KR20180076450A - Apparatus and method for preventing collision of robot - Google Patents

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KR20180076450A
KR20180076450A KR1020160180603A KR20160180603A KR20180076450A KR 20180076450 A KR20180076450 A KR 20180076450A KR 1020160180603 A KR1020160180603 A KR 1020160180603A KR 20160180603 A KR20160180603 A KR 20160180603A KR 20180076450 A KR20180076450 A KR 20180076450A
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KR1020160180603A
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최태용
도현민
김휘수
박동일
박찬훈
경진호
김두형
손영수
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한국기계연구원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for preventing a collision of a robot, including: a body; a plurality of human body detection sensors provided on the body to detect a person; a plurality of distance measurement sensors provided on the body to measure a distance to the person; and a control unit connected to the human body detection sensors and the distance measurement sensors to measure the distance to the person by operating the distance measurement sensors disposed at locations where the human body detection sensors which have detected the person among the human body detection sensors are disposed. In addition, the present invention relates to a method for preventing a collision of a robot, in which the apparatus for preventing the collision is mounted at an end of the robot to detect a person approaching the robot when the robot is operated and to operate the robot in a collision control mode by measuring a distance between the end of the robot and the person when the person is detected.

Description

로봇의 충돌 방지 장치 및 방법 {Apparatus and method for preventing collision of robot}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for preventing collision of a robot,

본 발명은 로봇의 말단에 장착되어 로봇의 동작 시 접근하는 사람의 존재 여부 및 거리를 감지하여 로봇과 사람의 충돌을 방지할 수 있는 로봇의 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing a collision between a robot and a robot capable of preventing a collision between the robot and a person by detecting the presence or distance of a person approaching the robot when the robot is operating.

최근 다양한 제품 생산 공정의 자동화를 위한 로봇의 사용에 대한 관심이 높다. 이에 따라, 조립 부품들의 이송, 용접 및 도장 등 다양한 분야에 로봇이 사용되고 있다. 그리고 로봇은 일반적으로 고속으로 작동되기 때문에 로봇 근처에 사람이 접근하였을 경우 로봇이 사람과 충돌하여 심각한 안전 사고를 발생시킬 수 있다.Recently, there is a great interest in using robots to automate various product manufacturing processes. Accordingly, robots are used in various fields such as transportation, welding and painting of assembled parts. In addition, since robots operate at high speeds, when a person approaches the robot, the robot may collide with people and cause serious safety accidents.

이에 따라 종래에는 로봇의 현재 위치와 주변 환경의 위치를 바탕으로, 센서를 통해 측정된 데이터를 분석하여 주변 환경 및 로봇 자체 등과 사람을 분리하여 구별함으로써 로봇과 사람간의 충돌을 방지하도록 하는 로봇의 충돌 방지 시스템이 사용되었다.Accordingly, conventionally, based on the current position of the robot and the position of the surrounding environment, the data measured through the sensor are analyzed to separate the human from the surrounding environment and the robot itself, Prevention system was used.

그러나 이러한 과정은 연산량이 많고 복잡하여 소형의 로봇 말단 장치에는 적합하지 않고 연산량에 따라서 로봇의 반응이 매우 느릴 수 있다.However, this process is not suitable for a small-sized robot end device due to high computational complexity, and the reaction of the robot may be very slow depending on the computation amount.

이에 따라 로봇의 작동 시 사람을 감지하여 빠르고 정확하게 로봇과 사람간의 거리를 측정하여 충돌 제어 모드로 로봇이 작동되어 로봇과 사람간의 충돌을 방지할 수 있는 충돌 방지 장치 및 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for an anti-collision apparatus and method capable of detecting a person during operation of the robot and measuring the distance between the robot and the person quickly and accurately to operate the robot in the collision control mode to prevent collision between the robot and the robot.

JP 1999-165291 A (1999.06.22.)JP 1999-165291 A (Jun. 22, 1999)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 로봇의 말단에 충돌 방지 장치가 장착되어, 로봇의 작동 시 접근하는 사람의 존재 여부를 감지하고 사람이 감지되면 로봇의 말단과 사람과의 거리를 측정하여 충돌 제어 모드로 로봇을 작동시킬 수 있는 로봇의 충돌 방지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an anti-collision device mounted on an end of a robot, Which is capable of operating the robot in the collision control mode by measuring the distance between the distal end of the robot and the person.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치는, 몸체; 상기 몸체에 구비되며 사람의 존재 여부를 감지할 수 있는 다수개의 인체감지센서; 상기 몸체에 구비되며 사람과의 거리를 측정할 수 있는 다수개의 거리측정센서; 및 상기 인체감지센서들 및 거리측정센서들에 연결되며, 상기 인체감지센서들 중 사람의 존재가 감지된 인체감지센서들이 배치된 부분에 해당되는 거리측정센서들을 작동시켜 사람과의 거리를 측정하도록 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for preventing collision of a robot, including: a body; A plurality of human body detection sensors provided on the body and capable of detecting presence or absence of a person; A plurality of distance measuring sensors provided on the body and capable of measuring a distance to a person; And a distance measuring sensor connected to the human body detecting sensors and the distance measuring sensors, the distance measuring sensors corresponding to the part where the human body detecting sensors are detected, A control unit for controlling the control unit; . ≪ / RTI >

또한, 상기 인체감지센서들 및 거리측정센서들은 몸체의 원주방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.In addition, the human body detecting sensors and the distance measuring sensors may be disposed apart from each other in the circumferential direction of the body.

또한, 상기 거리측정센서는 SONAR(Sound Navigation And Ranging), TOF(Time of flight) 센서 및 PSD(Position Sensitive Device) 센서 중 어느 하나 이상일 수 있다.The distance measuring sensor may be at least one of SONAR (Sound Navigation And Ranging), TOF (Time of Flight) sensor and PSD (Position Sensitive Device) sensor.

또한, 상기 제어부에는, 상기 인체감지센서에서 사람을 감지한 것으로 인식하는 시점과 실제로 사람이 감지된 시점과의 시간차인 반응 시간(T_detect) 이상의 시간에 대한 거리측정값을 저장할 수 있는 데이터 버퍼가 구비될 수 있다.Also, the control unit may include a data buffer for storing a distance measurement value for a time longer than a reaction time (T_detect), which is a time difference between a time of recognizing a person as being sensed by the human body sensor and a time when a person is actually sensed .

그리고 본 발명의 로봇의 충돌 방지 방법은, 로봇 암의 말단에 장착된 로봇의 충돌 방지 장치를 이용해 로봇의 동작 중 사람의 존재 여부 및 거리를 감지하여 로봇의 충돌을 방지하는 방법에 있어서, 로봇의 동작 중 인체감지센서를 이용해 사람의 존재 여부를 감지하는 단계(S100); 사람이 존재하는 것으로 감지된 인체감지센서가 있으면 그 주변에 배치된 거리측정센서들을 이용해 추가로 사람과의 거리를 측정하는 단계(S200); 및 상기 거리측정센서들에 의해 측정된 거리를 이용해 로봇이 충돌 제어 모드로 제어되도록 하는 단계(S300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.A method for preventing collision of a robot by detecting presence or distance of a person during operation of the robot using a collision avoidance device of the robot mounted at the end of the robot arm, Detecting the presence of a person using a human body detection sensor during operation (S100); (S200) of measuring a distance to a person by using the distance measuring sensors disposed around the human body detecting sensor if the human body detecting sensor is detected as being present; And controlling the robot to be controlled in the collision control mode using the distance measured by the distance measuring sensors (S300); . ≪ / RTI >

또한, 상기 S200단계에서는 인체감지센서의 반응 시간(T_detect)에 따라 제어부의 데이터 버퍼에 미리 저장되어 있는 과거의 거리 측정값들 중 반응 시간 이전의 거리 측정값을 선택하여 사람과의 거리를 측정할 수 있다.Also, in step S200, a distance measurement value before the reaction time among the past distance measurement values stored in advance in the data buffer of the control unit according to the reaction time (T_detect) of the human body sensor is selected and the distance to the person is measured .

또한, 상기 S300단계의 충돌 제어 모드에서는, 상기 거리측정센서들에 의해 측정된 거리가 가까워짐에 따라 경고, 감속 및 정지의 순서로 단계적으로 로봇이 작동되도록 제어될 수 있다.Also, in the collision control mode of step S300, as the distance measured by the distance measuring sensors approaches, the robot can be controlled to be operated step by step in the order of warning, deceleration, and stop.

본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치 및 방법은, 로봇의 동작 시 접근하는 사람의 존재 여부를 감지한 후 사람의 존재를 감지한 인체감지센서가 배치된 부분에 해당되는 거리측정센서들만을 이용해 로봇 말단과 사람간의 거리를 측정하므로, 거리측정센서에서 측정된 데이터들을 이용한 연산이 빨라 신속한 로봇의 충돌 방지 제어가 가능한 장점이 있다.The apparatus and method for preventing a collision of a robot according to the present invention detect the presence of a person approaching a robot and detect the presence of a person by using only the distance measuring sensors corresponding to the part where the human body sensor is disposed, So that the calculation using the data measured by the distance measuring sensor is fast and the collision prevention control of the robot can be performed quickly.

또한, 인체감지센서의 반응 시간에 대응되는 거리측정센서의 거리 측정값을 데이터 버퍼에 미리 저장하여, 인체감지센서의 반응 시간 이전의 거리 측정값을 이용해 거리를 측정함으로써, 보다 정확하게 로봇과 사람간의 거리를 측정할 수 있어 로봇의 충돌 방지 제어에 있어서 안전성이 향상된 장점이 있다.In addition, by storing the distance measurement value of the distance measurement sensor corresponding to the reaction time of the human body sensor in advance in the data buffer and measuring the distance using the distance measurement value before the reaction time of the human body sensor, It is possible to measure the distance, thereby improving the safety of the collision avoidance control of the robot.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 충돌 방지 장치를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치가 로봇 암의 단부에 장착되어 로봇의 동작 시 사람과의 거리에 따라 단계적으로 로봇이 제어되어 충돌을 방지할 수 있도록 하는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 인체감지센서들의 감지 및 거리측정센서들의 작동 상태를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 인체감지센서에서 사용하는 적외선 파장의 인체에 대한 특성을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 인체감지센서의 반응 시간(인식 delay 시간)을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 거리측정센서값의 데이터 버퍼를 나타낸 개념도.1 is a photograph showing an apparatus for preventing collision of a robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual view of a robot according to an embodiment of the present invention, which is mounted on an end portion of a robot arm so that the robot can be controlled in a stepwise manner according to the distance between the robot and the robot.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the detection of human body detection sensors and the operation of distance measurement sensors according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a graph showing characteristics of infrared wavelengths used in a human body sensor according to the present invention.
5 is a graph showing reaction time (recognition delay time) of a human body sensor according to the present invention.
6 is a conceptual diagram showing a data buffer of the distance measurement sensor value according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 로봇 교시 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the robot teaching apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[실시예 1 - 충돌 방지 장치][Embodiment 1 - Anti-collision device]

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 충돌 방지 장치를 나타낸 사진이고, 도 2는 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치가 로봇 암의 단부에 장착되어 로봇의 동작 시 사람과의 거리에 따라 단계적으로 로봇이 제어되어 충돌을 방지할 수 있도록 하는 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 인체감지센서들의 감지 및 거리측정센서들의 작동 상태를 나타낸 개념도이다.FIG. 1 is a photograph showing a collision avoidance apparatus of a robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a collision prevention apparatus of a robot according to the present invention, FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an operation state of the sensing sensors and the distance measuring sensors of the human body detecting sensors according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 충돌 방지 장치(1000)는, 몸체(100); 상기 몸체(100)에 구비되며 사람의 존재 여부를 감지할 수 있는 다수개의 인체감지센서(200); 상기 몸체(100)에 구비되며 사람과의 거리를 측정할 수 있는 다수개의 거리측정센서(300); 및 상기 인체감지센서(200)들 및 거리측정센서(300)들에 연결되며, 상기 인체감지센서(200)들 중 사람의 존재가 감지된 인체감지센서(200)들이 배치된 부분에 해당되는 거리측정센서(200)들을 작동시켜 사람과의 거리를 측정하도록 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in the drawings, an apparatus 1000 for preventing collision of a robot according to an embodiment of the present invention includes a body 100; A plurality of human body detection sensors 200 provided on the body 100 and capable of detecting presence or absence of a person; A plurality of distance measuring sensors 300 provided on the body 100 and capable of measuring a distance to a person; And a distance corresponding to a portion where the human body detection sensors 200 in which human presence is detected are connected to the human body detection sensors 200 and the distance measurement sensors 300, A control unit for controlling the measurement sensors 200 to measure the distance to the person; . ≪ / RTI >

우선, 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치(1000)는 크게 몸체(100), 다수개의 인체감지센서(200), 다수개의 거리측정센서(300) 및 제어부로 구성되어, 로봇(2000)의 말단인 로봇 암(2100)의 단부에 장착될 수 있다.The apparatus for preventing collision of a robot 1000 includes a body 100, a plurality of human body detection sensors 200, a plurality of distance measurement sensors 300 and a control unit. And can be mounted on the end of the robot arm 2100.

몸체(100)는 도시된 바와 같이 상측에 로봇 암 장착부(101)가 형성되어 로봇 암(2100)의 단부에 몸체(100)가 장착 가능하도록 형성될 수 있으며, 하측에 그리퍼 장착부(102)가 형성되어 그리퍼 등의 엔드 이펙터(end effector)가 장착될 수 있다. 그리고 몸체(100)에는 인체감지센서(200)들 및 거리측정센서(300)들이 수납되어 결합될 수 있도록 공간이 형성될 수 있으며, 공간이 다단으로 형성되어 아래쪽인 1단(110)에 인체감지센서(200)들이 배치되고 위쪽인 2단(120)에 거리측정센서(300)들이 배치될 수 있다.The body 100 may be formed such that the robot arm mounting portion 101 is formed on the upper side to mount the body 100 on the end of the robot arm 2100 and the gripper mounting portion 102 is formed on the lower side And an end effector such as a gripper can be mounted. A space may be formed in the body 100 so that the human body detecting sensors 200 and the distance measuring sensors 300 can be accommodated therein. The space may be formed in multiple stages, The sensors 200 may be disposed and the distance measuring sensors 300 may be disposed on the second upper stage 120.

인체감지센서(200)는 사람의 존재 여부를 감지할 수 있는 센서이며, 인체감지센서(200)는 몸체(100)에 구비되되 최소 2개 이상이 구비될 수 있다. 여기에서 인체감지센서(200)들이 구비된 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치(1000)가 로봇 암(2100)의 단부에 장착된 상태에서 로봇(2000)이 동작하면 주변의 사람이 움직이지 않더라도 로봇의 이동에 의해 상대적인 움직임에 의해 로봇 근처에 사람이 있는지의 여부를 감지할 수 있다.The human body detection sensor 200 is a sensor capable of detecting the presence or absence of a human being. The human body detection sensor 200 may be provided in the body 100, but may include at least two. Here, when the robot 2000 is operated in a state where the anti-collision apparatus 1000 of the present invention including the human body detection sensors 200 is mounted on the end portion of the robot arm 2100, It is possible to detect whether there is a person in the vicinity of the robot by the relative movement.

거리측정센서(300)는 사람 또는 물체와의 거리를 측정할 수 있는 센서이며, 거리측정센서(300)도 몸체(100)에 구비되되 최소 2개 이상이 구비될 수 있다. 여기에서 거리측정센서(300)들을 이용한 사람과의 거리 측정은 종래의 청소 로봇 등에 이용되는 일반적인 거리측정방법을 이용할 수 있다.The distance measuring sensor 300 is a sensor capable of measuring a distance to a person or an object, and the distance measuring sensor 300 is also provided in the body 100, but at least two or more can be provided. Here, the distance measurement using the distance measuring sensors 300 can be performed by a general distance measuring method used in a conventional cleaning robot or the like.

제어부는 인체감지센서(200)들 및 거리측정센서(300)들에 연결되며, 제어부는 인체감지센서(200)들 중 사람(3000)이 있는 것으로 감지한 인체감지센서들이 배치된 부분에 근접해 있는 특정한 각도 범위 또는 사람이 있는 것으로 감지한 인체감지센서들과 동일한 방위에 배치되어 있는 거리측정센서(300)들만을 작동시켜 사람과의 거리를 측정하도록 제어할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 인체감지센서(200)들 중 우측에 배치된 2개의 인체감지센서에서 사람(3000)이 있는 것으로 감지되면 이에 대응되는 방위에 배치된 2개의 거리측정센서(300)만을 작동시켜 사람과의 거리를 측정할 수 있다. 이때, 2개를 제외한 나머지 거리측정센서(300)들은 작동하지 않는 상태로 유지될 수 있다.The control unit is connected to the human body detection sensors 200 and the distance measurement sensors 300. The control unit is connected to the body detection sensors 200 in the vicinity of the part where the human body detection sensors sensed as having the person 3000 exist It is possible to control only the distance measurement sensors 300 disposed in the same orientation as the human body detection sensors sensed as having a specific angular range or presence of a person to measure the distance to the person. That is, when two human detection sensors disposed on the right side of the human detection sensors 200 detect that the person 3000 exists, only two distance measurement sensors 300 disposed in the corresponding orientations are operated The distance to the person can be measured. At this time, the distance measuring sensors 300 excluding the two can be kept in an inoperative state.

그리하여 본 발명의 로봇의 충돌 방지 장치는, 로봇의 동작 시 접근하는 사람의 존재 여부를 감지한 후 사람의 존재를 감지한 인체감지센서가 배치된 부분에 해당되는 거리측정센서들만을 이용해 로봇 말단과 사람간의 거리를 측정하므로, 거리측정센서에서 측정된 데이터들을 이용한 연산이 빨라 신속한 로봇의 충돌 방지 제어가 가능한 장점이 있다.The apparatus for preventing collision of a robot according to the present invention detects the presence of a person approaching a robot and detects the presence of a person by using only the distance measuring sensors corresponding to the part where the human body sensor is disposed, Since the distance between people is measured, the calculation using the data measured by the distance measuring sensor is fast and the collision prevention control of the robot can be performed quickly.

또한, 상기 인체감지센서(200)들 및 거리측정센서(300)들은 몸체(100)의 원주방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.In addition, the human body detecting sensors 200 and the distance measuring sensors 300 may be disposed apart from each other along the circumferential direction of the body 100.

즉, 도시된 바와 같이 몸체(100)의 원주방향을 따라 일정거리 이격되어 각각 6개씩 또는 8개씩 배치될 수 있으며, 이외에도 다양한 개수로 구성되어 다양한 위치에 배치될 수 있다.In other words, as shown in the figure, six or eight can be arranged at a certain distance along the circumferential direction of the body 100, and they can be arranged at various positions in addition to the various numbers.

또한, 상기 인체감지센서(200)는 PIR 센서(Passive Infrared Sensor)이며, 10㎛ 내지 20㎛ 범위의 적외선 파장을 사용할 수 있다.In addition, the human body detection sensor 200 is a PIR sensor (Passive Infrared Sensor), and infrared wavelengths ranging from 10 μm to 20 μm can be used.

즉, 인체감지센서(200)는 사람에게서 발산되는 적외선의 특정한 범위의 파장에만 반응을 하는 센서인 PIR 센서가 될 수 있다. 적외선 센서(PIR; Passive Infrared sensor)는 사람이나 물체로부터 발산되는 적외선을 포토 트랜지스터나 포토 다이오드 등으로 감지하여 사람이나 물체가 있는지의 여부를 식별할 수 있는 센서이다. 이때, 적외선 파장은 도 4의 그래프와 같이 사람(인체)의 특징이 있는 10㎛ 내지 20㎛ 범위가 사용될 수 있다. 그리고 상기한 적외선 센서는 인체에만 반응할 수 있으나, 정밀도가 낮아 거리에 대한 정보는 파악할 수 없다.That is, the human body detection sensor 200 may be a PIR sensor that is a sensor that reacts only to a specific range of infrared rays emitted from a person. BACKGROUND ART An infrared ray sensor (PIR) is a sensor that can detect whether a person or an object is present by detecting infrared rays emitted from a person or an object by a phototransistor or a photodiode. At this time, the infrared wavelength may be in the range of 10 mu m to 20 mu m having characteristics of a human body as shown in the graph of Fig. Although the infrared sensor can respond only to the human body, it can not grasp the distance information because of its low precision.

또한, 상기 거리측정센서(300)는 SONAR(Sound Navigation And Ranging), TOF(Time of flight) 센서 및 PSD(Position Sensitive Device) 센서 중 어느 하나 이상일 수 있다.The distance measurement sensor 300 may be any one or more of SONAR (Sound Navigation And Ranging), TOF (Time of Flight) sensor, and PSD (Position Sensitive Device) sensor.

즉, 거리측정센서(300)는 사람 또는 물체와의 거리를 측정할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있으며, 일례로 상기한 바와 같이 초음파를 이용하는 센서나 광을 이용하여 거리를 측정하는 다양한 센서들이 사용될 수 있다. 여기에서 SONAR는 초음파를 이용해 물체까지의 거리를 측정하는 장치이며, TOF 센서는 광을 쏘아 물체 등에서 반사되어 돌아오는 것을 감지하여 이 과정에서의 시간을 이용해 거리를 측정하는 센서이다. 또한, PSD 센서는 발광렌즈에서 적외선 또는 레이저를 쏘아 반사되는 빛의 각도를 수광부에서 측정하여 물체까지의 거리를 측정할 수 있는 센서이다.That is, various sensors capable of measuring the distance to a person or an object may be used as the distance measuring sensor 300. For example, as described above, various sensors for measuring distances using ultrasonic waves or light are used . Here, SONAR is a device that measures the distance to an object by using ultrasonic waves. TOF sensor is a sensor that measures the distance by detecting the return of an object, such as a light, by using the time in this process. In addition, the PSD sensor is a sensor capable of measuring the distance to an object by measuring the angle of light reflected from the light emitting lens by emitting infrared rays or a laser at the light receiving portion.

[실시예 2 - 충돌 방지 장치][Embodiment 2 - Anti-collision device]

또한, 상기 제어부에는, 상기 인체감지센서(200)에서 사람을 감지한 것으로 인식하는 시점과 실제로 사람이 감지된 시점과의 시간차인 반응 시간(T_detect) 이상의 시간에 대한 거리측정값을 저장할 수 있는 데이터 버퍼가 구비될 수 있다.In addition, the control unit may store data that can store a distance measurement value with respect to a time longer than a reaction time (T_detect), which is a time difference between a time of recognizing a person as being sensed by the human body sensor 200 and a time when a person is actually sensed A buffer may be provided.

인체감지센서(200)는 일반적으로 사람이 나타나서 이를 인지하는데 제품에 따라 차이는 있으나 ms 또는 1s 이상의 시간이 걸리기도 한다. 즉, 도 5와 같이 인체감지센서(200)는 반응 속도가 느리기 때문에 사람을 인식하는 지연(delay) 시간이 있다. 그러므로 도 6과 같이 인체감지센서(200)에서 사람을 감지한 것으로 인식하는 시점과 실제로 사람이 감지된 시점(사람이 나타난 시점)과의 시간차인 반응 시간(T_detect) 이상의 시간에 대한 거리측정값을 저장할 수 있는 데이터 버퍼가 구비되어, 인체감지센서(200)에서 사람을 감지한 시점에서 인체감지센서의 반응 시간(T_detect) 이전의 거리센서 데이터를 이용하여 사람과의 거리를 측정할 수 있다. 이때, 데이터 버퍼에는 로봇의 동작 시 사람과의 거리를 측정한 과거의 데이터들이 저장되어 있을 수 있다.The human body detection sensor 200 generally recognizes a human being, which may vary depending on the product, but may take ms or 1s or more. That is, as shown in FIG. 5, the human body sensor 200 has a delay time for recognizing a person because the reaction speed is slow. Therefore, as shown in FIG. 6, a distance measurement value for a time longer than a reaction time (T_detect), which is a time difference between a time when a human being is sensed by the human body sensor 200 and a time when a person is actually sensed And a distance to the person can be measured by using the distance sensor data before the reaction time (T_detect) of the human body detection sensor at the time when the human body detection sensor 200 senses a person. At this time, the data buffer may store past data that measures the distance to the person during the operation of the robot.

그리하여 인체감지센서의 반응 시간에 대응되는 거리측정센서의 거리 측정값을 데이터 버퍼에 미리 저장하여, 인체감지센서의 반응 시간 이전의 거리 측정값을 이용해 거리를 측정함으로써, 보다 정확하게 로봇과 사람간의 거리를 측정할 수 있어 로봇의 충돌 방지 제어에 있어서 안전성이 향상될 수 있다.Thus, by storing the distance measurement value of the distance measurement sensor corresponding to the reaction time of the human body sensor in advance in the data buffer and measuring the distance using the distance measurement value before the reaction time of the human body sensor, It is possible to improve the safety in the collision avoidance control of the robot.

[실시예 3 - 충돌 방지 방법][Embodiment 3 - Collision Prevention Method]

그리고 본 발명의 로봇의 충돌 방지 방법은, 로봇 암(2100)의 말단에 장착된 로봇의 충돌 방지 장치(1000)를 이용해 로봇의 동작 중 사람의 존재 여부 및 거리를 감지하여 로봇의 충돌을 방지하는 방법에 있어서, 로봇의 동작 중 인체감지센서(200)를 이용해 사람의 존재 여부를 감지하는 단계(S100); 사람이 존재하는 것으로 감지된 인체감지센서(200)가 있으면 그 주변에 배치된 거리측정센서(300)들을 이용해 추가로 사람과의 거리를 측정하는 단계(S200); 및 상기 거리측정센서(300)들에 의해 측정된 거리를 이용해 로봇이 충돌 제어 모드로 제어되도록 하는 단계(S300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In the method for preventing collision of a robot according to the present invention, the presence or absence of a person during operation of the robot is detected using the collision avoidance apparatus 1000 of the robot mounted at the end of the robot arm 2100, (S100) of detecting the presence of a person using the human body detection sensor (200) during the operation of the robot; A step (S200) of measuring the distance to the human body by using the distance measuring sensors 300 disposed around the human body detecting sensor 200 when the human body is detected to be present; And controlling the robot to be controlled in the collision-controlled mode using the distance measured by the distance measuring sensors (S300); . ≪ / RTI >

즉, 상기한 로봇의 충돌 방지 장치(1000)에 대한 설명에서와 같이 로봇의 동작 중 인체감지센서(200)에 의해 사람이 있는지 여부를 감지하여 감지된 인체감지센서(200)가 있으면 그 주변에 배치된 거리측정센서(300)들만이 작동되도록 하여 사람과의 거리를 측정할 수 있다. 그리하여 작동되는 거리측정센서(300)들에 의해 측정된 거리를 이용해 로봇이 사람과 충돌하지 않도록 충돌 제어 모드로 제어될 수 있다.That is, as described above with reference to the robot anti-collision apparatus 1000, if there is a human body detected by the human body detection sensor 200 during operation of the robot, if there is a human body detection sensor 200 detected, Only the disposed distance measuring sensors 300 are operated to measure the distance to the person. Thus, the distances measured by the distance measuring sensors 300 to be operated can be used to control the collision control mode so that the robot does not collide with a person.

또한, 상기 S200단계에서는 인체감지센서(200)의 반응 시간(T_detect)에 따라 제어부의 데이터 버퍼에 미리 저장되어 있는 과거의 거리 측정값들 중 반응 시간 이전의 거리 측정값을 선택하여 사람과의 거리를 측정할 수 있다.In step S200, a distance measurement value before the reaction time is selected from past distance measurement values stored in advance in the data buffer of the control unit according to the reaction time (T_detect) of the human body sensor 200, Can be measured.

즉, 로봇 암(2100)의 단부에 장착된 로봇의 충돌 방지 장치(1000)와 사람(3000)과의 거리를 측정함에 있어서, 인체감지센서(200)의 반응 시간을 고려하여 과거의 거리 측정값들 중 반응 시간 이전의 거리 측정값을 선택함으로써 보다 정확한 거리를 측정할 수 있다.That is, in measuring the distance between the robot 3000 and the collision avoidance apparatus 1000 mounted on the end of the robot arm 2100, the distance measurement value of the past 3000 is calculated in consideration of the reaction time of the human body sensor 200 A more accurate distance can be measured by selecting the distance measurement value before the reaction time.

또한, 상기 S300단계의 충돌 제어 모드에서는, 상기 거리측정센서(300)의해 측정된 거리가 가까워짐에 따라 경고(warning), 감속(slow-down) 및 정지(stop)의 순서로 단계적으로 로봇(2000)이 작동되도록 제어될 수 있다.In the collision control mode of step S300, as the distance measured by the distance measuring sensor 300 approaches, the robot 2000 (step 2000) is operated in the order of warning, slow-down, Can be controlled to operate.

즉, 로봇의 충돌 방지 장치(1000)를 기준으로 거리에 따른 영역을 설정하여, 상대적으로 측정된 거리가 멀면 경고보음을 울리거나 경고 램프를 점등시켜 경고하도록 제어되고, 이 상태에서 거리가 더 가까워지면 로봇이 감속되도록 제어되며, 좀더 가까워지면 로봇이 정지하도록 제어될 수 있다.That is, an area according to the distance is set on the basis of the anti-collision apparatus 1000 of the robot, and when the distance measured relatively is distant, the alarm is sounded or the alarm lamp is turned on to warn, The ground robot is controlled to decelerate, and when it gets closer, the robot can be controlled to stop.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.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. It goes without saying that various modifications can be made.

1000 : 로봇의 충돌 방지 장치
100 : 몸체
101 : 로봇 암 장착부 102 : 그리퍼 장착부
110 : 1단 120 : 2단
200 : 인체감지센서
300 : 거리측정센서
2000 : 로봇
2100 : 암
3000 : 사람1000: Robot crash prevention device
100: Body
101: Robot arm mounting part 102: Gripper mounting part
110: 1st stage 120: 2nd stage
200: Human body sensor
300: Distance measuring sensor
2000: Robot
2100: Cancer
3000: people

Claims (7)

몸체;
상기 몸체에 구비되며 사람의 존재 여부를 감지할 수 있는 다수개의 인체감지센서;
상기 몸체에 구비되며 사람과의 거리를 측정할 수 있는 다수개의 거리측정센서; 및
상기 인체감지센서들 및 거리측정센서들에 연결되며, 상기 인체감지센서들 중 사람의 존재가 감지된 인체감지센서들이 배치된 부분에 해당되는 거리측정센서들을 작동시켜 사람과의 거리를 측정하도록 제어하는 제어부;
를 포함하여 이루어지는 로봇의 충돌 방지 장치.
Body;
A plurality of human body detection sensors provided on the body and capable of detecting presence or absence of a person;
A plurality of distance measuring sensors provided on the body and capable of measuring a distance to a person; And
And a distance measuring sensor connected to the human body detecting sensors and the distance measuring sensors, the distance measuring sensors corresponding to the part where the human body detecting sensors are detected, ;
And a control unit for controlling the operation of the robot.
제1항에 있어서,
상기 인체감지센서들 및 거리측정센서들은 몸체의 원주방향을 따라 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 로봇의 충돌 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the human body detecting sensors and the distance measuring sensors are spaced apart from each other along the circumferential direction of the body.
제1항에 있어서,
상기 거리측정센서는 SONAR(Sound Navigation And Ranging), TOF(Time of flight) 센서 및 PSD(Position Sensitive Device) 센서 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 로봇의 충돌 방지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the distance measuring sensor is at least one of a SONAR (Sound Navigation And Ranging), a TOF (Time of Flight) sensor, and a PSD (Position Sensitive Device) sensor.
제1항에 있어서,
상기 제어부에는,
상기 인체감지센서에서 사람을 감지한 것으로 인식하는 시점과 실제로 사람이 감지된 시점과의 시간차인 반응 시간(T_detect) 이상의 시간에 대한 거리측정값을 저장할 수 있는 데이터 버퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 로봇의 충돌 방지 장치.
The method according to claim 1,
In the control unit,
And a data buffer capable of storing a distance measurement value for a time longer than a reaction time (T_detect), which is a time difference between a time when the human body detection sensor recognizes a person as being sensed and a time when a person is actually sensed. .
로봇 암의 말단에 장착된 로봇의 충돌 방지 장치를 이용해 로봇의 동작 중 사람의 존재 여부 및 거리를 감지하여 로봇의 충돌을 방지하는 방법에 있어서,
로봇의 동작 중 인체감지센서를 이용해 사람의 존재 여부를 감지하는 단계(S100);
사람이 존재하는 것으로 감지된 인체감지센서가 있으면 그 주변에 배치된 거리측정센서들을 이용해 추가로 사람과의 거리를 측정하는 단계(S200); 및
상기 거리측정센서들에 의해 측정된 거리를 이용해 로봇이 충돌 제어 모드로 제어되도록 하는 단계(S300);
를 포함하여 이루어지는 로봇의 충돌 방지 방법.
A method for preventing a collision of a robot by detecting presence and distance of a person during operation of the robot using a collision avoiding device of the robot mounted on the end of the robot arm,
Detecting the presence or absence of a person using a human body sensor during operation of the robot (S100);
(S200) of measuring the distance to a person by using the distance measuring sensors disposed around the human body detecting sensor if the human body detecting sensor is detected as being present; And
Allowing the robot to be controlled in the collision control mode using the distance measured by the distance measuring sensors (S300);
And a control unit for controlling the collision of the robot.
제5항에 있어서,
상기 S200단계에서는 인체감지센서의 반응 시간(T_detect)에 따라 제어부의 데이터 버퍼에 미리 저장되어 있는 과거의 거리 측정값들 중 반응 시간 이전의 거리 측정값을 선택하여 사람과의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충돌 방지 방법.
6. The method of claim 5,
In step S200, a distance measurement value before the reaction time among the past distance measurement values stored in advance in the data buffer of the control unit according to the reaction time (T_detect) of the human body sensor is selected and the distance to the person is measured Of the robot.
제5항에 있어서,
상기 S300단계의 충돌 제어 모드에서는,
상기 거리측정센서들에 의해 측정된 거리가 가까워짐에 따라 경고, 감속 및 정지의 순서로 단계적으로 로봇이 작동되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 로봇의 충돌 방지 방법.6. The method of claim 5,
In the collision control mode of step S300,
And the robot is controlled to be operated step by step in the order of warning, deceleration, and stop as the distance measured by the distance measuring sensors approaches.
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