입한 이동 로봇(100)은 P1 지점에서 출발하여 P2 지점에 도달할 수 있다.

제어부(230)는 가상선(Lv)을 교차하여 구역 경계를 왕복하는 몸체(110)의 이동 거리를 참조하여 현재의 구역을 판단할 수 있다. 즉, 구역 경계를 왕복하는 거리가 점차 감소되는 경우 제어부(230)는 몸체(110)가 선미 구역(S3)에 위치하고 있는 것으로 판단하는 것이다.

P1 지점에 도달함에 따라 제어부(230)는 몸체(110)의 방향 전환 각도를 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 구역 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 구역 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 제어부(230)는 몸체(110)가 진입된 지점의 구역 경계를 벗어나 다른 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

몸체(110)가 구역 경계에 도달한 경우 감지부(140)는 구역 경계의 형태를 감지하고, 제어부(230)는 감지된 구역 경계의 형태를 참조하여 법선의 방향을 판단한다. 그리하여, 진입 방향과 법선이 일치하지 않는 경우 제어부(230)는 몸체(110)가 선수 구역(S1) 또는 선미 구역(S3)을 주행 중인 것으로 판단하고, 구역 경계를 벗어나 진입 지점 즉 P1 지점에서 다른 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

특히, 제어부(230)는 가상선(Lv)을 교차하여 구역 경계간을 왕복한 왕복 거리를 참조하여 현재 몸체(110)가 선미 구역(S3)을 주행하는 것으로 인식하고 있기 때문에 몸체(110)가 P1 지점에서 가상선(Lv)을 교차하여 P2 지점으로 이동하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다

몸체(110)가 선미 구역(S3)을 주행 중인 경우 제어부(230)는 진입 방향과 법선이 이루는 각도에 비하여 진입된 지점에서의 진출 방향과 진입 방향이 이루는 각도가 작게 형성되도록 주행부(120)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 진입 방향과 법선(Lp)이 이루는 각도가 δ인 경우 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도는 δ/b일 수 있다. 여기서, b는 1보다 큰 수를 나타낸다. b는 사용자에 의하여 결정될 수 있으며, 입력부(210)를 통하여 입력된 값일 수 있다. 입력된 b는 저장부(220)에 저장될 수 있고, 제어부(230)는 저장부(220)에 저장된 b를 참조하여 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도 δ/b를 결정할 수 있다.

몸체(110)는 가상선(Lv)을 교차하면서 지속적으로 주행하는데, 구역 경계에 도달할 때의 진입 방향과 법선이 이루는 각도는 각 진입 지점별로 상이할 수 있다. 특히, 선미 말단으로 이동함에 따라 진입 방향과 법선이 이루는 각도는 점차 증가할 수 있다.

이에, 도 12에 도시된 바와 같이 몸체(110)가 가상선(Lv)을 교차하여 선미 구역(S3)의 구역 경계를 왕복하면서 선미 말단을 향하여 이동하는 경우 각 진입 지점에서 진입 방향과 진출 방향이 이루는 각도는 점차 증가할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇이 주행하는 선박에 구역 경계 알림 수단이 구비된 것을 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 선박(10)은 구역 경계 알림 수단(11)을 구비할 수 있다. 구역 경계 알림 수단(11)은 선박(10)의 바닥면(S)을 구성하는 각 구역의 경계를 알려주는 역할을 수행한다. 즉, 이동 로봇(100)은 구역 경계 알림 수단(11)에 의하여 구역의 경계에 도달하였는지를 판단할 수 있는 것이다.

구역 경계 알림 수단(11)이 구비됨에 따라 이동 로봇(100)은 구역 경계간의 이동 거리 또는 진입 방향과 법선간의 각도를 산출하지 않고 구역이 변경되었음을 확인할 수 있게 된다.

구역 경계 알림 수단(11)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구역 경계 알림 수단(11)은 무선 전파 신호를 송신함으로써 구역의 경계를 알릴 수 있다. 구역 경계 알림 수단(11)이 송신한 전파 신호를 참조하여 이동 로봇(100)은 구역이 변경되는지 여부를 확인할 수 있다.

또는, 구역 경계 알림 수단(11)은 마커(marker)의 형태로 구현될 수 있다. 즉, 구역 경계 알림 수단(11)은 선박(10)의 바닥면(S)에 부착되고, 이동 로봇(100)은 이를 감지하여 구역의 변경 여부를 확인할 수 있는 것이다.

이와 같은 구역 경계 알림 수단(11)의 형태는 예시적인 것으로서 보다 다양한 형태로 구역 경계 알림 수단(11)이 구현될 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 이동 로봇
110: 몸체
120: 주행부
130: 브러시
140: 감지부
200: 제어 장치
210: 입력부
220: 저장부
230: 제어부
240: 출력부

Claims

몸체;
상기 몸체에 구비되고, 대상물의 표면에 부착하여 상기 몸체를 주행시키는 주행부; 및
상기 대상물의 표면을 복수의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 서로 다른 경로 알고리즘에 따라 상기 몸체가 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 제어 장치를 포함하는 이동 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 구역 각각은 경계를 갖고,
상기 제어 장치는 경계의 형태에 대응한 경로 알고리즘에 따라 상기 몸체가 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
제 2항에 있어서,
상기 몸체는 주행 중 상기 복수의 구역 각각의 경계에 도달하는 경우 방향 전환을 수행하고,
상기 제어 장치는 경계에 도달한 상기 몸체의 방향 전환 각도를 결정하는 이동 로봇.
제 3항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하는 경우 상기 몸체가 경계를 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 상기 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 상기 몸체가 상기 진입된 지점의 경계를 벗어나 다른 지점으로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
제 4항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 복수의 구역 각각의 경계로의 진입 방향이 상기 진입된 지점에서의 경계의 법선과 일치하지 않는 경우 상기 진입 방향과 상기 법선이 이루는 각도에 비하여 상기 진입된 지점에서의 진출 방향과 상기 진입 방향이 이루는 각도가 작게 형성되도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 대상물의 표면은 선박의 바닥면을 포함하고,
상기 복수의 구역은 선수 구역, 중간 구역 및 선미 구역을 포함하는 이동 로봇.