KR20200134141A - 이동 중 액체가 쏟아지지 않도록 하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20200134141A
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김준영
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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는, 용기, 센서, 구동부, 구동부에 구동 신호를 입력하여 전자 장치의 속도를 제어하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 전자 장치가 이동하는 동안, 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하고, 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 외력 중 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하고, 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 액체의 고유 진동 주기에 따라 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 구동부에 입력한다.

Description

이동 중 액체가 쏟아지지 않도록 하는 전자 장치 { ELECTRONIC APPARATUS FOR PREVENTING LIQUIDS SPILLED OUT WHILE MOVING }
본 개시는 이동 수단을 구비한 전자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 액체가 담긴 개방형 용기를 안전하게 운송할 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
액체는 흔히 pendulum system, 혹은 mass-spring-damper system 등으로 표현될 수 있다. 즉 액체의 표면은 진동운동을 한다. 그리고, 액체의 표면 진동을 억제하거나 넘침을 방지하는 방법들이 종래에 시도되었다.
일 예로, 기구적 설계 변형을 통해 액체가 포함된 컨테이너가 원운동을 수행하도록 설계하여 액체의 넘침을 방지하는 방법이 있다. 또한, 액체를 담는 컨테이너나 컨테이너를 올려놓는 플레이트를 모터 등을 통해 active하게 제어하거나 특정 주파수를 흡수하는 동흡진기를 설치하여 액체의 넘침을 방지할 수 있다. 하지만 이러한 방법들은 많은 구조적 변경, 추가작업이 요구된다.
본 개시는, 센서를 통해 감지된 외력을 기반으로 전자 장치의 구동부를 제어함으로써 액체의 넘침을 효과적으로 방지할 수 있는 전자 장치를 제공한다.
본 개시는, 외력에 따른 액체의 진동을 최소화하면서도, 기설정된 목표 경로를 거의 벗어나지 않도록 속도를 제어하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 용기(Container), 센서, 구동부, 상기 구동부에 구동 신호를 입력하여 상기 전자 장치의 속도를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 이동하는 동안, 상기 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하고, 상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 상기 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하고, 상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력한다.
상기 프로세서는, 상기 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 상기 외력 중 상기 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 상기 엘리먼트를 식별할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 상기 구동 신호를 상기 구동부에 입력할 수 있다.
이때, 상기 프로세서는, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 상기 전자 장치의 속도 변화 시점을 판단하고, 상기 판단된 속도 변화 시점에 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력할 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 식별된 주요 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 전자 장치의 속도가 제1 시점에 제1 속도가 되도록 하는 구동 신호를 입력할 수 있다. 그리고, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치의 속도가 상기 제1 시점에 제2 속도가 되고 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 제1 속도가 되도록 하는 구동 신호를 입력할 수 있다. 이때, 상기 제2 시점은, 상기 제1 시점으로부터 상기 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고, 상기 제2 속도는, 상기 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 상기 제1 속도 사이의 속도일 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 측정하고, 상기 측정된 외력에 의해 발생될 상기 액체의 진동을 예측하고, 상기 예측된 진동을 감소시키는 상기 전자 장치의 속도 변화를 유발하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력할 수 있다.
그리고, 상기 프로세서는, 상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 바닥의 노면 상태를 식별하고, 상기 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 상기 액체의 진동을 최소화하는 상기 전자 장치의 속도를 식별하고, 상기 전자 장치가 상기 식별된 속도로 이동하도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력할 수도 있다.
이때, 상기 프로세서는, 상기 식별된 노면 상태를 기반으로, 상기 전자 장치가 상기 바닥상에서 상기 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 상기 전자 장치에 가해질 외력을 각각 식별하고, 상기 식별된 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별하고, 상기 복수의 서로 다른 속도 중, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라 액체를 운반하는 전자 장치의 주행 방법은, 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하는 단계, 상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하는 단계, 상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계를 포함한다.
상기 엘리먼트를 식별하는 단계는, 상기 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 상기 외력 중 상기 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 상기 엘리먼트를 식별할 수 있다.
또한, 상기 속도를 변경하는 단계는, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다.
이때, 상기 속도를 변경하는 단계는, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 상기 전자 장치의 속도 변화 시점을 판단하고, 상기 판단된 속도 변화 시점에 상기 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다.
여기서, 상기 속도를 변경하는 단계는, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 전자 장치의 속도를 제1 시점에 제1 속도로 변경하고, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 전자 장치의 속도를 상기 제1 시점에 제2 속도로 변경하고, 상기 전자 장치의 속도를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 제1 속도로 변경할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 시점은, 상기 제1 시점으로부터 상기 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고, 상기 제2 속도는, 상기 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 상기 제1 속도 사이의 속도일 수 있다.
한편, 본 주행 방법은, 상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 측정하는 단계, 상기 측정된 외력에 의해 발생될 상기 액체의 진동을 예측하는 단계, 상기 예측된 진동이 감소되도록, 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 주행 방법은, 상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 바닥의 노면 상태를 식별하는 단계, 상기 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 상기 액체의 진동을 최소화하는 상기 전자 장치의 속도를 식별하는 단계, 상기 전자 장치의 속도를 상기 식별된 속도로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 속도를 식별하는 단계는, 상기 식별된 노면 상태를 기반으로, 상기 전자 장치가 상기 바닥상에서 상기 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 상기 전자 장치에 가해질 외력을 각각 식별하고, 상기 식별된 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별하고, 상기 복수의 서로 다른 속도 중, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독 가능 매체에는, 전자 장치의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 전자 장치로 하여금, 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하는 단계, 상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하는 단계, 상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계를 포함하는, 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 인스트럭션이 저장되어 있다.
본 개시에 따른 전자 장치는, 액체를 운반함에 있어, 센서를 통해 감지된 외력을 기반으로 전자 장치의 구동부를 제어할 수 있다. 그 결과, 본 전자 장치는, 액체의 넘침을 효과적으로 방지할 수 있다.
특히, 본 개시에 따른 전자 장치는, 외력에 따른 액체의 진동을 방지하도록 속도를 제어하면서도, 기설정된 목표 경로의 변경을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2a는 전자 장치가 Input Shaping 제어 없이 속도를 변경하는 경우 액체가 진동하는 정도를 개략적으로 나타내기 위한 그래프,
도 2b는 전자 장치가 Input Shaping 제어를 통해 속도를 변경하는 경우 액체가 진동하는 정도를 개략적으로 나타내기 위한 그래프,
도 3은 본 개시의 전자 장치가 시간 별로 측정된 외력을 주파수 변환하여 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 엘리먼트를 식별하는 예를 설명하기 위한 도면,
도 4a 내지 도 4b는 본 개시의 전자 장치가 지속적인 Input Shaping 제어를 수행한 경우와 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 Input Shaping 제어를 수행한 경우 각각에 있어, 속도 변화의 차이를 설명하기 위한 그래프,
도 5는 본 개시의 전자 장치가 지속적인 Input Shaping 제어를 수행한 경우와 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 Input Shaping 제어를 수행한 경우 각각에 있어, 이동 경로의 오차를 설명하기 위한 그래프,
도 6은 외력에 따라 진동하는 액체의 물리적 특성을 모델링하는 예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 개시의 전자 장치가 센서를 통해 식별한 노면 상태의 일 예를 도시하기 위한 그래프,
도 8은 본 개시의 전자 장치가 노면 상태에 따라 최적의 속도를 판단하는 일 예를 설명하기 위한 그래프,
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 상세한 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따라 액체를 운반하는 전자 장치의 주행 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 11은 본 개시의 주행 방법이 순간적으로 측정되는 외력에 대처하는 실시 예를 설명하기 위한 순서도, 그리고
도 12는 본 개시의 주행 방법이 바닥의 노면 상태에 따라 최적의 속도를 식별하여 주행하는 예를 설명하기 위한 순서도이다.
본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 용기(Container. 110), 센서(120), 구동부(130), 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
용기(110)는 다양한 종류의 액체를 담기 위한 구성이다. 용기(110)는 뚜껑을 구비하지 않는 개방형 용기일 수 있다. 용기(110)는 전자 장치(100)에 부착될 수 있으며, 전자 장치(100)는 용기(110)에 액체가 담긴 상태로 주행하도록 설계될 수 있다.
센서(120)는 외부의 다양한 요소로부터 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 측정하기 위한 구성이다. 구체적으로, 센서(120)는 전자 장치(100)가 주행 중인 경우 전자 장치(100)가 놓여진 바닥으로부터 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 측정할 수 있다. 또한, 센서(120)는 전자 장치(100)가 주행 중인 경우 전자 장치(100)의 전방, 측방, 후방 등에서 가해지는 다양한 형태의 외력을 측정할 수 있다.
이를 위해, 센서(120)는 가속도 센서 등으로 구성된 IMU(Inertial Measurement Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 센서(120)는 자이로 센서를 포함하거나 및/또는 다양한 형태의 충격 감지 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센서(120)는 전자 장치(100)의 구동부(130)에 포함되는 모터에 토크 등의 형태로 가해지는 외력을 측정하기 위한 모터 센서 등을 포함할 수 있다.
구동부(130)는 전자 장치(100)의 모션 내지는 이동을 제어하기 위한 구성이다. 이를 위해, 구동부(130)는 전자 장치(100)의 바퀴와 같은 이동 수단을 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 구동부(130)에 모터가 포함된 경우, 구동부(130)는 모터에 입력된 구동 신호를 기반으로 이동 수단을 구동시킬 수 있다.
한편, 전자 장치(100)가 로봇으로 구현된 경우, 구동부(130)는 로봇의 물리적 움직임을 구현하는 기계적 구성과 전기적으로 연결되어 해당 구성을 구동/제어할 수도 있다.
프로세서(140)는 전자 장치(100)에 포함된 구성들을 제어하기 위한 구성이다.
프로세서(140)는 CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU(Graphic Processing Unit), VPU(Vision Processing Unit) 등과 같은 그래픽 전용 프로세서 또는 NPU(Neural Processing Unit)와 같은 인공지능 전용 프로세서 등으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 SRAM 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(140)는 구동부(130)에 구동 신호를 입력하여 전자 장치(100)의 속도를 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(140)는 목표 속도에 대응되는 구동 신호를 구동부(130)에 입력함으로써, 전자 장치(100)가 목표 속도로 이동하도록 제어할 수 있다.
다만, 프로세서(140)가 단순히 목표 속도를 기반으로 구동 신호를 구동부(130)에 입력하는 경우, 외력에 따른 액체의 진동이 여과없이 발생하게 된다.
관련하여, 도 2a는 전자 장치가 Input Shaping 제어 없이 속도를 변경하는 경우 액체가 진동하는 정도를 개략적으로 나타내기 위한 그래프이다. 도 2a에서, Velocity Input(210)은 프로세서(140)가 구동부(130)에 입력한 구동 신호에 따른 전자 장치(100)의 속도이고, Deflection(220)은 Velocity Input(210)에 따른 전자 장치(100)( 또는 용기(110) 내 액체)의 진동을 의미한다.
도 2a를 참조하면, 'time = 0' 시점 및 'time = 4' 시점에 각각 전자 장치(100)의 속도가 목표 속도인 '1' 및 '0'으로 변경됨으로써, 도 2a에 도시된 Deflection(220)과 같은 파형의 진동이 발생하게 된다.
도 2a의 경우, 발생된 진동에 의해 액체가 흔들리거나 넘칠 위험이 매우 커지게 된다.
이러한 문제를 해결하도록 구현된 본 개시의 프로세서(140)는, 용기(110)에 담겨진 액체의 고유 진동 주기에 따라 전자 장치(110)의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 구동부(130)에 입력할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 전자 장치(110)의 속도를 목표 속도로 변경하기 위한 구동 신호를 액체의 고유 진동 주기에 따라 조금씩 변경하여 구동부(130)에 입력할 수 있으며, 이는 Input Shaping 제어의 일 예에 해당한다.
이하 수학식 1은, Input Shaping 제어를 위해 시간에 따라 속도를 변경시키는 일 예를 설명하기 위한 것이다.
Figure pat00001
where,
Figure pat00002
수학식 1은, 'time = 0'인 시점의 목표 속도가 '1'인 경우를 가정한다. 수학식 1을 참조하면, Input Shaping 제어를 수행하는 경우, 'time = 0'인 시점에 속도가 1/(1+K)가 되도록 제어하고, 'time = 0.5 Td'인 시점에 속도가 K/(1+K)가 되도록 제어할 수 있다(Td는 액체의 고유 진동 주기).
한편, 용기(110)에 담긴 액체의 고유 진동 주기는 용기(110)의 형태 및 액체의 용량 등에 따라 계산될 수 있다.
일 예로, 이하 수학식 2를 통해 기재된 수식들 중 하나를 통해 계산될 수 있다. 다만, 고유 진동 주기는 이밖에도 종래에 알려져 있거나 새롭게 발견되는 방법에 의해 다양하게 구해질 수 있음은 물론이다.
Figure pat00003
Figure pat00004
w: natural frequency(: 고유 진동수)
g: gravitational acceleration, R: radius of cup(container), ν: first zero of the derivative of the Bessel function, H: height of liquid, L: depth of the cup(container)
용기(110)에 담긴 액체의 고유 진동 주기는 상술한 수학식 2 등을 통해 기설정된 값일 수 있다. 또는 용기(110)에 담긴 액체의 종류 및/또는 용량이 전자 장치(100)에 수신된 사용자 입력에 따라 설정된 결과, 프로세서(140)가 고유 진동 주기를 계산할 수도 있다.
도 2b는 전자 장치가 Input Shaping 제어를 통해 속도를 변경하는 경우 액체가 진동하는 정도를 개략적으로 나타내기 위한 그래프이다.
도 2b에서, Velocity Input(210')을 참조하면, 전자 장치(100)의 속도는 프로세서(140)의 Input Shaping 제어에 따라, 도 2a와 조금 다르게 변경된다.
구체적으로, 전자 장치(100)의 속도는 'time = 0' 시점에 곧바로 목표 속도인 '1'이 되지 않고, '0.5'까지만 상승했다가, 용기(110) 내 액체의 고유 진동 주기의 절반이 경과한 시점에 '1'이 될 수 있다. 또한, 전자 장치(100)의 속도는 'time = 4' 시점에 곧바로 목표 속도인 '0'이 되지 않고, '0.5'까지만 하강했다가, 고유 진동 주기의 절반이 경과한 시점에 '0'이 될 수 있다.
그 결과, 도 2b의 Deflection(220')을 참조하면, 전자 장치(100)(또는 용기(110) 내 액체)의 진동이 도 2a에 비해 현저하게 줄어들 수 있다.
다만, Input Shaping 제어를 지속하는 경우, 도 2b와 같이 전자 장치(100)의 속도가 각 시점의 목표 속도와 차이를 갖게 된다. 즉, Input Shaping 제어가 수행되는 시간이 길어질수록 이동 경로의 오차가 커진다는 문제가 있다.
따라서, 본 개시에 따른 프로세서(140)는, 바닥으로부터 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 기반으로 판단된 시점에만 상술한 Input Shaping 제어를 수행할 수 있다.
여기서, 해당 시점은, 바닥으로부터 전자 장치(100)에 가해지는 외력에 포함된 하나 이상의 엘리먼트들 중 용기(110)에 담긴 액체의 고유 진동수에 대응되는 엘리먼트의 크기가 일정 값보다 커진 시점을 의미할 수 있다.
해당 시점을 판단하기 위해, 프로세서(140)는, 전자 장치(100)가 이동하는 동안, 센서(110)를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치(100)가 위치한 바닥으로부터 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 시간 별로 측정할 수 있다.
구체적으로, 센서(110)를 통해 수신된 센싱 데이터 중, 바닥 평면으로부터 수직 방향으로 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 시간 별로 측정할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는, 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기(110)에 담겨진 액체의 고유 진동수(: 고유 진동 주기의 역수)를 기반으로, 외력 중 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별할 수 있다.
이때, 프로세서(140)는 측정된 시간 별 외력에 DFT(Discrete Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 측정된 외력 중 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 엘리먼트를 식별할 수 있다.
도 3은 본 개시의 전자 장치가 시간 별로 측정된 외력을 주파수 변환하여 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 엘리먼트를 식별하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(140)는 측정된 시간 별 외력(310)에 FFT를 수행하여, Frequency Spectrum(320)을 획득할 수 있다.
이때, 프로세서(140)는 용기(110)에 담긴 액체의 고유 주파수(321)로부터 기설정된 주파수 범위 내의 엘리먼트들(325)을 식별할 수 있다.
그리고, 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 프로세서(140)는 액체의 고유 진동 주기에 따라 전자 장치(100)의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 구동부(130)에 입력할 수 있다. 즉, 프로세서(140)는 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상술한 Input Shaping 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 식별된 엘리먼트들(325) 중 적어도 하나의 크기(Amplitude)가 기설정된 값 이상인 경우, 프로세서(140)는 상술한 Input Shaping 제어를 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서(140)는, 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 전자 장치(100)의 속도 변화 시점을 판단하고, 판단된 속도 변화 시점에 전자 장치(100)의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 구동부(130)에 입력할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 목표 속도에 대응되는 목표 시점에 전자 장치(100)의 속도를 변경시킬 뿐만 아니라, 목표 시점으로부터 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점 또는 목표 시점보다 고유 진동 주기의 절반만큼 이른 시점에도 전자 장치(100)의 속도를 변경시킬 수 있다.
구체적으로, 식별된 주요 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 미만인 경우, 도 2a와 마찬가지로 Input Shaping 제어가 수행되지 않으므로(: Input Shaping 모드 비활성화), 프로세서(140)는 전자 장치(100)의 속도가 제1 시점(: 목표 시점)에 제1 속도(: 목표 속도)가 되도록 하는 구동 신호를 입력할 수 있다.
반면, 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 도 2b와 같이 Input Shaping 제어가 수행되므로(: Input Shaping 모드 활성화), 프로세서(140)는 전자 장치(100)의 속도가 제1 시점에 제2 속도가 되고 제1 시점 이후의 제2 시점에 제1 속도가 되도록 하는 구동 신호를 입력할 수 있다. 이때, 제2 시점은, 제1 시점으로부터 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고, 제2 속도는, 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 제1 속도 사이의 속도이다.
일반적으로, 바닥으로부터 발생하는 외력 중 액체의 고유 진동수와 대응되는 엘리먼트(: 성분)가 커지는 경우 액체의 진동에 큰 영향을 미치기 때문에, 상술한 실시 예의 전자 장치(100)는, 액체의 진동이 커지는 시점에만 선택적으로 Input Shaping 제어를 수행함으로써, 액체의 진동을 효과적으로 감소시키면서도 기설정된 이동 경로에 대한 오차를 최대한 줄일 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 본 개시의 전자 장치가 지속적인 Input Shaping 제어를 수행한 경우와 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 Input Shaping 제어를 수행한 경우 각각에 있어, 속도 변화의 차이를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 4a 및 도 4b에서 Original(410)은 Input Shaping 제어가 없는 상태에서 전자 장치(100)의 시간 별 (목표) 속도를 나타낸다.
도 4a에서 ZV Input Shape(420)은 지속적인 Input Shaping 제어가 수행된 경우, 전자 장치(100)의 시간 별 속도를 나타낸다.
도 4a를 참조하면, ZV input Shape(420)의 경우, 주파수 변환과 무관하게 지속적인 Input Shaping 제어가 수행된 결과, 속도가 변경되는 복수의 시간 구간 동안 Original(410)과 차이가 나게 된다.
한편, 도 4b에서 ZV with FFT(430)은 주파수 변환에 따라 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 Input Shaping 제어가 수행된 경우, 전자 장치(100)의 시간 별 속도를 나타낸다. 도 4b는, 측정된 시간 별 외력에 FFT를 수행한 결과 액체의 고유 진동수에 대응되는 엘리먼트의 크기가, 'time = 4'인 시점 근처에서만 기설정된 값을 초과(: trigger)한 상황을 가정한다.
이때, 주파수 변환과 무관하게 지속적인 Input Shaping 제어가 수행되는 도 4a의 ZV input Shape(420)과 달리, 도 4b의 ZV with FFT(430)의 경우, 고유 진동수에 대응되는 엘리먼트의 크기가 기설정된 값을 초과한 'time = 4'인 시점 근처에서만 Input Shaping 제어가 수행된다.
그 결과, 속도가 변할 때마다 Original(410)과 속도의 차이를 보이는 도 4a의 ZV Input Shape(420)과 달리, 도 4b의 ZV with FFT(430)의 경우, 속도가 '0'까지 감소하는 'time = 4' 근처 구간에서만 Original(410)과 조금의 차이를 보일 뿐, 나머지 시점들에서는 Original(410)과 거의 같은 속도를 가진다.
관련하여, 도 5는 본 개시의 전자 장치가 지속적인 Input Shaping 제어를 수행한 경우와 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 Input Shaping 제어를 수행한 경우 각각에 있어, 이동 경로의 오차를 설명하기 위한 그래프이다.
구체적으로, 도 5는, 도 4a 내지 도 4b의 Original(410), ZV Input Shape(420), ZV with FFT(430) 각각에 대하여 전자 장치(100)의 시간 별 위치(510, 520, 530)를 (X, Y) 좌표로 나타낸 것이다. 즉, 도 5는, 도 4a 내지 도 4b의 Original(410), ZV Input Shape(420), ZV with FFT(430) 각각의 이동 경로를 도시한다.
도 5를 참조하면, ZV with FFT(530)의 경우, ZV Input Shape(520)에 비해 Original(510)에 훨씬 더 근접한 이동 경로를 가진다. 즉, 지속적인 Input Shaping 제어가 수행되는 ZV Input Shape(520)와 비교했을 때, ZV with FFT(530)은 이동 경로의 오차가 현저히 줄어들게 된다.
한편, 도 2b 내지 도 5을 통해 상술한 실시 예들 외에, 본 개시의 프로세서(140)는, 실시간으로 측정되는 외력에 따라 순간적인 전자 장치(100)의 속도 변화를 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(140)는, 센서(110)를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치(100)에 가해지는 외력을 측정하고, 측정된 외력에 의해 발생될 액체의 진동을 예측할 수 있다.
관련하여, 도 6은 외력에 따라 진동하는 액체의 물리적 특성을 모델링하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은, 종래에 알려져 있는 모델링 방식들 중, 용기(110) 내 액체의 진동을 진자의 진동과 같이 취급하여 모델링하는 방식을 이용한 예이다.
먼저, 이하 수학식들을 통해, 도 6에 도시된 요소들 간의 관계가 정립될 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
m: total mass(= mf + ms), ms : slosh mass, R: radius of container, h: fill level, Hs : distance between pendulum hinge point location and base of container
그리고, 이하 수학식들이 도출될 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
T: tension force on pendulum model, T를 소거하면,
Figure pat00011
Figure pat00012
한편, 공기 저항력은 이하와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00013
ρ: mass density of air, Cd : aerodynamic drag coefficient, AF : frontal area of vehicle(: 전자 장치)
그리고, 수학식 6 및 수학식 5를 결합하면, 이하 식이 도출된다.
Figure pat00014
Figure pat00015
그리고, 이하와 같이 전자 장치(100)의 정면 방향 가속도가 도출될 수 있다.
Figure pat00016
그리고, 이하와 같이 액체의 각 가속도도 계산될 수 있다.
Figure pat00017
그리고, 프로세서(140)는 도 6과 관련된 상술한 수학식들을 통해 모델링된(예측된) 액체의 진동을 감소시키는 전자 장치(100)의 속도 변화를 유발하는 구동 신호를 구동부(130)에 입력할 수 있다.
구체적인 예로, 프로세서(140)는 이하 수학식 10과 같은 구동력(u)에 해당하는 구동 신호를 구동부(130)의 모터 등에 입력하여, 외력에 따라 발생하는 액체의 진동을 감소시킬 수 있다.
Figure pat00018
이때, k1, k2, k3 각각은 양의 상수로서 시뮬레이션 등에 의해 도출될 수 있는 튜닝 파라미터에 해당한다.
한편, 도 2b 내지 도 5 또는 도 6을 통해 상술한 실시 예들 외에, 프로세서(140)는, 전자 장치(100)가 놓여진 바닥의 노면 상태를 모델링하고, 이를 기반으로 액체의 진동을 줄일 수 있는 최적의 속도를 식별할 수 있다.
여기서, 프로세서(140)는 센서(110)를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 바닥의 노면 상태를 식별할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 센서(110)를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 바닥에 대응되는 평면으로부터 수직 방향에 대한 전자 장치(100)의 움직임을 식별하고, 식별된 움직임을 기반으로 수직 방향의 노면 상태를 전자 장치(100)의 이동 경로에 따라 연속적으로 모델링할 수 있다.
또는, 프로세서(140)는 카메라를 통해 촬영된 이미지를 기반으로 노면 상태를 식별할 수도 있다.
그 결과, 도 7의 그래프와 같이, 노면 상태가 식별(모델링)될 수 있다. 도 7을 참조하면, 전자 장치(100)의 이동 경로에 따른 z 방향(: 수직 방향)의 노면 상태 프로필이 모델링될 수 있다.
이때, 프로세서(140)는, 식별된 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 용기(110) 내 액체의 진동을 최소화하는 전자 장치의 속도를 식별할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는, 식별된 노면 상태를 기반으로, 전자 장치(100)가 바닥상에서 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 전자 장치(100)에 가해질 외력을 각각 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 식별된 외력 중 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별할 수 있다.
여기서, 프로세서(140)는, 복수의 서로 다른 속도 중, 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별할 수 있다.
관련하여, 도 8은 본 개시의 전자 장치가 노면 상태에 따라 최적의 속도를 판단하는 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은, 도 7의 노면 상태를 가지는 바닥 상에서 전자 장치(100)가 각각 0.2 m/s, 0.3 m/s, 0.4 m/s로 이동한 경우들 각각에 대하여, 바닥으로부터 전자 장치(100)에 가해지는 시간 별 외력이 주파수 변환(ex. FFT)된 그래프들(810, 820, 830)이다.
도 8을 참조하면, 프로세서(140)는 속도들(0.2 m/s, 0.3 m/s, 0.4 m/s) 중 용기(110) 내 액체의 고유 주파수(801)에 대응되는 엘리먼트가 가장 작은 0.3 m/s를 최적의 속도로 식별할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 전자 장치(100)가 속도들(0.2 m/s, 0.3 m/s, 0.4 m/s) 중 식별된 (최적의) 속도로 이동하도록 하는 구동 신호를 구동부(130)에 입력할 수 있다.
한편, 도 2b 내지 도 5, 도 6, 도 7 내지 도 8을 통해 각각 도시 및 설명된 세 가지 실시 예들은, 프로세서(140)에 의해 서로 독립적으로 수행될 수 있다.
상술한 세 가지 실시 예들 중 적어도 하나를 이용하는 본 개시의 전자 장치(100)는, 개방된 용기(110)를 이용하여 액체를 운반함에 있어, 액체의 쏟아짐을 방지할 수 잇다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 상세한 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(100)는 용기(110), 센서(120), 구동부(130), 프로세서(140) 외에도 사용자 입력부(150), 통신부(160), 메모리(170) 등을 더 포함할 수 있다.
사용자 입력부(150)는 사용자 명령을 수신하기 위한 구성이다. 일 예로, 프로세서(140)는 사용자 입력부(150)를 통해 수신된 사용자 명령에 따라 Input Shaping 모드를 활성화할 수 있다. 사용자 명령에 따라 활성화되는 Input Shaping 모드는, 지속적인 Input Shaping 제어를 수행하는 모드이거나 또는 FFT 변환에 따라 식별된 엘리먼트의 크기에 따른 선택적 Input Shaping 제어를 수행하는 모드일 수 있다.
사용자 입력부(150)는 터치 스크린, 버튼, 마이크, 카메라 등의 모션 센서 등으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
통신부(160)는 유선 통신 및/또는 무선 통신을 통해 적어도 하나의 외부 전자 장치와 직적접/간접적으로 통신을 수행하기 위한 구성이다.
유선 통신은 이더넷(Ethernet), 광 네트워크(optical network), USB(Universal Serial Bus), 선더볼트(ThunderBolt) 등의 통신 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 통신은 LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), 5G(5th Generation) 이동통신, CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), GSM(Global System for Mobile Communications), DMA(Time Division Multiple Access), WiFi(Wi-Fi), WiFi Direct, Bluetooth, NFC(near field communication), Zigbee 등의 통신 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(160)는 상술한 유무선 통신 방식에 따른 네트워크 인터페이스(Network Interface) 또는 네트워크 칩을 포함할 수 있다. 한편, 통신 방식은 상술한 예에 한정되지 아니하고, 기술의 발전에 따라 새롭게 등장하는 통신 방식을 포함할 수 있다.
프로세서(140)는 통신부(160)를 통해 외부 전자 장치로부터 사용자 명령에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 사용자 명령은 외부 전자 장치를 통해 입력될 있다.
프로세서(140)는 통신부(160)를 통해 연결된 적어도 하나의 외부 전자 장치와 함께, 상술한 실시 예들 중 적어도 일부를 수행할 수 있다.
일 예로, 프로세서(140)는 센서(110)를 통해 측정된 시간 별 외력에 대한 정보를 서버 장치로 전송할 수 있다. 이때, 만약 통신부(160)를 통해 서버 장치로부터 시간 별 외력 중 액체의 고유 진동수에 대응되는 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상이라는 정보가 수신되면, 프로세서(140)는 Input Shaping 제어를 수행할 수 있다.
메모리(170)는 전자 장치(100)의 구성요소들의 전반적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS: Operating System) 및 전자 장치(100)의 구성요소와 관련된 적어도 하나의 인스트럭션 또는 데이터를 저장하기 위한 구성이다.
프로세서(140)는 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써 상술한 다양한 실시 예들에 따른 동작을 수행할 수 있다.
메모리(170)는 ROM, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM 등으로 구성된 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(170)는 하드 디스크, SSD(Solid state drive) 등으로 구성된 스토리지를 포함할 수도 있다.
이하 도 10 내지 도 12를 통해서는, 본 개시에 따라 액체를 운반하는 전자 장치의 주행 방법을 설명한다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 주행 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 주행 방법은, 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정할 수 있다(S1010).
그리고, 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 외력 중 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별할 수 있다(S1020).
구체적으로, 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 외력 중 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 엘리먼트를 식별할 수 있다.
그리고, 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 액체의 고유 진동 주기에 따라 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다(S1030).
구체적으로, 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 액체의 고유 진동 주기에 따라 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다.
즉, 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 전자 장치의 속도 변화 시점을 판단하고, 판단된 속도 변화 시점에 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다.
구체적인 예로, 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 미만인 경우, 전자 장치의 속도를 제1 시점에 제1 속도로 변경하고, 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 전자 장치의 속도를 제1 시점에 제2 속도로 변경하고, 전자 장치의 속도를 제1 시점 이후의 제2 시점에 제1 속도로 변경할 수 있다. 이때, 제2 시점은, 제1 시점으로부터 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고, 제2 속도는, 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 제1 속도 사이의 속도이다.
도 11은 본 개시의 주행 방법이 순간적으로 측정되는 외력에 대처하는 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 주행 방법은, 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치에 가해지는 외력을 측정할 수 있다(S1110).
그리고, 측정된 외력에 의해 발생될 액체의 진동을 예측할 수 있다. 이때, pendulum modeling 방식을 이용할 수 있다(S1120).
그리고, 예측된 진동이 감소되도록, 전자 장치의 속도를 변경할 수 있다(S1130).
도 12는 본 개시의 주행 방법이 바닥의 노면 상태에 따라 최적의 속도를 식별하여 주행하는 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 주행 방법은, 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 바닥의 노면 상태를 식별할 수 있다(S1210). 이때, 카메라를 통해 획득된 이미지를 기반을 노면 상태를 식별할 수도 있다. 여기서, 카메라는 뎁스 카메라일 수 있다.
그리고, 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 액체의 진동을 최소화하는 상기 전자 장치의 속도를 식별할 수 있다(S1220).
구체적으로, 식별된 노면 상태를 기반으로, 전자 장치가 바닥상에서 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 전자 장치에 가해질 외력을 각각 식별하고, 식별된 외력 중 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별할 수 있다.
이때, 복수의 서로 다른 속도 중, 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별할 수 있다.
그리고, 전자 장치의 속도를 식별된 속도로 변경할 수 있다(S1230).
한편, 도 10 내지 도 12를 통해 각각 설명한 주행 방법의 실시 예들 중 적어도 하나는, 도 1 및 도 9를 통해 도시 및 설명한 전자 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
또는, 도 10 내지 도 12를 통해 각각 설명한 주행 방법의 실시 예들 중 적어도 하나는, 전자 장치(100) 및 적어도 하나의 외부 전자 장치를 포함하는 시스템에 의해 수행될 수도 있다.
한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(Programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processor), 제어기(controller), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessor), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서(140) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상술한 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(100)에서의 처리동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 처리 동작을 상술한 특정 기기가 수행하도록 한다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
100: 전자 장치 110: 용기
120: 센서 130: 구동부
140: 프로세서 150: 사용자 입력부
160: 통신부 170: 메모리

Claims (17)

  1. 전자 장치에 있어서,
    용기;
    센서;
    구동부; 및
    상기 구동부에 구동 신호를 입력하여 상기 전자 장치의 속도를 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치가 이동하는 동안,
    상기 센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하고,
    상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 상기 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하고,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 상기 외력 중 상기 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 상기 엘리먼트를 식별하는, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 상기 구동 신호를 상기 구동부에 입력하는, 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 상기 전자 장치의 속도 변화 시점을 판단하고, 상기 판단된 속도 변화 시점에 상기 전자 장치의 속도가 변경되도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력하는, 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 주요 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 전자 장치의 속도가 제1 시점에 제1 속도가 되도록 하는 구동 신호를 입력하고,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 전자 장치의 속도가 상기 제1 시점에 제2 속도가 되고 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 제1 속도가 되도록 하는 구동 신호를 입력하고,
    상기 제2 시점은, 상기 제1 시점으로부터 상기 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고,
    상기 제2 속도는, 상기 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 상기 제1 속도 사이의 속도인, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 측정하고,
    상기 측정된 외력에 의해 발생될 상기 액체의 진동을 예측하고,
    상기 예측된 진동을 감소시키는 상기 전자 장치의 속도 변화를 유발하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력하는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 바닥의 노면 상태를 식별하고,
    상기 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 상기 액체의 진동을 최소화하는 상기 전자 장치의 속도를 식별하고,
    상기 전자 장치가 상기 식별된 속도로 이동하도록 하는 구동 신호를 상기 구동부에 입력하는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 노면 상태를 기반으로, 상기 전자 장치가 상기 바닥상에서 상기 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 상기 전자 장치에 가해질 외력을 각각 식별하고,
    상기 식별된 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별하고,
    상기 복수의 서로 다른 속도 중, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별하는, 전자 장치.
  9. 액체를 운반하는 전자 장치의 주행 방법에 있어서,
    센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하는 단계;
    상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계;를 포함하는, 주행 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 엘리먼트를 식별하는 단계는,
    상기 측정된 시간 별 외력에 FFT(Fast Fourier Transfrom)을 수행하여, 상기 외력 중 상기 고유 진동수로부터 기설정된 범위 내의 주파수를 가지는 상기 엘리먼트를 식별하는, 주행 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 속도를 변경하는 단계는,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경하는, 주행 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 속도를 변경하는 단계는,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 액체의 고유 진동 주기를 기반으로 상기 전자 장치의 속도 변화 시점을 판단하고, 상기 판단된 속도 변화 시점에 상기 전자 장치의 속도를 변경하는, 주행 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 속도를 변경하는 단계는,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 미만인 경우, 상기 전자 장치의 속도를 제1 시점에 제1 속도로 변경하고,
    상기 식별된 엘리먼트의 크기가 상기 기설정된 값 이상인 경우, 상기 전자 장치의 속도를 상기 제1 시점에 제2 속도로 변경하고, 상기 전자 장치의 속도를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 제1 속도로 변경하고,
    상기 제2 시점은, 상기 제1 시점으로부터 상기 액체의 고유 진동 주기의 절반이 지난 시점이고,
    상기 제2 속도는, 상기 제1 시점 직전의 전자 장치의 속도와 상기 제1 속도 사이의 속도인, 주행 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 측정하는 단계;
    상기 측정된 외력에 의해 발생될 상기 액체의 진동을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 진동이 감소되도록, 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계;를 더 포함하는, 주행 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 센서를 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 상기 바닥의 노면 상태를 식별하는 단계;
    상기 노면 상태를 기반으로, 복수의 서로 다른 속도 중 상기 액체의 진동을 최소화하는 상기 전자 장치의 속도를 식별하는 단계; 및
    상기 전자 장치의 속도를 상기 식별된 속도로 변경하는 단계;를 더 포함하는, 주행 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 속도를 식별하는 단계는,
    상기 식별된 노면 상태를 기반으로, 상기 전자 장치가 상기 바닥상에서 상기 복수의 서로 다른 속도 각각으로 이동하는 경우 상기 전자 장치에 가해질 외력을 각각 식별하고,
    상기 식별된 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트의 크기를 식별하고,
    상기 복수의 서로 다른 속도 중, 상기 식별된 엘리먼트의 크기가 가장 작은 속도를 식별하는, 주행 방법.
  17. 전자 장치의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 전자 장치로 하여금,
    센서를 통해 통해 수신된 센싱 데이터를 기반으로 전자 장치가 위치한 바닥으로부터 상기 전자 장치에 가해지는 외력을 시간 별로 측정하는 단계;
    상기 측정된 시간 별 외력의 주파수 특성 및 용기에 담겨진 액체의 고유 진동수를 기반으로, 상기 외력 중 상기 고유 진동수와 대응되는 주파수 특성을 가지는 엘리먼트를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 엘리먼트의 크기를 기반으로, 상기 액체의 고유 진동 주기에 따라 상기 전자 장치의 속도를 변경하는 단계;를 포함하는, 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 인스트럭션이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체.
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