KR20180133425A - 자주식 개인 수송 기구 - Google Patents

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KR20180133425A
KR20180133425A KR1020187030022A KR20187030022A KR20180133425A KR 20180133425 A KR20180133425 A KR 20180133425A KR 1020187030022 A KR1020187030022 A KR 1020187030022A KR 20187030022 A KR20187030022 A KR 20187030022A KR 20180133425 A KR20180133425 A KR 20180133425A
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transport mechanism
force
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익 항 팡
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월넛 테크놀로지 리미티드
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Abstract

본 개시는 수송 장치를 포함한다. 장치는 그것 상의 복수의 위치에서 복수의 힘을 받는 표면; 표면 상에 또는 표면 아래에 배치된, 복수의 힘에 관련된 정보를 제공하기 위한 복수의 힘 센서; 표면 아래의 복수의 휠로서, 복수의 휠 각각은 모터와 결합되는, 복수의 휠; 및 컨트롤러를 포함하며, 컨트롤러는, 제공되는 정보에 기초하여, 복수의 위치에서 제 1 복수의 힘을 결정하고; 제 1 복수의 힘에 기초하여, 복수의 위치와 연관되는 기준 분포를 결정하고; 제공되는 정보에 기초하여, 제 2 복수의 힘을 결정하고; 기준 분포 및 제 2 복수의 힘에 기초하여 장치의 목표 속도 및 목표 방향을 결정하고; 목표 속도 및 목표 방향에 기초하여 하나 이상의 신호를 모터에 제공한다.

Description

자주식 개인 수송 기구
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2016년 4월 19일자로 출원되고 발명의 명칭이 "압력 센서 및 모터를 갖는 압력-제어식 전기 차량(Pressure-Controlled Electrical Vehicles with Pressure Sensors and Motors)"인 미국 가출원 제 62/324,494 호, 및 발명의 명칭이 "자주식 개인 수송 기구(Self-Propelled Personal Transportation Device)"인 미국 정규 출원 제 15/273, 316 호에 기초하고 이들에 대한 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 개시는 수송 기구, 및 더 구체적으로는 자주식 개인 수송 기구(self-propelled personal transportation device)에 관련된다.
스케이트보드, 롤러 스케이트, 자전거 등과 같은 개인 수송 기구는 대안적인 수송 방식을 제공함으로써 사람들의 이동성(mobility)을 향상시킨다. 전기 스케이트보드와 같은 자주식 개인 수송 기구는 사람을 연장된 범위에 걸쳐 그리고 비교적 높은 속도로 수송하여서, 사람들의 이동성을 더욱 향상시킬 수 있다.
자주식 개인 수송 기구가 사람들의 이동성을 향상시킬 수 있지만, 그것은 사용자 및 다른 사람들에게 안전 문제를 제기할 수 있다. 예를 들어, 기구가 적절히 작동되지 않는 경우, 사용자는 기구가 고속으로 움직이고 있을 때 기구로부터 떨어질 수 있다. 기구는 또한 다른 사람들과 고속으로 충돌할 수 있다. 둘 모두의 경우에, 부상이 발생할 수 있다.
전기 스케이트보드와 같은 종래의 자주식 개인 수송 기구는 리모컨에 의해 제어될 수 있다. 그러나, 이것은 사용자가 동시에 2개의 기구(예컨대, 리모컨과 전기 스케이트보드)와 상호작용할 것을 요구할 수 있으며, 이는 작동을 비-직관적이고 오류 발생이 쉬운 것으로 만든다.
따라서, 자주식 개인 수송 기구를 작동시키기 위한 효과적이고 직관적인 수단을 제공하는 것이 필요하다.
본 개시의 실시예는 수송 기구를 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 유리하게도, 예시적인 실시예는 사용자에 의해 가해지는 힘의 분포를 검출하고, 힘의 분포에 기초하여 수송 기구의 속도 및 방향 중 적어도 하나를 조정함으로써 수송 기구의 강건하고, 융통성 있고, 직관적이고, 용이한 작동을 제공한다.
일 태양에서, 본 개시는 수송 장치에 관련된다. 상기 장치는 표면 - 표면 상의 복수의 위치에서 복수의 힘을 받음 -; 표면 상에 또는 표면 아래에 배치된, 복수의 힘에 관련된 정보를 제공하기 위한 복수의 힘 센서; 표면 아래의 복수의 휠 - 복수의 휠 중 적어도 하나는 모터와 결합됨 -; 및 컨트롤러를 포함하며, 컨트롤러는, 제공되는 정보에 기초하여, 복수의 위치에서 제 1 복수의 힘을 결정하고; 제 1 복수의 힘에 기초하여, 복수의 위치와 연관되는 기준 분포를 결정하고; 제공되는 정보에 기초하여, 제 2 복수의 힘을 결정하고; 기준 분포 및 제 2 복수의 힘에 기초하여 장치의 목표 속도를 결정하고; 하나 이상의 제 1 신호를 모터에 제공하여 장치가 목표 속도로 움직이게 한다. 몇몇 실시예에서, 컨트롤러는 또한 목표 선회 방향을 결정하고, 목표 선회 방향에 기초하여 하나 이상의 제 2 신호를 모터에 제공할 수 있다.
다른 태양에서, 본 개시는 수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법에 관련된다. 방법은, 수송 기구의 표면 상에 또는 표면 아래에 배치된 복수의 힘 센서로부터, 복수의 위치에서 제 1 복수의 힘에 관한 정보를 수신하는 것; 컨트롤러를 통해, 제 1 복수의 힘에 기초하여, 복수의 위치와 연관되는 기준 분포를 결정하는 것; 복수의 힘 센서로부터, 복수의 위치에서 제 2 복수의 힘에 관한 정보를 수신하는 것; 컨트롤러를 통해, 기준 분포 및 제 2 복수의 힘에 기초하여 수송 기구의 목표 속도를 결정하는 것; 및 컨트롤러를 통해, 하나 이상의 제 1 신호를 수송 기구의 하나 이상의 모터에 제공하여 수송 기구가 목표 속도로 움직이게 하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 방법은 목표 선회 방향을 결정하는 것, 및 목표 선회 방향에 기초하여 하나 이상의 제 2 신호를 모터에 제공하는 것을 추가로 포함한다.
개시된 실시예의 추가의 특징 및 이점이 하기의 설명에서 부분적으로 기술될 것이며, 부분적으로 설명으로부터 명백해질 것이거나, 개시된 실시예의 실시에 의해 학습될 수 있다. 개시된 실시예의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특별히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 것이다.
전술한 개괄적인 설명과 하기의 상세한 설명 둘 모두는 예이고 단지 설명적인 것이며 청구된 바와 같은 개시된 실시예를 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 이루는 첨부 도면은 본 개시의 예시적인 실시예를 예시하며, 설명과 함께, 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1a 내지 도 1e는 본 개시의 실시예와 일치하는, 예시적인 수송 기구의 개략도,
도 2는 본 개시의 실시예와 일치하는, 예시적인 전기 모터 구동식 휠의 단면을 예시하는 도면,
도 3a 내지 도 3c는 본 개시의 실시예와 일치하는, 예시적인 힘 센서 모듈의 개략도,
도 4a 내지 도 4c는 도 3a 내지 도 3c의 예시적인 힘 센서 모듈에 의한 힘의 검출의 예를 예시하는 도면,
도 5a 및 도 5b는 목표 속도 및 목표 방향이 본 개시의 실시예와 일치하는 예시적인 구성을 사용하여 결정될 수 있는 것에 기초한 힘 분포의 변화의 예를 예시하는 도면,
도 6은 본 개시의 실시예와 일치하는, 예시적인 수송 기구의 예시적인 선회 작동을 예시하는 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 실시예와 일치하는, 가속 한계를 설정하는 예시적인 방법을 예시하는 도면,
도 8은 본 개시의 실시예에 따른, 수송 기구를 제어하기 위한 예시적인 방법의 흐름도,
도 9는 본 개시의 실시예에 따른, 수송 기구를 제어하기 위한 예시적인 시스템의 블록도.
본 개시의 실시예는 수송 기구를 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 개시의 실시예는 예를 들어 소정 자세로 수송 기구에 가해지는 힘의 분포를 변경함으로써 사용자가 수송 기구를 제어하는 것을 가능하게 하는 시스템을 제공한다. 시스템은 사용자의 특정 자세에 기초하여 기준 분포를 결정함으로써 시스템을 그 특정 자세에 적응시킬 수 있다. 그러한 배열에 의해, 수송 기구의 제어는 더 강건해질 수 있으며, 작동의 안전과 성능 둘 모두가 또한 개선될 수 있다.
이제 본 개시의 실시예 및 태양을 상세히 참조할 것이며, 그것의 예가 첨부 도면에 예시된다. 적절한 경우에, 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호가 동일한 또는 동등한 부분을 지시하는 데 사용될 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 본 개시의 실시예와 일치하는 예시적인 수송 기구(100)를 예시한다. 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d 및 도 1e는 각각 수송 기구(100)의 사시도, 평면도, 저면도, 정면도 및 측면도를 제공한다. 수송 기구(100)는 스케이트보드로서 구성되고, 복수의 휠, 예컨대 좌측 전방 휠(110a) 및 우측 전방 휠(110b)을 포함하는 전방 휠 쌍, 및 좌측 후방 휠(120a) 및 우측 후방 휠(120b)을 포함하는 후방 휠 쌍을 포함할 수 있다. 복수의 휠 중 적어도 하나는 허브-모터 피동 휠, 기어-모터 피동 휠, 벨트-모터 피동 휠 등과 같은 전기 모터 구동식 휠일 수 있다. 예시적인 예로서, 좌측 전방 휠(110a) 및 우측 전방 휠(110b)은 각각 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 좌측 후방 휠(120a) 및 우측 후방 휠(120b)이 또한 각각 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전방 휠 쌍(및/또는 후방 휠 쌍)은 기어박스(gearbox)를 통해 단일 모터에 의해 구성될 수 있으며, 이 기억박스는 휠 쌍 각각을 사전결정된 회전 속도로 구동시키도록 구성될 수 있고, 또한 휠을 상이한 회전 속도로 구동시키도록 구성될 수 있다.
수송 기구(100)는 사용자를 지지하기 위한 상부 표면을 제공하는 데크(deck)(130)를 추가로 포함할 수 있다. 힘 센서 모듈(140)이 데크(130)의 상부 표면 상에 또는 그 아래에 배치된다. 몇몇 실시예에서, 힘 센서 모듈(140)은 힘을 직접 지탱하기 위해 데크(130)의 상부 표면 상에 배치될 수 있는 반면, 몇몇 다른 실시예에서, 힘 센서 모듈(140)을 천공과 같은 외부 손상으로부터 보호하기 위해 몇몇 보호 층 또는 기구가 힘 센서 모듈(140) 상에 부착될 수 있다. 더욱이, 힘 센서 모듈(140)은 또한 더 효과적인 보호를 위해 데크(130) 내에 설치되거나, 전기 연결을 단순화하고 데크(130)를 통한 천공을 회피하기 위해 데크(130)의 저부에 설치될 수 있다. 힘 센서 모듈(140)은 상부 표면의 사전결정된 위치에서 받는 힘을 검출하도록 구성된 하나 이상의 힘 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 힘 센서 모듈(140)은 데크 부분(130a), 데크 부분(130b), 데크 부분(130c), 데크 부분(130d), 및 데크 부분(130e)에 걸쳐 분포될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 힘 센서 모듈(140)은 힘 감지 저항 또는 힘 감지 전기 용량을 갖는 전기적 힘 감지 유닛의 얇은 층일 수 있다. 힘 감지 유닛은 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)로 제조된 압전 박막 센서, 스트레인 게이지(strain gauge), 기계적 압력 센서, 또는 임의의 다른 힘 센서를 포함할 수 있다. 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 그러한 배열에 의해, 수송 기구(100)는 데크 부분(130a 내지 130e)에 대응하는 힘 센서 모듈(140)의 부분이 받는 (예컨대, 사용자의 체중에 의해 가해지는) 힘의 분포에 기초하여 제어될 수 있고, 힘의 분포는 사용자의 자세(예컨대, 똑바로 서있음, 전방으로 기울임, 후방으로 기울임, 좌측으로 기울임, 우측으로 기울임 등)에 기초하여 달라질 수 있다. 그 결과, 사용자는 수송 기구(100)의 움직임을 제어하기 위해 상부 표면과 상호작용할 수 있다.
더욱이, 데크(130)는 또한 한 쌍의 트럭(truck)(150a, 150b)이 장착되는 저부 표면을 포함한다. 트럭(150a)은 좌측 전방 휠(110a) 및 우측 전방 휠(110b)을 저부 표면에 부착시키도록 구성되는 반면, 트럭(150b)은 좌측 후방 휠(120a) 및 우측 후방 휠(120b)을 저부 표면에 부착시키도록 구성된다. 트럭(150a, 150b) 중 적어도 하나는 또한 수송 기구(100)에 조종(steering)을 제공하기 위해 회전가능하다. 몇몇 실시예에서, 수송 기구(100)의 조종은 전방 휠 쌍 중 적어도 하나와 후방 휠 쌍 중 적어도 하나 사이의 회전 속도에 있어서의 차이, 또는 좌측 휠 쌍 중 적어도 하나와 우측 휠 쌍 중 적어도 하나 사이의 회전 속도에 있어서의 차이를 도입함으로써 더욱 용이해질 수 있다. 예를 들어, 좌측 전방 휠(110a) 및 우측 전방 휠(110b)이 각각 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터에 의해 구동되는 경우, (예컨대, 선회 반경을 감소시킴으로써) 수송 기구(100)의 조종을 용이하게 하기 위해, 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터는 상이한 회전 속도로 회전하도록 제어될 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 수송 기구(100)는 컨트롤러(160)를 추가로 포함한다. 컨트롤러(160)는 (도 1c에 도시된 바와 같이) 데크(130)의 저부 표면 상에 장착될 수 있거나, 데크(130) 상의 또는 그것 내의 어딘가에 배치될 수 있고, 복수의 휠을 구동시키는 하나 이상의 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(160)는 하나 이상의 알려진 처리 장치(processing device)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 인텔(Intel)에 의해 제조된 프로세서 군으로부터의 것, 어드밴스트 마이크로 디바이시즈(Advanced Micro Devices)에 의해 제조된 프로세서 군으로부터의 것 등등일 수 있다. 대안적으로, 프로세서는 ARM 아키텍처에 기초할 수 있다. 게다가, 컨트롤러(160)는 또한 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA) 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(160)는 본 개시의 실시예와 일치하는 하나 이상의 방법을 수행하도록 프로그램될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 수송 기구(100)의 움직임의 목표 방향(예컨대, 전방, 후방, 좌측 또는 우측) 및 목표 속도를 결정하고, 움직임의 목표 방향 및 목표 속도를 달성하도록 하나 이상의 모터를 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(160)는, 힘 센서 모듈(140)로부터, 데크(130)의 상부 표면 상의 복수의 사전결정된 위치에서 받은 힘의 크기에 관한 정보를 수신할 수 있다. 컨트롤러(160)는 이어서 정보에 기초하여 힘의 분포를 결정할 수 있다. 힘의 분포 및 수송 기구(100)의 작동 상태에 기초하여, 컨트롤러(160)는 수송 기구(100)의 움직임의 목표 속도 및 목표 방향을 결정할 수 있다.
예를 들어, 수송 기구(100)가 정시 상태에 있을 때(예컨대, 기구가 방금 전력을 공급받거나, 정지하도록 제어되었을 때), 수송 기구(100)는, 힘의 분포에 기초하여, 사용자가 사전결정된 양의 시간(예컨대, 5초) 동안 안정되게 서있는지를 결정할 수 있다. 컨트롤러(160)가 사용자가 적어도 사전결정된 양의 시간 동안 안정되게 서있다 - 이는 사용자가 똑바로 서있다는 것을 나타낼 수 있음 - 고 결정하는 경우, 컨트롤러(160)(및 수송 기구(100))는 초기화 상태(initialization state) - 여기서 그것은 힘의 분포에 기초하여 기준 분포를 결정함 - 에 진입하고, 이어서 운동 상태(motion state)에 진입할 수 있다. 아래에서 상세히 논의될 바와 같이, 기준 분포는, 사용자의 자세 변화를 나타낼 수 있는, 힘의 분포에 있어서의 변화 및 변화의 정도를 검출하는 데 사용될 수 있다. 컨트롤러(160)는 자세 변화를 수송 기구(100)의 움직임을 조정하기 위한 신호로 해석하고, 기준 분포와 업데이트된 힘의 분포 사이의 관계에 기초하여, 신호의 크기를 조정할 수 있다. 그러한 배열에 의해, 수송 기구(100)의 움직임을 조정하기 위한 사용자의 신호의 검출은 상이한 사용자의 상이한 체중뿐만 아니라, 그의 상이한 서있는 자세를 고려하도록 맞춤화될 수 있다. 이것은 수송 기구의 움직임을 조정하기 위한 사용자의 신호의 더 정확한 검출을 가능하게 하고, 이에 따라 시스템은 더 강건해질 수 있다.
운동 상태에서, 컨트롤러(160)는, 힘 센서 모듈(140)로부터 제공되는 정보에 기초하여, 상기에 논의된 바와 같이 자세의 변화를 나타낼 수 있는 힘의 분포에 있어서의 변화가 있는지를 검출할 수 있다. 업데이트된 힘의 분포와 기준 분포 사이의 관계에 기초하여, 컨트롤러(160)는 이어서 수송 기구(100)의 움직임의 목표 속도 및 목표 방향을 결정할 수 있다. 예시적인 예로서, 컨트롤러(160)는 전방 데크 부분(130a)에서 검출된 힘이 다른 센서 부분에서 검출된 힘보다 큰 것을 검출하고, 수송 기구(100)가 (방향 A에 의해 표시된 바와 같이) 전방으로 움직이도록 의도된다고 결정할 수 있다. 더욱이, 컨트롤러(160)는 또한 데크 부분(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에서 검출된 힘의 크기 및 기준 분포에 기초하여 수송 기구(100)의 목표 속도를 결정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 또한, 힘 센서 모듈(140)로부터의 정보에 기초하여, 임의의 주어진 시간에 데크(130)의 상부 표면이 받는 총 힘이 임계치보다 낮다고 결정한 후에 목표 속도를 0으로 설정할 수 있다. 이것은 예를 들어 사용자가 수송 기구(100)로부터 떨어졌거나(또는 떨어지는 도중이거나) 그것을 제어하고 있지 못함을 나타낼 수 있다. 임계치는 수송 기구(100)가 정지 상태에 있을 때 초기 값으로 사전설정될 수 있고, 수송 기구(100)가 운동 상태에 있을 때 (예컨대, 사용자의 체중을 반영하기 위해) 기준 분포에 기초하여 업데이트될 수 있다. 그러한 배열에 의해, 기구가 사용자의 제어하에 있지 않을 때, 수송 기구(100)가 인근의 사람과 부딪힐 위험이 완화될 수 있다.
움직임의 목표 속도 및 목표 방향을 설정한 후에, 컨트롤러(160)는 이어서 목표 속도 및 목표 방향을 달성하기 위해 하나 이상의 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기에 논의된 바와 같이, 컨트롤러(160)는, 목표 방향을 따라 움직이도록 수송 기구(100)를 조종하기 위해서, 전방 휠 쌍 사이의 회전 속도 차이를 도입하기 위해, 좌측 전방 휠(110a)을 구동시키는 좌측 전기 모터에, 그리고 우측 전방 휠(110b)을 구동시키는 우측 전기 모터에 신호를 전송할 수 있다. 더욱이, 컨트롤러(160)는 또한, 목표 속도를 달성하기 위해서, 소정 회전 속도로 회전하도록 모터를 제어하기 위해 좌측 전기 모터와 우측 전기 모터 둘 모두에 신호를 전송할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 또한 목표 속도 및 목표 방향을 제어하는 피드백 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들어, 수송 기구(100)는 전기 모터의 회전 속도를 검출하는 모터 속도 센서를 포함할 수 있다. 전기 모터의 회전 속도와 (수송 기구(100)의 움직임의 목표 속도에 기초하여 결정될 수 있는) 목표 회전 속도 사이의 차이에 기초하여, 컨트롤러(160)는 이어서 목표 속도를 달성하기 위해서 가속(또는 감속)을 도입하도록 전기 모터에 제공되는 신호를 조정할 수 있다. 가속(또는 감속)은 수송 기구(100)의 상이한 작동 상태에 따라 그리고 상이한 목적을 위해 설정될 수 있는, 시스템의 사전결정된 응답성(responsiveness)에 기초하여 설정될 수 있다. 예시적인 예로서, 수송 기구(100)가 비교적 높은 속도로 움직이고 있을 때, 응답성은 (예컨대, 성능을 개선하기 위해) 증가되거나, (예컨대, 안전을 개선하기 위해) 감소될 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)가 (예컨대, 상부 표면이 받는 총 힘이 임계치 미만이라는 결정에 기초하여) 사용자가 수송 기구(100)로부터 떨어졌다는(또는 떨어지는 도중이라는) 지시에 응답하여 목표 속도를 0으로 설정하도록 결정한 경우, 그것은 제어를 벗어나 움직이는 동안 수송 기구(100)가 다른 사람과 부딪힐 위험을 더욱 완화하기 위해 사전결정된 양의 시간(예컨대, 1초) 이내에 모터의 회전 속도를 0으로 제어할 수 있다.
또한, 수송 기구(100)는, 데크(130)의 상부 또는 저부 표면 상에 부착되거나 데크 내에 배치되고, 데크(130)의 현재 선회각 및/또는 현재 선회 속도를 검출하도록 구성된 배향 센서(예컨대, 관성 측정 유닛(inertial measurement unit, IMU))를 포함할 수 있다. 컨트롤러(160)는 이어서 수송 기구(100)의 움직임의 현재 방향과 목표 방향 사이의 차이에 기초하여 (예컨대, 차동 회전 속도를 도입하기 위해) 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터에 제공되는 신호를 조정할 수 있다.
또한, IMU는 예를 들어 수송 기구가 오르막길 또는 내리막길을 가고 있음을 나타낼 수 있는 수송 기구(100)의 피치각(pitch angle)에 관한 정보를 제공할 수 있다. 그러한 경우에, 컨트롤러(160)는 또한 좌측 전기 모터 및 우측 전기 모터에 제공되는 신호를 그에 맞춰 조정할 수 있다. 예를 들어, 피치각이 수송 기구(100)가 오르막길을 가고 있음을 나타내는 경우, 컨트롤러(160)는 오르막길 움직임을 위한 더 많은 도움을 제공하기 위해 좌측 전기 모터와 우측 전기 모터 둘 모두의 토크를 증가시킬 수 있다. 또한, 피치각이 수송 기구(100)가 내리막길을 가고 있음을 나타내는 경우, 컨트롤러(160)는 속도를 감소시키기 위해 좌측 전기 모터와 우측 전기 모터 둘 모두의 토크를 감소시킬 수 있다(또는 모터로 하여금 반전 제동 토크를 발생시키게 할 수 있다). 몇몇 실시예에서, 수송 기구(100)는 피치각이 수평에 대해 ±15도의 범위 내에 있을 때 피치각에 따라 모터 토크를 조정하는 것이 가능할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 또한 리모컨(도 1a 내지 도 1e에 도시되지 않음)으로부터 신호를 수신하고, 수송 기구(100)의 작동 상태(및/또는 움직임의 목표 속도 및 목표 방향)를 제어할 수 있다. 예시적인 예로서, 컨트롤러(160)는 안전 목적을 위해서 수송 기구(100)를 정지 상태로 유지하기 위해 리모컨으로부터 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러(160)는 또한 (예컨대, 힘 센서 모듈(140)이 고장일 때) 백업으로서 수송 기구(100)의 움직임의 목표 속도 및 목표 방향을 설정하기 위해 리모컨으로부터 신호를 수신할 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시예와 일치하는, 허브 모터에 의해 구동되는 예시적인 좌측 전방 휠(110a)의 단면도이다. 예시적인 허브-모터 구동식 휠은 축(111), 베어링(112, 113), 축(111)에 결합된 내측 고정자(114), 베어링(112, 113)을 통해 축(111)에 결합된 외측 회전자(115), 및 외측 회전자(115)에 직접 부착된 댐핑 타이어(damping tire)(116)를 포함한다. 예시적인 허브-모터 구동식 좌측 전방 휠(110a)은 모터(예컨대, 고정자(114) 및 회전자(115))와 타이어(116)를 함께 조합시켜서, 타이어가 부착된 금속 케이스를 구동시키기 위해 외측 회전자를 사용하는 종래의 모터 구동식 휠과는 다르게, 타이어(116)가 외측 회전자에 직접 부착된다.
몇몇 실시예에서, 댐핑 타이어(116)는 외측 회전자(115), 내측 고정자(114), 및 휠의 다른 구성요소를 보호하기 위해 진동을 흡수하는 탄성 재료를 포함한다. 그것은 또한 지면과 접촉할 때 마모를 감소시키는 연마성 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 댐핑 타이어(116)는 내부 층 및 외부 층(도 2에 도시되지 않음)을 포함한다. 외부 층은 지면과 접촉할 때 높은 연마성 및 낮은 탄성을 갖는 재료로 제조된다. 내부 층은 외측 회전자, 내측 고정자, 및 휠의 다른 구성요소를 보호하기 위해 진동을 흡수하는 높은 탄성을 갖는 재료로 제조되는, 댐핑 부분으로서 기능한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 개시의 실시예와 일치하는, 힘 센서 모듈(140)의 다양한 예를 예시한다. 몇몇 실시예에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 힘 센서 모듈(140)은 데크(130)의 상부 표면에 걸쳐 연장되는 단일의 힘 센서 영역을 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 힘 센서 모듈(140)은 전방 힘 센서 영역(140a) 및 후방 힘 센서 영역(140b)을 포함할 수 있다. 전방 힘 센서 영역(140a)은 (예를 들어 전방 데크 부분(130a)을 포함하는) 데크(130)의 전방 섹션에 걸쳐 연장될 수 있고, 후방 힘 센서 영역(140b)은 (예를 들어 후방 데크 부분(130b)을 포함하는) 데크(130)의 후방 섹션에 걸쳐 연장될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 힘 센서 모듈(140)은 또한 전방 힘 센서 영역(140c), 좌측 전방 힘 센서 영역(140d), 우측 전방 힘 센서 영역(140e), 좌측 후방 힘 센서 영역(140f), 및 우측 후방 힘 센서 영역(140g)을 포함하는, 2개 초과의 힘 센서 영역을 포함할 수 있다. 이들 힘 센서 영역 각각은 전술된 하나 이상의 힘 감지 유닛을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 실시예와 일치하는, 도 3a 내지 도 3c에 예시된 예시적인 힘 센서로 힘의 분포를 검출하기 위한 예시적인 구성을 예시한다. 예시적인 예로서, 도 4a를 참조하면, 도면(402)은 도 3a에 도시된 바와 같은 단일의 힘 센서 모듈(140)로 덮인, 데크(130)의 상부 표면 상에 서있는 사용자의 발 영역(300a, 300b)의 하나의 가능한 위치 세트를 예시한다. 또한, 도면(404)은 발 영역(300a, 300b)의 다른 가능한 위치 세트를 예시한다. 센서 모듈(140)은 발 영역(300a)의 영역(310a) 내의 제 1 힘 및 영역(310b) 내의 제 2 힘을 검출할 수 있다. 힘 센서 모듈(140)은 또한 발 영역(300b)의 영역(320a) 내의 제 3 힘 및 영역(320b) 내의 제 4 힘을 검출할 수 있다. 힘 센서 모듈(140)은 이어서 제 1 힘, 제 2 힘, 제 3 힘 및 제 4 힘과, 힘 센서 모듈(140) 내의 그것의 관련 영역(영역(310a, 310b, 320a, 320b))에 관한 정보를 컨트롤러(160)에 제공할 수 있으며, 컨트롤러는 이어서 힘의 분포를 그에 맞춰 결정할 수 있다. 예를 들어, 도면(402)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 방향 C를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다. 또한, 도면(404)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 방향 D를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다.
다른 예시적인 예로서, 도 4b는 발 영역(300a, 300b)이, 각각, 도 3b의 전방 힘 센서 영역(140a) 및 후방 힘 센서 영역(140b)과 부분적으로 중첩되는 것을 예시한다. 도 4b를 참조하면, 도면(412)은 전방 센서 영역(140a) 및 후방 센서 영역(140b) 상의 발 영역(300a, 300b)의 하나의 가능한 위치 세트를 예시하고, 도면(414)은 전방 힘 센서 영역(140a) 및 후방 힘 센서 영역(140b) 상의 발 영역(300a, 300b)의 다른 가능한 위치 세트를 예시한다. 컨트롤러(160)는 이어서 측정된 힘을 센서 영역 각각과, 그리고 각각의 센서 영역 내의 측정된 힘의 위치와 연관시킴으로써 힘의 분포를 결정할 수 있다. 도면(412)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 예를 들어 방향 A, 방향 B, 방향 C, 방향 D, 또는 사이의(예컨대, 방향 A와 방향 B 사이의) 어딘가를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다. 또한, 도면(414)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 방향 B를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다.
다른 예시적인 예로서, 도 4c의 도면(422)은 발 영역(300a)의 영역(310a) 및 영역(310b)이, 각각, 도 3c의 전방 힘 센서 영역(140c) 및 우측 전방 힘 센서 영역(140e)과 중첩되는 반면, 발 영역(300b)의 영역(320a) 및 영역(320b)이, 각각, 도 3c의 좌측 후방 힘 센서 영역(140c) 및 우측 후방 힘 센서 영역(140e)과 중첩되는 것을 예시한다. 또한, 도 4c의 도면(424)은 발 영역(300a)의 영역(310a) 및 영역(310b)이, 각각, 도 3c의 전방 힘 센서 영역(140c) 및 좌측 전방 힘 센서 영역(140d)과 중첩되는 반면, 발 영역(300b)의 영역(320a) 및 영역(320b)이, 각각, 도 3c의 우측 후방 힘 센서 영역(140c) 및 좌측 후방 힘 센서 영역(140e)과 중첩되는 것을 예시한다. 컨트롤러(160)는 이어서 측정된 힘을 센서 영역 각각과 연관시킴으로써 힘의 분포를 결정할 수 있다. 도면(422)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 방향 C를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다. 또한, 도면(424)의 발 영역(300a, 300b)의 위치 세트에 따라 발생된 힘의 분포에 기초하여, 컨트롤러(160)는 방향 D를 향해 수송 기구(100)를 조종하도록 결정할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 실시예와 일치하는 예시적인 구성을 사용하여 목표 속도 및 목표 방향을 결정하는 데 사용될 수 있는, 힘 분포의 변화의 예를 예시한다. 도 3c에 예시된 바와 같은 힘 센서 영역(140c 내지 140g)을 포함하는 힘 센서 모듈(140)의 예를 사용하여 변화가 예시되지만, 방법은 또한 도 3a 및 도 3b의 힘 센서 모듈(140)의 예와 관련하여 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 차트(500)는 시간에 대한, 힘 센서 영역(140c, 140e, 140f, 140g)에 의해 검출되는 힘의 변화를 예시한다. 예를 들어, 도 5b를 참조하면, 기준 시점 후 약 10초에, 힘 센서 영역(140c)은 35 N(뉴턴)의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140d)은 0 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140e)은 80 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140f)은 40 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140g)은 5 N의 힘을 측정한다. 또한, 기준 시점 후 15초에, 힘 센서 영역(140c)은 110 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140d)은 0 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140e)은 40 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140f)은 10 N의 힘을 측정하고, 힘 센서 영역(140g)은 0 N의 힘을 측정한다.
센서 영역 사이의 힘의 분포, 및 시간에 대한 힘의 변화에 기초하여, 컨트롤러(160)는 수송 기구(100)의 작동 상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 수송 기구(100)가 초기화 상태에 있고 사용자가 기구 상에 올라타는 때의 시간 간격(502) 동안, 힘 센서 모듈(140)에 의해 검출되는 힘은 시간에 대해 비교적 엄청난 변화를 겪을 수 있다. 컨트롤러(160)는, 예를 들어, 현재 시간까지 받은 검출된 힘의 샘플에 대한 변동 값을 결정함으로써, 시간에 대한 비교적 엄청난 힘의 변화가 있다고 결정하고, 변동 값을 변동 임계치와 비교할 수 있다. 변동 값이 변동 임계치를 초과하는 경우, 컨트롤러(160)는 사용자가 여전히 기구 상에서 그의 또는 그녀의 서있는 자세를 조정하고 있기 때문에 수송 기구(100)가 정지 상태에 유지되도록 의도된다고 결정할 수 있다.
시간 간격(504)으로 진행하면, 사용자의 서있는 자세가 안정되기 때문에, 힘 센서 모듈(140)에 의해 검출되는 힘은 시간에 대해 비교적 더 적은 변화를 겪을 수 있다. 그 경우에, 컨트롤러(160)는 검출된 힘의 샘플에 대한 변동 값이 변동 임계치 미만이라고 결정할 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 컨트롤러는, 힘의 현재 분포에 기초하여, 힘의 기준 분포를 결정할 수 있다. 힘의 기준 분포는 사용자가 수송 기구 상에 똑바로 서있다는 지표로서의 역할을 할 수 있다. 컨트롤러(160)는 그러한 서있는 자세를, 수송 기구가 그것의 현재 상태(예컨대, 정지 상태, 또는 고정된 방향 및 속도의 운동을 갖는 운동 상태)를 유지하도록 의도된다는 신호로 해석할 수 있다. 컨트롤러(160)는 이어서, 힘의 분포에 있어서의 변화를 검출한 후에, 운동의 방향 및/또는 속도에 있어서의 변화를 결정하기 위해 힘의 기준 분포를 기준으로서 사용할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 전방 데크 부분에 대한 힘 기준(S front), 후방 데크 부분에 대한 힘 기준(S rear), 좌측 데크 부분에 대한 힘 기준(S left), 및 우측 데크 부분에 대한 힘 기준(S right)을 계산함으로써 힘의 기준 분포를 결정할 수 있다. 힘 센서 영역(140c, 140d, 140e, 140f, 140g)에 의해 검출되는 힘의 크기가 각각 S 0, S 1, S 2, S 3, S 4인 것으로 가정하면, 컨트롤러(160)는 다음의 예시적인 수학식에 따라, 비율의 분포의 형태로, 기준 분포를 결정할 수 있다:
[수학식 1]
Figure pct00001
[수학식 2]
Figure pct00002
[수학식 3]
Figure pct00003
[수학식 4]
Figure pct00004
[수학식 5]
Figure pct00005
예시적인 예로서, 다시 도 5a를 참조하면, 기준 시점 후 약 10초에, 힘 센서 영역(140c 내지 140g)은 S 0에 대해 35 N의 측정치, S 1에 대해 0 N의 측정치, S 2에 대해 80 N의 측정치, S 3에 대해 40 N의 측정치, 및 S 4에 대해 5 N의 측정치를 얻는다. 상기에 논의된 바와 같은 수학식 1 내지 수학식 5에 기초하여, 기준 분포가 다음과 같이 결정될 수 있다:
[표 1]
Figure pct00006
표 1은 사용자가 수송 기구(100) 상에 안정되게 그리고 똑바로 서있다는 지시와 연관될 수 있는 기준 분포를 예시한다. 컨트롤러(160)는 이어서, 기준 분포와 힘의 현재 분포 사이의 관계에 기초하여, 아래에서 논의될 바와 같이, 사용자의 자세 변화가 있는지, 자세 변화에 의해 신호되는 운동의 속도 및 방향의 변화, 및 변화의 정도를 검출할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 운동 상태에 진입하기 전에, 컨트롤러(160)는 또한 힘의 합계 S sum을 사전결정된 초기 임계치와 비교한다. 힘의 합계 S sum은 전형적으로 사용자의 체중을 반영한다. 컨트롤러(160)가 S sum이 사전결정된 초기 임계치 미만이라고 결정하는 경우, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구로부터 떨어졌고(또는 떨어지는 도중이고) 더 이상 그것을 제어하고 있지 못한다고 결정할 수 있다. 그 경우에, 컨트롤러(160)는 수송 기구를 정지 상태로 유지하거나, 수송 기구가 운동 상태에 있는 경우, (목표 속도를 0으로 설정함으로써) 수송 기구를 정지시킬 수 있다. 반면에, S sum이 사전결정된 초기 임계치를 초과하는 경우, 컨트롤러(160)는 (예컨대, 임계치를 S sum의 절반과 동일하도록 설정함으로써) S sum에 기초하여 임계치를 업데이트하고, 계속하여 힘 센서 영역(140c 내지 140g)에 의해 검출되는 힘의 합계를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 5a를 참조하면, 간격(510) 동안, 컨트롤러(160)는 현재 힘의 합계가 업데이트된 임계치보다 낮다고 결정하고, 수송 기구를 정지시킬 수 있다.
운동 상태에서, 컨트롤러(160)는, 힘 센서 영역(140c 내지 140g)에 의해 검출된 힘 및 기준 분포에 기초하여, 힘의 분포에 있어서의 변화 및 변화의 정도를 결정할 수 있다. 변화에 기초하여, 컨트롤러(160)는 수송 기구의 움직임에 있어서의 변화를 위한 사용자로부터의 지시를 결정할 수 있다. 컨트롤러(160)는 이어서, 지시에 기초하여, 수송 기구의 움직임의 업데이트된 속도 및/또는 업데이트된 방향을 결정할 수 있다.
예를 들어, 운동 상태에서, 힘 센서 영역(140c, 140d, 140e, 140f, 140g)에 의해 검출되는 힘의 크기는 각각 P 0, P 1, P 2, P 3 및 P 4이다. 컨트롤러(160)는 다음의 예시적인 수학식에 따라 비율 P front, P rear, P left, 및 P right의 조합에 의해 표현되는 힘의 분포를 결정할 수 있다:
[수학식 6]
Figure pct00007
[수학식 7]
Figure pct00008
[수학식 8]
Figure pct00009
[수학식 9]
Figure pct00010
[수학식 10]
Figure pct00011
컨트롤러(160)는 이어서 다음의 예시적인 수학식에 따라 힘의 분포 P front, P rear, P left, 및 P right와 기준 분포 S front, S rear, S left, 및 S right에 기초하여 전방 틸팅각(d forward) 및 좌측 틸팅각(d left)을 결정할 수 있다:
[수학식 11]
Figure pct00012
[수학식 12]
Figure pct00013
여기서, K forward 및 K left는 5의 전형적인 값을 갖는 스케일링 팩터(scaling factor)일 수 있다.
컨트롤러(160)는 d forward 및 d left에 기초하여 움직임의 방향의 지시를 결정할 수 있다. 예를 들어, d forward가 0을 초과하는 경우, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구에게 전방으로 움직이도록 신호를 보내는 것으로, 그리고 d forward가 0 미만인 경우, 사용자가 수송 기구에게 후방으로 움직이도록 신호를 보내는 것으로 결정할 수 있다. 또한, d left가 0을 초과하는 경우, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구에게 좌측으로 움직이도록 신호를 보내는 것으로, 그리고 d left가 0 미만인 경우, 사용자가 수송 기구에게 우측으로 움직이도록 신호를 보내는 것으로 결정할 수 있다. 또한, d forward와 d left 둘 모두가 0인 경우, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구에게 그것의 현재의 움직임 방향 및 속도를 유지하도록 신호를 보내는 것으로 결정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 파라미터 d forward 및 d left는 수평에 대한 사용자의 틸팅각을 나타낼 수 있다. 아래에서 상세히 논의될 바와 같이, d forward 및 d left의 값은 가속의 방향을 따른 사람에 의해 가해지는 힘에 관련될 수 있다. d forward 및 d left의 (값이 0을 초과하는지에 의해 나타내어지는) 크기 및 방향에 기초하여, 컨트롤러(160)는 수송 기구(100)의 움직임의 목표 속도 및 목표 방향을 결정할 수 있다.
예시적인 예로서, 간격(506) 내의 소정 시점에서(예컨대, 기준 시점 후 15초에), 힘 센서 영역(140c, 140d, 140e, 140f, 140g)은 각각 110 N, 0 N, 40 N, 10 N 및 0 N과 같은 P 0, P 1, P 2, P 3 및 P 4의 값을 얻는다. 위에 논의된 바와 같은 수학식 6 내지 수학식 12에 기초하여, 컨트롤러(160)는 d forward에 대해 5.46°의 값, 및 d left에 대해 -1.03°의 값을 얻을 수 있다. 값 d forward 및 d left에 기초하여, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구에게 전방과 우측 사이의 방향을 따라 움직이도록 신호를 보내는 것으로 결정할 수 있다. 컨트롤러(160)는 힘 센서 영역(140c 내지 140g)으로부터 업데이트된 힘 측정 데이터를 수신하는 것을 계속하고 d forward 및 d left의 값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 간격(508) 동안, 컨트롤러(160)는 d forward 및 d left에 대한 업데이트된 값을 얻고, 업데이트된 값에 기초하여, 사용자가 수송 기구에게 후방으로 움직이도록 신호를 보내는 것으로 결정할 수 있다.
더욱이, 위에서 논의된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 또한 힘의 합계를 결정하고, 사용자가 수송 기구로부터 떨어졌는지(또는 떨어지는 도중인지)를 결정하기 위해 합계를 임계치와 비교할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 5a를 참조하면, 기준 시점 후 15초에서, 힘의 합계는 160 N인 반면, 초기화 동안 결정된 바와 같은 임계치는 S sum의 절반일 수 있으며 80 N과 같다. 힘의 합계가 임계치를 초과한다는 결정에 기초하여, 컨트롤러(160)는 사용자가 여전히 수송 기구 상에 서있다고 결정할 수 있고, 수송 기구의 운동 상태를 유지할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 좌측 틸팅각(dleft)의 결정은 데크(130)의 롤링각을 고려할 수 있다. 예시적인 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 수송 기구(100)가 선회할 때, 데크(130)는 선회 방향을 향해 틸팅할 수 있다. 틸팅은 데크의 좌측 및 우측 에지에 가해지는 균등하지 않은 힘으로 인해 발생할 수 있고, d left의 크기를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 수송 기구(100)가 좌측으로 선회하고 있는 경우, 실제 틸팅각은 힘 분포에 기초하여 결정된 d left보다 클 것이다. 반면에, 수송 기구(100)가 우측으로 선회하고 있는 경우, 실제 틸팅각은 힘 분포에 기초하여 결정된 d left보다 작을 것이다(즉, 그것은 더 큰 음의 값이 됨). 롤링각은 데크(130)의 저부 표면 상에(또는 상부 표면 상에) 부착된 IMU에 의해 측정될 수 있다.
수송 기구(100)가 선회할 때 데크가 또한 소정 각도로 회전한다는 사실을 고려하기 위해, 컨트롤러(160)는 아래의 예시적인 수학식에 기초하여 우선 데크(130)의 롤링각 d roll을 결정함으로써 d left를 결정할 수 있다:
[수학식 13]
Figure pct00014
여기서, P roll은 IMU에 의해 측정되는 롤링각일 수 있는 반면, S roll은 기준 롤링각일 수 있다. S roll은 수송 기구(100)가 직선으로 움직이고 있고 선회하고 있지 않은 상태에 또한 대응할 수 있는, 기준 분포가 결정되었던 초기화 상태 동안 결정될 수 있다.
컨트롤러(160)는 이어서 다음의 예시적인 수학식에 기초하여 업데이트된 d' left를 결정할 수 있다:
[수학식 14]
Figure pct00015
파라미터 λ는 0 내지 1의 범위 내의 임의의 값일 수 있고, IMU의 특성에 기초하여 결정될 수 있다. λ의 값은 예를 들어 0.5일 수 있다.
d forward 및 d' left에 대한 값을 결정한 후에, 컨트롤러(160)는 이어서 가속의 값을 결정할 수 있다. d forward의 값은 (예컨대, 도 1b의 방향 A를 따른) 전방 방향을 향한 사용자의 신체의 틸팅각을 나타낼 수 있다. 전방 가속 α forward(또는, d forward가 음인 경우, 후방 가속)는 다음의 예시적인 수학식에 의해 주어질 수 있다:
[수학식 15]
Figure pct00016
여기서, 전방 가속은 전방 틸팅의 정도에 비례할 수 있으며, 이때 K acc는 스케일링 팩터이고, d forward는 라디안 단위의 전방 틸팅의 각도이다. K acc의 전형적인 값은 10일 수 있다.
컨트롤러(160)는 이어서 다음의 예시적인 수학식에 기초하여 수송 기구(100)의 목표 전방/후방 속도(V target)를 결정할 수 있다:
[수학식 16]
Figure pct00017
여기서, T는 데크(130)가 d forward 및 α forward의 소정 값으로 이어지는 힘 분포를 겪는 기간이다.
또한, d' left의 값은 좌측(또는, d' left가 음인 경우, 우측)을 향한 사용자의 신체의 틸팅각을 나타낼 수 있다. 구심 가속은 예를 들어 조종을 제공하는 전방(또는 후방) 휠 쌍 사이의 거리(W), 및 휠 쌍 사이의 선속도에 있어서의 차이(ΔV)에 관련된다. 휠 쌍 사이의 선속도에 있어서의 차이(ΔV)는 다음의 예시적인 수학식에 기초하여 결정될 수 있다:
[수학식 17]
Figure pct00018
여기서, 선속도에 있어서의 차이(ΔV)는 좌측(또는 우측) 틸팅의 정도에 비례할 수 있으며, 여기서 K dif는 스케일링 팩터이다. 몇몇 실시예에서, K dif는 조종을 제공하는 전방(또는 후방) 쌍 사이의 거리(W)에 관련될 수 있다.
좌측 휠(예컨대, 좌측 전방 휠(110a))의 목표 선속도(V L,target) 및 우측 휠(예컨대, 우측 전방 휠(110b))의 목표 선속도(V R,target)는 평균 선속도(V target) 및 다음의 수학식에 기초하여 결정될 수 있다:
[수학식 18]
Figure pct00019
[수학식 19]
Figure pct00020
몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 또한 수송 기구(100)의 현재 속도 및 이전의 작동 상태에 기초하여 가속에 한계를 부과할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 수송 기구(100)가 이제 막 정지 상태(즉, 0 속도를 가짐)로부터 운동 상태로 전이한 경우, 컨트롤러(160)는 힘의 분포(및 d forward 및 d' left의 연관된 값)에 의해 야기될 수 있는 최대 가속에 α 0의 한계를 부과할 수 있다. 수송 기구(100)의 속도가 증가함에 따라, 가속 한계가 또한 증가할 수 있다 - 그것이 α max의 값에 머무를 때까지 -. 더욱이, 수송 기구(100)의 속도가 v 2의 값을 넘어서 증가함에 따라, 수송 기구의 속도가 최대 속도 v max - 이 지점에서 가속 한계는 0이 될 수 있음 - 에 도달하는 지점까지, 가속 한계는 감소할 수 있다. 그 경우에, 속도에 있어서의 추가의 증가가 허용되지 않을 것이다. 그러한 배열에 의해, 수송 기구(100)의 작동 안전이 개선될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수송 기구(100)는 목표 속도 및 목표 방향에 기초하여 움직임의 속도 및 방향을 제어하는 컨트롤러(160)를 포함하는 피드백 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 목표 전방/후방 속도 V target을 결정한 후에, 컨트롤러(160)는 속도를 증가(또는 감소)시키는 다수의 별개의 단계를, 별개의 단계 사이의 시간 간격 내의 가속(또는 감속)이 도 7a에 따른 가속(또는 감속) 한계를 초과하지 않도록, 결정할 수 있다. 각각의 별개의 단계에 대해, 컨트롤러(160)는 중간 목표 속도를 결정하고, 이어서 모터에 모터 구동 신호를 발생시켜, 모터가 중간 목표 속도를 달성하게 할 수 있다. 컨트롤러(160)는 또한 모터의 회전 속도를 측정하도록 구성된 하나 이상의 모터 센서로부터 정보를 수신하고, 중간 목표 속도와 모터의 (회전 속도에 기초하여 얻어진) 현재 선속도 사이의 차이에 기초하여 신호의 크기를 결정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 피드백 시스템의 사전결정된 동적 특성을 달성하기 위해(예컨대, 소정의 안정도를 달성하기 위해), 컨트롤러(160)는 또한 중간 목표 속도와 현재 선속도 사이의 차이에 기초하여 모터 구동 신호를 발생시키는 비례-적분-미분(proportional-integral-derivative, PID) 컨트롤러를 구현할 수 있다. 게다가, 수송 기구(100)는 또한, IMU로부터의 정보에 기초하여, 수송 기구(100)의 선회각 및/또는 선회율을 결정하고, 선회각(및/또는 선회율)과 (d forward 및 d' left로부터 결정된 바와 같은) 목표 방향 사이의 차이에 기초하여, 조종 휠 쌍을 구동시키는 모터에 전송되는 신호를 제어할 수 있다. 게다가, 위에서 논의된 바와 같이, 수송 기구(100)는 기구가 오르막길 또는 내리막길을 가고 있음을 나타내는 피치각을 결정하고, 모터의 토크를 그에 맞춰 변경(예컨대, 오르막길 움직임에 대해 토크를 증가시키고, 내리막길 움직임에 대해 토크를 감소시키거나 반전 토크를 도입하고, 등등)하기 위해 모터에 전송되는 신호를 제어할 수 있다.
이제 본 개시의 실시예에 따른, 수송 기구를 제어하기 위한 예시적인 프로세스(800)를 수행하는 단계의 시퀀스를 예시하는 도 8을 참조한다. 도 8의 프로세스는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 제한이 아닌 설명의 목적을 위해, 프로세스(800)는 수송 기구(100)와 관련하여 설명될 것이어서, 개시된 프로세스는 컨트롤러(160)에서 실행되는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다.
단계(702)에서, 컨트롤러(160)는 제 1 작동 상태에 진입한다. 제 1 작동 상태는 예를 들어 수송 기구(100)가 정지해 있는 초기화 상태일 수 있다. 이것은 수송 기구(100)가 방금 시동되거나 방금 정지되었을 때 발생할 수 있다.
단계(704)에서, 컨트롤러(160)는 수송 기구(100)의 상부 표면이 받는 힘의 제 1 분포를 결정한다. 힘의 제 1 분포는 힘 센서 영역(140c 내지 140g)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
단계(706)에서, 컨트롤러(160)는 사용자가 수송 기구로부터 떨어졌는지(또는 떨어지는 도중인지)를 검출하기 위해, 총 힘이 사전결정된 힘 임계치를 초과하는지를 결정한다. 컨트롤러(160)가 총 힘이 사전결정된 힘 임계치를 초과하지 않는다고 결정하는 경우, 컨트롤러(160)는 단계(708)로 진행하고, 수송 기구를 정지시키기 위해, 수송 기구(100)의 목표 속도를 0으로 설정할 수 있다. 그 후에, 컨트롤러(160)는 다시 단계(702)로 진행하고 제 1 작동 상태에 진입(또는 제 1 작동 상태를 유지)할 수 있다.
반면에, 컨트롤러(160)가, 단계(706)에서, 총 힘이 사전결정된 힘 임계치를 초과한다고 결정하는 경우, 컨트롤러(160)는 단계(710)로 진행하여 힘의 제 1 분포에 기초하여 표면 상에 서있는 사용자의 자세를 검출할 수 있다. 검출은 힘 분포 데이터가 안정된 서있는 자세와 같은 사전결정된 자세를 나타내는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 결정은 예를 들어 현재 시점까지 받은 힘의 샘플의 변동 값에 기초할 수 있다. 컨트롤러(160)가, 단계(712)에서, (예컨대, 변동 값이 변동 임계치를 초과하기 때문에 - 이는 사용자가 여전히 그의 또는 그녀의 자세를 조정하고 있거나, 이제 막 수송 기구에 올라타고 있거나 등등을 나타낼 수 있음 -) 안정된 서있는 자세가 검출되지 않는다고 결정하는 경우,
반면에, (단계(712)에서) 컨트롤러(160)가 안정된 서있는 자세가 검출되는 것으로 결정하는 경우, 컨트롤러(160)는 단계(714)로 진행하여 기준 분포를 결정하고 힘의 제 1 분포에 기초하여 힘 임계치를 업데이트할 수 있다. 기준 분포의 결정은 예를 들어 위에 논의된 바와 같은 수학식 1 내지 수학식 5에 기초할 수 있다. 힘 임계치는 또한 예를 들어 힘의 제 1 분포의 총계의 절반으로서 업데이트될 수 있다.
단계(714)에서 기준 분포를 결정한 후에, 컨트롤러(160)는 단계(716)로 진행하고 제 2 작동 상태에 진입할 수 있다. 제 2 작동 상태는 예를 들어 컨트롤러(160)가 수송 기구(100)의 움직임의 방향 및 속도를 제어할 수 있는 운동 상태일 수 있다.
단계(716)에서 제 2 작동 상태에 진입한 후에, 컨트롤러(160)는 단계(718)로 진행하여 수송 기구(100)의 상부 표면이 받는 힘의 제 2 분포를 결정할 수 있다. 힘의 제 2 분포는 힘 센서 영역, 예컨대 140c 내지 140g에 의해 제공되는 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
단계(718)에서 힘의 제 2 분포를 결정한 후에, 컨트롤러(160)는 단계(720)로 진행하여 힘의 제 2 분포의 총계가 업데이트된 힘 임계치를 초과하는지를 결정할 수 있다. 총계가 업데이트된 힘 임계치를 초과하지 않는 경우 - 이는 사용자가 수송 기구로부터 떨어졌음(또는 떨어지는 도중임)을 나타낼 수 있음 -, 컨트롤러(160)는 단계(708)로 진행하여 목표 속도를 0으로 설정하고, 다시 단계(702)로 진행하여 제 1 작동 상태에 재진입할 수 있다. 총계가 업데이트된 힘 임계치를 초과하는 경우, 컨트롤러(160)는 단계(722)로 진행하여, 전술된 바와 같은 수학식 6 내지 수학식 19에 기초하여, 힘의 제 2 분포 및 기준 분포에 기초해 수송 기구(100)의 목표 방향 및 목표 속도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는 전방/후방 움직임을 위한 선가속도 및 목표 선속도를 결정할 수 있다. 컨트롤러(160)는 또한 조종 휠 쌍을 위한 모터의 회전 속도에 있어서의 차이를 결정하고, 그 차이에 기초하여 휠 쌍의 각각의 휠에 대한 목표 속도를 결정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 컨트롤러(160)는 또한 데크(130)의 롤링각에 관한 정보를 수신하고, 전술된 바와 같은 수학식 13 및 수학식 14에 기초하여, 목표 방향 및 목표 속도의 결정에 롤링각을 포함시킬 수 있다.
목표 방향 및 목표 속도를 결정한 후에, 컨트롤러(160)는 단계(724)로 진행하여 수송 기구(100)로 하여금 목표 방향을 향해, 그리고 목표 속도로 움직이게 할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는, 가속도가 도 7a 및 도 7b에 예시된 바와 같이 속도에 또한 상관될 수 있는 사전결정된 한계를 초과하지 않도록, 수송 기구(100)의 선속도를 변경함에 있어서 다수의 중간 단계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(160)는 또한 수송 기구(100)의 선속도, 및 선회 속도 및/또는 선회각을 모니터링하는 피드백 루프의 일부일 수 있으며, 모니터링된 속도 및 각도 정보에 기초하여 모터에 제공되는 신호를 조정한다. 컨트롤러(160)는 이어서 다시 단계(718)로 진행하여 업데이트된 힘의 제 2 분포를 수신할 수 있다.
이제 개시된 실시예에 따라 사용될 수 있는 예시적인 시스템(900)을 예시하는 도 9를 참조한다. 시스템(900)은 도 1c의 하나 이상의 컨트롤러(들)(160) 및 하나 이상의 센서(930)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(160)는 하나 이상의 프로세서(920), 하나 이상의 I/O 장치(922), 및 하나 이상의 메모리(924)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 시스템(900)은 개시된 실시예와 일치하는 하나 이상의 작업을 수행하기 위한 모바일 컴퓨팅 장치, 범용 컴퓨터 등의 형태를 취할 수 있다.
프로세서(920)는 하나 이상의 알려진 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 인텔(Intel)에 의해 제조된 프로세서 군으로부터의 것, 어드밴스트 마이크로 디바이시즈(Advanced Micro Devices)에 의해 제조된 프로세서 군으로부터의 것 등등일 수 있다. 대안적으로, 프로세서는 ARM 아키텍처에 기초할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로세서는 모바일 프로세서일 수 있다. 개시된 실시예는 컨트롤러(160)에 구성된 임의의 유형의 프로세서로 제한되지 않는다.
I/O 장치(922)는 데이터가 컨트롤러(160)에 의해 수신 및/또는 전송될 수 있게 하도록 구성된 하나 이상의 장치일 수 있다. I/O 장치(922)는 다른 기계적 구성요소 및 장치, 예를 들어 센서(930) 및 하나 이상의 모터(도 9에 도시되지 않음)와 통신하고/하거나 그것을 제어하기 위해 하나 이상의 통신 장치 및 인터페이스, 및 임의의 필요한 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 컨버터를 포함할 수 있다.
메모리(924)는 개시된 실시예에 관련된 기능을 수행하기 위해 프로세서(920)에 의해 사용되는 소프트웨어 명령어를 저장하도록 구성된 하나 이상의 저장 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(924)는 프로세서(들)(920)에 의해 실행될 때 하나 이상의 작업을 수행하는, 프로그램(들)(926)과 같은, 소프트웨어 명령어를 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(924)는 개시된 실시예의 기능을 수행하는, 사용자-레벨 애플리케이션과 같은, 단일 프로그램(926)을 포함할 수 있거나, 다수의 소프트웨어 프로그램을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(920)는 컨트롤러(160)로부터 원격에 위치된 하나 이상의 프로그램(또는 그것의 부분)을 실행할 수 있다. 게다가, 메모리(924)는 또한, 예를 들어 소프트웨어 프로그램(들)(926)에 의한 사용을 위한, 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
센서(930)는 예를 들어 힘 센서, 모터 속도 센서, IMU 등을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 시스템(900)은 수송 기구(100)로서 구성될 수 있고, 소프트웨어 프로그램(들)(926)은, 컨트롤러(160)에 의해 실행될 때, 데크(130)가 받는 그리고 센서(930)에 의해 검출되는 힘의 분포에 기초하여 수송 기구(100)를 제어하는 방법을 수행하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 도 8의 프로세스(800)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예를 예시하는 위의 설명 및 첨부 도면은 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 등가물을 포함한, 다양한 기계적 변경, 구성적 변경, 구조적 변경, 화학적 변경, 전기적 변경, 및 운용 변경이 본 설명 및 청구범위의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 몇몇 경우에, 잘 알려진 구조 및 기술은 본 개시를 모호하게 하지 않기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않았다. 본 명세서에서 제공되는 교시 내용에 접근하는 당업자는 본 개시의 범위 내에 모두 속하는 추가의 변경, 응용, 실시예, 및 등가물의 치환을 인식할 것이다.
더욱이, 당업자는 본 개시가 기초를 두고 있는 개념이 본 개시의 수개의 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법, 및 시스템을 설계하기 위한 기초로서 손쉽게 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 동봉된 청구범위는 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (21)

  1. 수송용 장치에 있어서,
    표면 - 상기 표면 상의 복수의 위치에서 복수의 힘을 받음 -;
    상기 표면을 제공하는, 서있는 사용자를 지지하기 위한 데크(deck) - 상기 힘은 상기 데크 상에 서있는 사용자의 자세에 기초하여 변경될 수 있음 -;
    상기 표면 상에 또는 상기 표면 아래에 배치된, 상기 표면 상의 상기 복수의 힘에 관련된 정보를 제공하기 위한 복수의 힘 센서;
    상기 표면 아래의 복수의 휠 - 상기 복수의 휠 각각은 모터와 결합됨 -; 및
    컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 힘 센서에 의해 제공되는 상기 정보에 기초하여, 상기 복수의 위치에서 제 1 복수의 힘을 결정하고;
    상기 제 1 복수의 힘에 기초하여, 상기 복수의 위치와 연관되는 기준 분포를 결정하고;
    상기 복수의 힘 센서에 의해 제공되는 상기 정보에 기초하여, 제 2 복수의 힘을 결정하고;
    상기 기준 분포 및 상기 제 2 복수의 힘에 기초하여 상기 장치의 목표 속도를 결정하고;
    하나 이상의 제 1 신호를 상기 모터에 제공하여 상기 장치가 상기 목표 속도로 움직이게 하는
    수송용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여, 사용자가 상기 표면 상에 제 1 사전결정된 자세로 서있는지를 결정하고,
    상기 기준 분포는 상기 사용자가 상기 표면 상에 사전결정된 자세로 서있다고 결정한 후에 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여 결정되는
    수송용 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    사용자가 상기 표면 상에 제 1 사전결정된 자세로 서있는지를 결정하는 것은,
    시간에 대한 상기 제 1 복수의 힘의 복수의 샘플의 변동 값을 결정하고,
    상기 변동 값을 사전결정된 변동 임계치와 비교하는 것을 포함하고,
    상기 사용자는 상기 변동 값이 상기 변동 임계치 미만인 경우 상기 표면 상에 상기 제 1 사전결정된 자세로 서있는 것으로 결정되는
    수송용 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 장치가 정지 상태에 있는지를 결정하고,
    상기 장치가 정지해 있고 상기 사용자가 상기 표면 상에 상기 제 1 사전결정된 자세로 서있지 않다고 결정할 때, 상기 정지 상태를 유지하는
    수송용 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제 1 복수의 힘에 기초하여 총 힘의 임계치를 결정하고,
    상기 제 2 복수의 힘의 총계가 상기 총 힘의 임계치 미만인지를 결정하고,
    상기 제 2 복수의 힘의 총계가 상기 총 힘의 임계치 미만이라고 결정할 때, 상기 장치가 정지 상태에 진입하거나 정지 상태를 유지하게 하는
    수송용 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면은 좌측 부분 및 우측 부분을 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 표면의 좌측 부분에서 받는 상기 제 2 복수의 힘의 제 1 힘, 상기 표면의 우측 부분에서 받는 상기 제 2 복수의 힘의 제 2 힘, 및 상기 기준 분포에 기초하여 상기 장치의 목표 선회 방향을 결정하고,
    상기 목표 선회 방향에 기초하여 하나 이상의 제 2 신호를 상기 모터에 제공하는
    수송용 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 장치는 수평 표면에 대한 상기 표면의 롤링각(rolling angle)을 측정하도록 구성된 롤링각 측정 기구를 추가로 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 롤링각에 기초하여 상기 복수의 휠 중 적어도 2개의 휠 사이의 차동 회전 속도를 결정하도록 추가로 구성되는
    수송용 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 휠 중 상기 적어도 2개의 휠 사이의 거리에 기초하여 상기 차동 회전 속도를 결정하도록 추가로 구성되는
    수송용 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 수평 표면에 대한 상기 표면의 피치각(pitch angle)을 측정하도록 구성된 피치각 측정 기구를 추가로 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 피치각에 기초하여 상기 모터의 하나 이상의 토크를 결정하도록 추가로 구성되는
    수송용 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 기준 분포 및 상기 제 2 복수의 힘에 기초하여 목표 가속 또는 목표 감속을 결정하고,
    상기 장치의 현재 속도에 기초하여 가속 한계 또는 감속 한계를 결정하고,
    상기 목표 가속이 상기 가속 한계를 초과하는 경우, 또는 상기 목표 감속이 상기 감속 한계를 초과하는 경우, 상기 목표 속도에 도달하도록 상기 현재 속도를 업데이트하는 복수의 중간 단계를 결정하도록 추가로 구성되는
    수송용 장치.
  11. 수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법에 있어서,
    상기 수송 기구의 표면 상에 또는 표면 아래에 배치된 복수의 힘 센서로부터, 복수의 위치에서 제 1 복수의 힘에 관한 정보를 수신하는 것 - 상기 표면은 서있는 사용자를 지지하기 위한 데크에 의해 제공되고, 상기 힘은 상기 데크 상에 서있는 사용자의 자세에 기초하여 변경될 수 있음 -;
    컨트롤러를 통해, 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여, 상기 복수의 위치와 연관되는 기준 분포를 결정하는 것;
    상기 복수의 힘 센서로부터, 상기 복수의 위치에서 제 2 복수의 힘에 관한 정보를 수신하는 것;
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 기준 분포 및 상기 제 2 복수의 힘에 기초하여 상기 수송 기구의 목표 속도를 결정하는 것; 및
    상기 컨트롤러를 통해, 하나 이상의 제 1 신호를 상기 수송 기구의 하나 이상의 모터에 제공하여 상기 수송 기구가 상기 목표 속도로 움직이게 하는 것을 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여, 사용자가 상기 표면 상에 제 1 사전결정된 자세로 서있는지를 결정하는 것을 추가로 포함하고,
    상기 기준 분포는 상기 사용자가 상기 표면 상에 사전결정된 자세로 서있다고 결정한 후에 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여 결정되는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    사용자가 상기 표면 상에 제 1 사전결정된 자세로 서있는지를 결정하는 것은,
    상기 컨트롤러를 통해, 시간에 대한 상기 제 1 복수의 힘의 복수의 샘플의 변동 값을 결정하는 것, 및
    상기 변동 값을 사전결정된 변동 임계치와 비교하는 것을 포함하고,
    상기 사용자는 상기 변동 값이 상기 변동 임계치 미만인 경우 상기 표면 상에 상기 제 1 사전결정된 자세로 서있는 것으로 결정되는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 장치가 정지 상태에 있는지를 결정하는 것, 및
    상기 장치가 정지해 있고 상기 사용자가 상기 표면 상에 상기 제 1 사전결정된 자세로 서있지 않다고 결정할 때, 상기 정지 상태를 유지하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 제 1 복수의 힘에 기초하여 총 힘의 임계치를 결정하는 것,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 제 2 복수의 힘의 총계가 상기 총 힘의 임계치 미만인지를 결정하는 것, 및
    상기 제 2 복수의 힘의 총계가 상기 총 힘의 임계치 미만이라고 결정할 때, 상기 장치가 정지 상태에 진입하거나 정지 상태를 유지하게 하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면은 좌측 부분 및 우측 부분을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 표면의 좌측 부분에서 받는 상기 제 2 복수의 힘의 제 1 힘, 상기 표면의 우측 부분에서 받는 상기 제 2 복수의 힘의 제 2 힘, 및 상기 기준 분포에 기초하여 상기 수송 기구의 목표 선회 방향을 결정하는 것, 및
    상기 목표 선회 방향에 기초하여 하나 이상의 제 2 신호를 상기 하나 이상의 모터에 제공하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 신호는 상기 복수의 휠 중 적어도 2개의 휠 사이의 차동 회전 속도를 발생시키는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    롤링각 측정 기구로부터, 수평 표면에 대한 상기 표면의 롤링각을 수신하는 것, 및
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 롤링각에 기초하여 상기 차동 회전 속도를 결정하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 복수의 휠 중 상기 적어도 2개의 휠 사이의 거리에 기초하여 상기 차동 회전 속도를 결정하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 기준 분포 및 상기 제 2 복수의 힘에 기초하여 목표 가속 또는 목표 감속을 결정하는 것,
    상기 컨트롤러를 통해, 상기 장치의 현재 속도에 기초하여 가속 한계 또는 감속 한계를 결정하는 것, 및
    상기 목표 가속이 상기 가속 한계를 초과하는 경우, 또는 상기 목표 감속이 상기 감속 한계를 초과하는 경우, 상기 목표 속도에 도달하도록 상기 현재 속도를 업데이트하는 복수의 중간 단계를 결정하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
  21. 제 11 항에 있어서,
    피치각 측정 기구로부터, 수평 표면에 대한 상기 표면의 피치각을 수신하는 것, 및
    상기 피치각에 기초하여 하나 이상의 제 3 신호를 상기 하나 이상의 모터에 제공하여 상기 모터의 하나 이상의 토크를 업데이트하는 것을 추가로 포함하는
    수송 기구를 제어하기 위한 컴퓨터-구현 방법.
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