KR20170112317A - 배관용 로봇 - Google Patents

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KR20170112317A
KR20170112317A KR1020160039211A KR20160039211A KR20170112317A KR 20170112317 A KR20170112317 A KR 20170112317A KR 1020160039211 A KR1020160039211 A KR 1020160039211A KR 20160039211 A KR20160039211 A KR 20160039211A KR 20170112317 A KR20170112317 A KR 20170112317A
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박경웅
김종필
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

배관용 로봇이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 배관용 로봇은 다수의 배관 유니트가 결합된 배관을 따라 주행하는 로봇으로서, 상기 다수의 배관 유니트 중 하나인 제 1 배관 유니트를 따라 주행하는 주행 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 배관 유니트의 전방에 이웃하여 연결된 제 2 배관 유니트의 중앙부로 제 1 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 1 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 일측벽으로 제 2 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 2 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 타측벽으로 제 3 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 3 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 격자 패턴 레이저, 상기 제 2 격자 패턴 레이저 및 상기 제 3 격자 패턴 레이저가 상기 제 2 배관 유니트 내에 형성하는 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성하는 카메라모듈; 및 상기 이미지프레임을 분석하여 상기 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 제어부를 포함한다.

Description

배관용 로봇{ROBOT FOR PIPELINE}
본 발명은 배관용 로봇에 관한 것이다.
배관 내 용접상태 검사를 위해 비파괴 검사용 로봇이 흔히 사용된다. 비파괴 검사용 로봇은 배관 내부를 주행하는 주행 모듈에 방사선을 이용해 용접 이음부를 검사하는 비파괴 검사 장비가 탑재된 형태를 가진다.
위와 같은 비파괴 검사용 로봇과 같이 배관 내부를 주행하는 로봇의 경우 다음과 같은 주행 관련 기술이 제안되었다.
첫째, 카메라를 로봇의 전방에 장착하고 카메라로부터 전송받은 관내 영상을 작업자가 직접 판단하여 조정하는 방법이 제안되었다. 이와 같은 방법의 경우, 사용자가 로봇의 관내 이동을 직접 조종해야 하기 때문에 번거롭고 불편하다는 문제가 있다.
둘째, 로봇의 전방으로 빛을 조사한 후 카메라로 곡관 및 T-분기점에 대한 그림자 이미지의 형상 특징점을 추출하고 이에 대한 비교판단을 통해 주행환경을 인식하는 방법이 제안되었다.
이와 같은 방법의 경우, 기본적으로 영상 이미지의 질(Quality)에 의존하게 되어 배관의 이음부(곡관, T관)가 외부 광원에 노출된 환경일 경우 그림자를 통해 형상 인식이 불가하다는 단점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 주행 시 전방에 위치하는 배관의 형상을 자동으로 정확하게 예측하는 배관용 로봇을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 배관 유니트가 결합된 배관을 따라 주행하는 로봇으로서, 상기 다수의 배관 유니트 중 하나인 제 1 배관 유니트를 따라 주행하는 주행 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 배관 유니트의 전방에 이웃하여 연결된 제 2 배관 유니트의 중앙부로 제 1 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 1 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 일측벽으로 제 2 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 2 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 타측벽으로 제 3 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 3 레이저 모듈; 상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 격자 패턴 레이저, 상기 제 2 격자 패턴 레이저 및 상기 제 3 격자 패턴 레이저가 상기 제 2 배관 유니트 내에 형성하는 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성하는 카메라모듈; 및 상기 이미지프레임을 분석하여 상기 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 제어부를 포함하는, 배관용 로봇이 제공될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이미지프레임의 패턴 이미지가 상기 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지를 포함하고, 상기 제1 패턴 이미지가 일그러진 경우, 상기 제 2 배관 유니트를 곡관으로 예측할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제 1 패턴 이미지가 일그러진 방향을 상기 제 2 배관 유니트의 구부러진 방향으로 예측할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이미지프레임의 패턴 이미지가 상기 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지를 포함하지 않는 경우, 상기 제 2 배관 유니트를 직관으로 예측할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이미지프레임의 패턴 이미지에 포함된 상기 제 2 패턴 이미지 및 상기 제3 패턴 이미지 중 적어도 하나에 불연속 영역이 존재하는 경우, 상기 제 2 배관 유니트에 분기관이 연결된 것으로 예측할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제 2 배관 유니트 중 상기 불연속 영역이 존재하는 패턴 이미지가 형성된 위치에 상기 분기관이 위치하는 것으로 예측할 수 있다.
상기 주행 모듈은, 몸체; 및 상기 몸체를 상기 제 1 배관 유니트 및 상기 제 2 배관 유니트의 내측벽을 따라 주행시키는 바퀴를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 주행 모듈이 상기 제 2 배관 유니트의 예측된 형상에 대응하여 주행 가능하도록 상기 바퀴의 위치를 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전방으로 조사되는 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저, 제 3 격자 패턴 레이저에 의한 패턴 이미지를 분석하여 전방의 배관 형상을 효과적으로 예측할 수 있다. 배관용 로봇은 예측 결과를 통해 안정적이고 효과적으로 주행하도록 자세를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 로봇을 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 AA 선에 따른 단면을 나타내는 도면이고,
도 3은 제 2 배관 유니트가 곡관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 제 2 배관 유니트가 곡관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 5은 제 2 배관 유니트가 직관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 제 2 배관 유니트가 직관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 7은 제 2 배관 유니트가 분기관이 연결된 직관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 제 2 배관 유니트가 분기관이 연결된 직관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 로봇을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 AA 선에 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배관용 로봇(10)은 주행 모듈(100)과, 제 1 레이저 모듈(210)과, 제 2 레이저 모듈(220)과, 제 3 레이저 모듈(230)과, 카메라 모듈(300)과, 제어부(400)를 포함한다.
이러한 배관용 로봇(10)은 다수의 배관 유니트가 결합된 배관(P)을 따라 주행하며 작업을 수행한다. 이때, 주행 모듈(100)이 다수의 배관 유니트 중 하나인 제 1 배관 유니트(P1) 내부를 따라 주행하는 과정에서 제 1 배관 유니트(P1)의 전방에 이웃하여 연결된 제 2 배관 유니트(P2)의 형상을 예측하고, 이를 기초로 주행 모듈(100)이 제 2 배관 유니트(P2) 내부를 안정적이고 효과적으로 주행하도록 제어한다. 이에 대해 후술한다.
주행 모듈(100)은 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)를 따라 주행할 수 있다.
본 실시예에서, 주행 모듈(100)은 몸체(110)와 주행 바퀴(130)를 포함할 수 있다.
몸체(110)에는 후술하는 레이저 모듈(200), 카메라 모듈(300), 제어부(400) 등이 탑재된다.
주행 바퀴(130)는 몸체(110)를 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내측벽을 따라 배관(P)의 연장 방향으로 주행시킨다. 주행 바퀴(130)의 개수는 도 1 및 도 2와 같이 두 개일 수 있다. 이때, 두 개의 주행 바퀴(130)는 몸체(110)를 중심으로 상호 대칭 구조로 배치될 수 있다. 다만, 몸체(110)를 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내측벽을 따라 주행시키기 위한 주행 바퀴(130)의 개수 및 배치는 제한되지 않는다.
주행 바퀴(130)는 주행 구동부(미도시)에 의해 회전할 수 있다. 주행 구동부가 주행 바퀴(130)에 구동력을 제공하는 메커니즘은 공지된 기술을 따르며 이에 대한 설명은 생략한다.
주행 바퀴(130)는 지지 부재(135)를 매개로 몸체(110)에 지지될 수 있다. 다시 말해, 주행 바퀴(130)는 몸체(110)에서 제 1 배관 유니트(P1)의 내벽으로 연장된 지지 부재(135)의 끝단에 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 주행 모듈(100)은 예측된 제 2 배관 유니트(P2)의 형상에 대응하여 제 1 배관 유니트(P1) 내에서 자세 변경이 가능하다.
이를 위해, 지지 부재(135)는 몸체(110)에 대해 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 반경 방향으로 운동할 수 있다. 지지 부재(135)가 몸체(110) 내부로 삽입되면 주행 바퀴(130)는 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내벽과 분리될 수 있다.
그리고 몸체(110)에는 자세 변경 바퀴(150)가 제공될 수 있다. 자세 변경 바퀴(150)는 몸체(110)를 제 1 배관 유니트(P1)의 내측벽을 따라 배관(P)의 원주 방향으로 회전시킬 수 있다. 자세 변경 바퀴(150)는 지지 부재(155)를 매개로 몸체(110)에 지지될 수 있다. 다시 말해 자세 변경 바퀴(150)는 몸체(110)에서 제 1 배관 유니트(P1)의 내벽으로 연장된 지지 부재(155)의 끝단에 설치될 수 있다.
자세 변경 바퀴(150)는 자세 변경 구동부(미도시)에 의해 회전할 수 있다. 자세 변경 구동부가 자세 변경 바퀴(150)에 구동력을 제공하는 메커니즘은 공지된 기술을 따르며 이에 대한 설명은 생략한다.
지지 부재(155)는 몸체(110)에 대해 제 1 배관 유니트(P1)의 반경 방향으로 운동할 수 있다. 지지 부재(155)가 몸체(110) 외부로 연장되면 자세 변경 바퀴(150)는 제 1 배관 유니트(P1)의 내벽과 접촉할 수 있다.
예컨대, 주행 모듈(100)이 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)를 따라 주행할 때 자세 변경 바퀴(150)는 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내벽에 비접촉된 상태에 놓이고, 주행 바퀴(130)는 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내벽에 접촉된 상태에 놓인다.
그리고 주행 모듈(100)이 제 1 배관 유니트(P1)에서 예측된 제 2 배관 유니트(P2)의 형상에 대응하여 자세 변경할 때 자세 변경 바퀴(150)는 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내벽에 접촉된 상태에 놓이고, 주행 바퀴(130)는 제 1 배관 유니트(P1) 및 제 2 배관 유니트(P2)의 내벽에 비접촉된 상태에 놓인다.
한편, 다른 실시예에서 주행 모듈(100)의 자세를 변경하기 위한 다양한 메커니즘이 제안될 수 있음은 물론이다.
주행 모듈(100)에는 제 1 레이저 모듈(210)과, 제 2 레이저 모듈(220)과 제 3 레이저 모듈(230)이 설치될 수 있다.
제 1 레이저 모듈(210)은 제 1 배관 유니트(P1)의 전방에 이웃하여 연결된 제 2 배관 유니트(P2)의 중앙부로 제 1 격자 패턴 레이저를 조사할 수 있다.
제 2 레이저 모듈(220)은 제 1 레이저 모듈(210)의 조사 방향에 대해 비스듬하게 제 2 배관 유니트(P2)의 일측벽으로 제 2 격자 패턴 레이저를 조사할 수 있다. 제 3 레이저 모듈(230)은 제 1 배관 유니트(P1)의 조사 방향에 대해 비스듬하게 제 2 배관 유니트(P2)의 타측벽으로 제 3 격자 패턴 레이저를 조사할 수 있다.
제 1 레이저 모듈(210)과, 제 2 레이저 모듈(220)과, 제 3 레이저 모듈(230)은 격자 패턴 레이저를 조사하는 통상적인 레이저 장치일 수 있으며 이에 대한 설명은 생략한다.
주행 모듈(100)에는 카메라 모듈(300)이 설치될 수 있다. 카메라 모듈(300)은 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저가 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성하는 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성한다.
제어부(400)는 이미지프레임을 분석하여 제 2 배관 유니트(P2)의 형상을 예측한다. 그리고 제어부(400)는 제 2 배관 유니트(P2)의 예측된 형상을 기초로 주행 모듈(100)이 제 2 배관 유니트(P2)를 안정적이고 효과적으로 주행하도록 주행 모듈(100)의 자세를 제어한다.
이하, 제어부(400)가 제 2 배관 유니트(P2)의 종류에 따라 그 형상을 예측하는 과정을 예를 들어 설명한다.
제 2 배관 유니트(P 2 )가 곡관인 경우
도 3은 제 2 배관 유니트가 곡관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 주행 모듈(100)이 제 1 배관 유니트(P1)를 따라 이동하는 과정에서 제 1 배관 유니트(P1)와 연결된 제 2 배관 유니트(P2)를 만나면, 제 1 레이저 모듈(210), 제 2 레이저 모듈(220) 및 제 3 레이저 모듈(230)은 제 2 배관 유니트(P2)로 각각 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저를 조사한다.
이때, 카메라 모듈(300)은 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성된 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성한다.
도 4는 제 2 배관 유니트가 곡관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 곡관인 제 2 배관 유니트(P2)로 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저가 조사될 때, 카메라 모듈(300)은 위 격자 패턴 레이저들이 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성하는 패턴 이미지(I)를 촬영하여 이미지프레임(F)을 생성할 수 있다.
위 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(I1), 제 2 격자 패턴 레이저에 의한 제 2 패턴 이미지(I2), 제 3 격자 패턴 레이저에 의한 제 3 패턴 이미지(I3)를 포함할 수 있다.
제 2 배관 유니트(P2)가 곡관인 경우, 제 1 격자 패턴 레이저는 제 2 배관 유니트(P2)의 내측벽에 상을 맺을 수 있기 때문에 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 패턴 이미지(I1)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 패턴 이미지(I1)는 곡관인 제 2 배관 유니트(P2)의 구부러진 방향으로 일그러질 수 있다.
제어부(400)는 카메라 모듈(300)이 생성하는 도 4와 같은 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)가 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(I1)를 포함하면, 제 2 배관 유니트(P2)를 곡관으로 예측할 수 있다. 그리고 제어부(400)는 제 1 패턴 이미지(I1)가 일그러진 방향을 제 2 배관 유니트(P2)의 구부러진 방향으로 예측할 수 있다.
제어부(400)는 예측 결과를 기초로 주행 모듈(100)이 곡관인 제 2 배관 유니트(P2)를 따라 안정적, 효과적으로 주행하도록 주행 모듈(100)의 자세 또는 위치를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 주행 모듈(100)의 주행 바퀴(130)의 배치를 예측된 제 2 배관 유니트(P2)의 형상에 최적화된 형태로 재 배치할 수 있다.
제 2 배관 유니트(P 2 )가 직관인 경우 Ⅰ
도 5은 제 2 배관 유니트가 직관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 주행 모듈(100)이 제 1 배관 유니트(P1)를 따라 이동하는 과정에서 제 1 배관 유니트(P1)와 연결된 제 2 배관 유니트(P2)를 만나면, 제 1 레이저 모듈(210), 제 2 레이저 모듈(220) 및 제 3 레이저 모듈(230)은 제 2 배관 유니트(P2)로 각각 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저를 조사한다.
이때, 카메라 모듈(300)은 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성된 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성한다.
도 6은 제 2 배관 유니트가 직관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 직관인 제 2 배관 유니트(P2)로 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저가 조사될 때, 카메라 모듈(300)는 위 격자 패턴 레이저들이 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성하는 패턴 이미지(I)를 촬영하여 이미지프레임(F)을 생성할 수 있다.
위 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함하지 않고, 제 2 격자 패턴 레이저에 의한 제 2 패턴 이미지(I2), 제 3 격자 패턴 레이저에 의한 제 3 패턴 이미지(I3)를 포함한다.
제 2 배관 유니트(P2)가 직관인 경우, 제 2 배관 유니트(P2)의 중앙부는 비어있어 제 1 격자 패턴 레이저의 상이 맺힐 수 없기 때문에 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함할 수 없다.
제어부(400)는 카메라 모듈(300)이 생성하는 도 6과 같은 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)가 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함하지 않으면, 제 2 배관 유니트(P2)를 직관으로 예측할 수 있다.
제 2 배관 유니트(P 2 )가 직관인 경우 Ⅱ
도 7은 제 2 배관 유니트가 분기관이 연결된 직관인 경우 제어부가 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 주행 모듈(100)이 제 1 배관 유니트(P1)를 따라 이동하는 과정에서 제 1 배관 유니트(P1)와 연결된 제 2 배관 유니트(P2)를 만나면, 제 1 레이저 모듈(210), 제 2 레이저 모듈(220) 및 제 3 레이저 모듈(230)은 제 2 배관 유니트(P2)로 각각 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저를 조사한다.
이때, 카메라 모듈(300)은 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성된 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성한다.
도 8은 제 2 배관 유니트가 분기관이 연결된 직관인 경우 생성된 이미지프레임의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 분기관(P3)이 연결된 직관인 제 2 배관 유니트(P2)로 제 1 격자 패턴 레이저, 제 2 격자 패턴 레이저 및 제 3 격자 패턴 레이저가 조사될 때, 카메라 모듈(300)는 위 격자 패턴 레이저들이 제 2 배관 유니트(P2) 내에 형성하는 패턴 이미지(I)를 촬영하여 이미지프레임(F)을 생성할 수 있다.
위 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함하지 않고, 제 2 격자 패턴 레이저에 의한 제 2 패턴 이미지(I2), 제 3 격자 패턴 레이저에 의한 제 3 패턴 이미지(I3)를 포함한다. 그리고 제 3 패턴 이미지(I3)에 불연속 영역(D)이 존재한다.
제 2 배관 유니트(P2)가 직관인 경우, 제 2 배관 유니트(P2)의 중앙부는 비어있어 제 1 격자 패턴 레이저의 상이 맺힐 수 없기 때문에 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)는 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함할 수 없다. 그리고 제 2 배관 유니트(P2)의 일측벽에 분기관(P3)이 연결되면 제 3 패턴 이미지에 불연속 영역이 존재한다.
제어부(400)는 카메라 모듈(300)이 생성하는 도 8과 같은 이미지프레임(F)이 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지(도 4의 I1 참조)를 포함하지 않고, 도 8과 같은 이미지프레임(F)의 패턴 이미지(I)에 포함된 제 2 패턴 이미지(I2) 및 제 3 패턴 이미지(I3) 중 적어도 하나에 불연속 영역(B)이 존재하는 경우, 직관인 제 2 배관 유니트(P2)를 분기관(P3)이 연결된 직관으로 예측할 수 있다.
제어부(400)는 제 2 배관 유니트(P2) 중 불연속 특이점(D)이 형성된 영역에 제 2 배관 유니트(P2)와 연결된 분기관(P3)이 위치하는 것으로 예측할 수 있다.
제어부(400)는 예측 결과를 기초로 주행 모듈(100)이 분기관(P3)이 연결된 직관인 제 2 배관 유니트(P2)를 따라 안정적, 효과적으로 주행하도록 주행 모듈(100)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 주행 모듈(100)의 주행 바퀴(130)가 제 2 배관 유니트(P2)를 주행할 때 제 2 배관 유니트(P2)의 분기관(P3) 안으로 빠지지 않도록 재배치할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 : 배관용 로봇
100 : 주행 모듈
110 : 몸체
130 : 주행 바퀴
135 : 지지 부재
150 : 자세 변경 바퀴
155 : 지지 부재
210 : 제 1 레이저 모듈
220 : 제 2 레이저 모듈
230 : 제 3 레이저 모듈
300 : 카메라 모듈
400 : 제어부

Claims (7)

  1. 다수의 배관 유니트가 결합된 배관을 따라 주행하는 로봇으로서,
    상기 다수의 배관 유니트 중 하나인 제 1 배관 유니트를 따라 주행하는 주행 모듈;
    상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 배관 유니트의 전방에 이웃하여 연결된 제 2 배관 유니트의 중앙부로 제 1 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 1 레이저 모듈;
    상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 일측벽으로 제 2 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 2 레이저 모듈;
    상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 레이저 모듈의 조사 방향에 대해 비스듬하게 상기 제 2 배관 유니트의 타측벽으로 제 3 격자 패턴 레이저를 조사하는 제 3 레이저 모듈;
    상기 주행 모듈에 설치되고, 상기 제 1 격자 패턴 레이저, 상기 제 2 격자 패턴 레이저 및 상기 제 3 격자 패턴 레이저가 상기 제 2 배관 유니트 내에 형성하는 패턴 이미지를 촬영하여 이미지프레임을 생성하는 카메라모듈; 및
    상기 이미지프레임을 분석하여 상기 제 2 배관 유니트의 형상을 예측하는 제어부를 포함하는, 배관용 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지프레임의 패턴 이미지가 상기 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지를 포함하고, 상기 제1 패턴 이미지가 일그러진 경우, 상기 제 2 배관 유니트를 곡관으로 예측하는, 배관용 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 패턴 이미지가 일그러진 방향을 상기 제 2 배관 유니트의 구부러진 방향으로 예측하는, 배관용 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지프레임의 패턴 이미지가 상기 제 1 격자 패턴 레이저에 의한 제 1 패턴 이미지를 포함하지 않는 경우, 상기 제 2 배관 유니트를 직관으로 예측하는, 배관용 로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지프레임의 패턴 이미지에 포함된 상기 제 2 패턴 이미지 및 상기 제3 패턴 이미지 중 적어도 하나에 불연속 영역이 존재하는 경우, 상기 제 2 배관 유니트에 분기관이 연결된 것으로 예측하는, 배관용 로봇.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2 배관 유니트 중 상기 불연속 영역이 존재하는 패턴 이미지가 형성된 위치에 상기 분기관이 위치하는 것으로 예측하는, 배관용 로봇.
  7. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 주행 모듈은,
    몸체; 및
    상기 몸체를 상기 제 1 배관 유니트 및 상기 제 2 배관 유니트의 내측벽을 따라 주행시키는 바퀴를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 주행 모듈이 상기 제 2 배관 유니트의 예측된 형상에 대응하여 주행 가능하도록 상기 바퀴의 위치를 조정하는, 배관용 로봇.
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