KR20220064915A - 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법은, 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d)를 만족하기 위해 전체 시스템 구성(system architecture)을 이중화함으로써, 전체 시스템 구성을 변경하지 않아도 센서를 제거하거나 새로운 센서를 추가할 수 있다.

Description

이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법{Apparatus and method for duplex system architecture modularization of mobile robot}
본 발명은 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d)를 만족하기 위해 모듈을 이중화하는, 장치 및 방법에 관한 것이다.
로봇의 안전성을 보장하기 위해 기능 안전(functional safety)과 관련된 성능 레벨(performance level, pl)에서 모듈의 이중화를 요구하고 있다. 그러나, 종래의 방법은 기존의 센서가 제거되거나 새로운 센서가 추가되는 경우, 로봇의 성능 레벨(pl)을 만족시키기 위해 변경 내용에 따라 시스템의 구성을 변경하여야 하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d)를 만족하기 위해 전체 시스템 구성(system architecture)을 이중화하는, 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치는, 복수개의 센서가 장착되는 입력부; 상기 입력부에 장착된 상기 복수개의 센서 각각에 대응되는 복수개의 로직 보드(logic board)가 장착되는 로직부; 상기 로직부에 장착된 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 출력값을 외부로 전달하는 출력부; 및 로직 보드 식별 정보, 로직 보드 유형 정보 및 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 사용자에 의해 입력된 이중화 대상 정보를 기반으로 변경하는 제어부;를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 상기 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함하는 상기 이중화 대상 정보가 상기 사용자에 의해 입력되면, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 상기 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 상기 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 상기 이중화 대상을 동적으로 변경할 수 있다.
여기서, 상기 출력부는, 2개의 OR 게이트를 포함하며, 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 상기 이중화 파라미터를 이용하여 상기 2개의 OR 게이트 각각에 대한 입력이 설정되고, 상기 2개의 OR 게이트의 출력값을 외부로 전달할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 출력부를 제어하여, 상기 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 상기 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 로직부는, 장착된 상기 복수개의 로직 보드가 하나의 통신망에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 입력부에 장착되는 센서는, 라이다(LiDAR) 센서, 인코더(Encoder) 센서 및 클리프(Cliff) 센서 중 하나이며, 상기 로직부에 장착되는 로직 보드는, 라이다(LiDAR) 보드, 인코더(Encoder) 보드 및 기타(ETC) 보드 중 하나일 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법은, 복수개의 센서가 장착되는 입력부, 상기 입력부에 장착된 상기 복수개의 센서 각각에 대응되는 복수개의 로직 보드(logic board)가 장착되는 로직부, 상기 로직부에 장착된 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 출력값을 외부로 전달하는 출력부 및 제어부를 포함하는 이중화 시스템 구성 모듈화 장치에 의해 수행되는 이중화 시스템 구성 모듈화 방법으로서, 사용자에 의해 이중화 대상 정보가 입력되는 단계; 및 로직 보드 식별 정보, 로직 보드 유형 정보 및 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 변경하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 변경 단계는, 이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 상기 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함하는 상기 이중화 대상 정보가 상기 사용자에 의해 입력되면, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 변경 단계는, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 상기 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 상기 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 상기 이중화 대상을 동적으로 변경하는 것으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 출력부는, 2개의 OR 게이트를 포함하며, 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 상기 이중화 파라미터를 이용하여 상기 2개의 OR 게이트 각각에 대한 입력이 설정되고, 상기 2개의 OR 게이트의 출력값을 외부로 전달할 수 있다.
여기서, 상기 변경 단계는, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 출력부를 제어하여, 상기 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 상기 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정하는 것으로 이루어질 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법에 의하면, 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d)를 만족하기 위해 전체 시스템 구성(system architecture)을 이중화함으로써, 전체 시스템 구성을 변경하지 않아도 센서를 제거하거나 새로운 센서를 추가할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d) 카테고리 3에 대한 이중화 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 이중화 시스템 구성 모듈화 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치의 구현 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d) 카테고리 3에 대한 이중화 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치(이하 '모듈화 장치'라 한다)(100)는 로봇의 기능 안전(functional safety)에서 요구하는 pl-d(performance level d)를 만족하기 위해 전체 시스템 구성(system architecture)을 이중화할 수 있다.
여기서, 본 발명은 가정용 청소 로봇, 공공 건물용 청소 로봇, 물류 로봇, 서비스 로봇을 비롯하여, 산업용 로봇 등에도 사용될 수 있다.
즉, 로봇의 기능 안전에서 요구하는 pl-d를 만족하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 입력(Input, I)단, 로직(Logic, L)단 및 출력(Output, O)단의 3개의 모듈단이 각각 이중화되어야 한다. 입력단은 "라이다(LiDAR) 센서 A(I1)"와 "라이다(LiDAR) 센서 B(I2)"로 이중화되어 있고, 로직단은 "라이다 로직(LiDAR Logic) 보드 A(L1)"와 "라이다 로직(LiDAR Logic) 보드 B(L2)"로 이중화되어 있으며, 출력단은 "O1"과 "O2"로 이중화되어 있고 그 결과가 "0 또는 2"이면 정지(stop)할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 이중화를 전체 시스템 구성 관점에서 수행하는 방법에 대한 것이다.
이를 위해, 모듈화 장치(100)는 입력부(110), 로직부(130), 출력부(150) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 복수개의 센서(111)가 장착될 수 있다.
여기서, 센서(111)는 라이다(LiDAR) 센서, 인코더(Encoder) 센서 및 클리프(Cliff) 센서 중 하나일 수 있다.
로직부(130)는 입력부(110)에 장착된 복수개의 센서(111) 각각에 대응되는 복수개의 로직 보드(logic board)(131)가 장착될 수 있다.
여기서, 로직 보드(131)는 라이다(LiDAR) 보드, 인코더(Encoder) 보드 및 기타(ETC) 보드 중 하나일 수 있다.
출력부(150)는 로직부(130)에 장착된 복수개의 로직 보드(131)의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 출력값을 외부로 전달할 수 있다.
제어부(170)는 이중화 파라미터의 값을 사용자에 의해 입력된 이중화 대상 정보를 기반으로 변경할 수 있다.
여기서, 이중화 파라미터는 로직 보드(131)를 식별할 수 있는 고유 정보인 로직 보드 식별 정보, 로직 보드(131)의 타입(type)을 식별할 수 있는 정보인 로직 보드 유형 정보 및 센서(111)의 위치를 식별할 수 있는 정보인 센서 위치 정보를 포함할 수 있다.
그러면, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시한 이중화 시스템 구성 모듈화 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모듈화 장치(100)의 입력부(110)는 "타입 A"의 센서 A(111-a)가 복수개 장착되고, "타입 B"의 센서 B(111-b)가 복수개 장착되며, "타입 C"의 센서 C(111-c)가 복수개 장착될 수 있다. 여기서, "타입 A"는 라이다(LiDAR) 센서를 나타내고, "타입 B"는 인코더(Encoder) 센서를 나타내고, "타입 C"는 클리프(Cliff) 센서를 나타낼 수 있다.
그리고, 모듈화 장치(100)의 로직부(130)는 "타입 A"의 로직 보드 A(131-a)가 입력부(110)에 장착된 복수개의 센서 A(111-a) 각각에 대응되어 복수개 장착되고, "타입 B"의 로직 보드 B(131-b)가 입력부(110)에 장착된 복수개의 센서 B(111-b) 각각에 대응되어 복수개 장착되며, "타입 C"의 로직 보드 C(131-c)가 입력부(110)에 장착된 복수개의 센서 C(111-c) 각각에 대응되어 복수개 장착될 수 있다. 여기서, "타입 A"는 라이다(LiDAR) 보드를 나타내고, "타입 B"는 인코더(Encoder) 보드를 나타내며, "타입 C"는 기타(ETC) 보드를 나타낼 수 있다.
또한, 로직부(130)에 장착된 복수개의 로직 보드(131), 즉 복수개의 로직 보드 A(131-a), 복수개의 로직 보드 B(131-b) 및 복수개의 로직 보드 C(131-c)가 하나의 통신망에 연결될 수 있다.
그리고, 모듈화 장치(100)의 제어부(170)는 이중화 대상 정보가 사용자에 의해 입력되면, 이중화 대상 정보를 기반으로 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경할 수 있다. 여기서, 이중화 대상 정보는 이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 제어부(170)는 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 이중화 대상을 동적으로 변경할 수 있다.
이때, 출력부(150)는 2개의 OR 게이트(151 및 152)를 포함하며, 복수개의 로직 보드(131)의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 2개의 OR 게이트(151 및 152) 각각에 대한 입력이 설정되고, 2개의 OR 게이트(151 및 152)의 출력값을 외부로 전달할 수 있다.
즉, 제어부(170)는 이중화 대상 정보를 기반으로 출력부(150)를 제어하여, 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정할 수 있다.
예컨대, 2개의 "라이다(LiDAR) 센서"인 센서 A(111-a), 2개의 "인코더(Encoder) 센서"인 센서 B(111-b) 및 2개의 "클리프(Cliff) 센서"인 센서 C(111-c)가 입력부(110)에 설치되고, 2개의 센서 A(111-a) 각각에 대응되는 2개의 "라이다(LiDAR) 보드"인 로직 보드 A(131-a), 2개의 센서 B(111-b) 각각에 대응되는 2개의 "인코더(Encoder) 보드"인 로직 보드 B(131-b) 및 2개의 센서 C(111-c) 각각에 대응되는 2개의 "기타(ETC) 보드"인 로직 보드 C(131-c)가 설치된 후, 아래와 같은 이중화 대상 정보가 입력될 수 있다.
- 이중화 대상 정보
-> 이중화 대상 세트 1 : 2개의 로직 보드 A(131-a) 각각의 식별 정보, 2개의 로직 보드 A(131-a) 각각에 연결된 센서(111)의 개수 및 센서(111)의 식별 정보 등
-> 이중화 대상 세트 2 : 2개의 로직 보드 B(131-b) 각각의 식별 정보, 2개의 로직 보드 B(131-b) 각각에 연결된 센서(111)의 개수 및 센서(111)의 식별 정보 등
-> 이중화 대상 세트 3 : 2개의 로직 보드 C(131-c) 각각의 식별 정보, 2개의 로직 보드 C(131-c) 각각에 연결된 센서(111)의 개수 및 센서(110)의 식별 정보 등
그러면, 본 발명에 따른 모듈화 장치(100)의 제어부(170)는 위와 같은 이중화 대상 정보를 기반으로 아래와 같이 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여 이중화 대상을 동적으로 변경할 수 있다.
- 이중화 파라미터의 값을 변경
-> 이중화 대상 세트 1 : 2개의 로직 보드 A(131-a) 중 하나의 로직 보드 A(131-a)는 제1 쌍으로 하고, 다른 로직 보드 A(131-a)는 제2 쌍으로 하여, 관련 이중화 파라미터의 값을 변경함으로써, 2개의 로직 보드 A(131-a)를 이중화 대상으로 설정함
-> 이중화 대상 세트 2 : 2개의 로직 보드 B(131-b) 중 하나의 로직 보드 B(131-b)는 제1 쌍으로 하고, 다른 로직 보드 B(131-b)는 제2 쌍으로 하여, 관련 이중화 파라미터의 값을 변경함으로써, 2개의 로직 보드 B(131-b)를 이중화 대상으로 설정함
-> 이중화 대상 세트 3 : 2개의 로직 보드 C(131-c) 중 하나의 로직 보드 C(131-c)는 제1 쌍으로 하고, 다른 로직 보드 C(131-c)는 제2 쌍으로 하여, 관련 이중화 파라미터의 값을 변경함으로써, 2개의 로직 보드 C(131-c)를 이중화 대상으로 설정함
그리고, 제어부(170)는 2개의 로직 보드 A(131-a) 중 제1 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 A(131-a), 2개의 로직 보드 B(131-b) 중 제1 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 B(131-b) 및 2개의 로직 보드 C(131-c) 중 제1 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 C(131-c)의 출력이 제1 OR 게이트(151)에 입력되도록 설정할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 2개의 로직 보드 A(131-a) 중 제2 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 A(131-a), 2개의 로직 보드 B(131-b) 중 제2 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 B(131-b) 및 2개의 로직 보드 C(131-c) 중 제2 쌍으로 설정된 하나의 로직 보드 C(131-c)의 출력이 제2 OR 게이트(152)에 입력되도록 설정할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 출력단의 이중화를 구현할 수 있다.
그러면, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치의 구현 일례에 대하여 설명한다.
도 4는 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치의 구현 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명은 입력(Input, I)단, 로직(Logic, L)단 및 출력(Output, O)단으로 구분하여 전체 시스템을 구성하였으며, 각각의 로직 보드(LB)(131)는 하나의 통신망으로 이루어져 있어, 이중화 구성 시 필요한 센서(111)의 개수에 맞추어 로직 보드(LB)(131)의 모듈을 제거하거나 추가할 수 있다.
그리고, 출력단에서는 2개의 이중화된 데이터의 개수에 상관없이 플렉서블하게 데이터를 받을 수 있도록 2개의 OR 게이트(151 및 152)로 구성되어 있어, 로직 보드(LB)(131)의 모듈이 제거되거나 새롭게 추가되어도 전체 시스템 구성을 바꾸지 않고 이중화 시스템을 구현할 수 있다.
즉, 본 발명은 센서(111)마다 로직 보드(LB)(131)를 구성하여 모듈 단위 이중화 시스템을 구성하고, 전체 로직단에서 나오는 출력 데이터의 개수에 상관없이 이중화된 출력 보드(output board)(2개의 OR 게이트)를 사용하여 출력단을 이중화함으로써 센서(111)의 개수가 변경될 때마다 전체 이중화 시스템 구성의 큰 변화 없이 pl-d 구성이 가능하다.
본 발명에 따른 시스템 구성에서 로직단은 크게 라이다 보드(LiDAR board), 인코더 보드(Encoder board) 및 기타 보드(ETC board)의 3가지로 구분될 수 있다. 이때, 라이다 센서(LiDAR sensor)의 개수는 2개 ~ 4개, 인코더 센서(Encoder sensor)의 개수는 2개 ~ 4개, 클리프 센서(Cliff sensor)의 개수는 4EA ~ 8EA까지 동적으로 변경될 수 있다. 변경 시, 보드 내의 소프트웨어는 별도의 변경없이 센서(111)의 개수를 변경할 수 있으며, 변경 내용은 사용자가 파라미터의 데이터 형태로 해당 보드에 전달할 수 있다. 즉, 사용자는 이중화 대상 정보의 입력을 통해 변경 내용을 해당 보드에 전달할 수 있다.
사용자가 이중화하고자 하는 로직 보드(131)의 ID 넘버, 센서(111)의 개수 등과 같은 이중화 대상 정보를 입력하면, 해당 보드는 내부 알고리즘을 통해 이중화 대상 정보를 기반으로 아래와 같은 이중화 파라미터의 값을 자동으로 변경할 수 있다.
- 이중화하고자 하는 제1 쌍의 이중화 파라미터
로직 보드(131)의 ID : LB_PAIR_RS485_ID_1
로직 보드(131)의 Type : LB_PAIR_EXTRINSIC_TYPE_1
센서(111)의 Location : LB_PAIR_LIDAR_LOCATION_XYZ_1 / LB_PAIR_LIDAR_LOCATION_R_XYZ_1
- 이중화하고자 하는 제2 쌍의 이중화 파라미터
로직 보드(131)의 ID : LB_PAIR_RS485_ID_2
로직 보드(131)의 Type : LB_PAIR_EXTRINSIC_TYPE_2
센서(111)의 Location : LB_PAIR_LIDAR_LOCATION_XYZ_2 / LB_PAIR_LIDAR_LOCATION_R_XYZ_2
위와 같은 이중화 파라미터를 통해 내부 보드에서는 이중화하고자 하는 대상이 동적으로 변경될 수 있다. 즉, 본 발명은 시스템 단위로 변경하고자 하는 센서의 개수들을 변경한 다음, 이중화 파라미터의 값만 그에 맞게 변경하면 자동으로 이중화 대상이 변경될 수 있다.
그러면, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 모듈화 장치(100)는 사용자에 의해 이중화 대상 정보가 입력될 수 있다(S110).
여기서, 이중화 대상 정보는 이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함할 수 있다.
그런 다음, 모듈화 장치(100)는 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 정보를 기반으로 변경할 수 있다(S130).
여기서, 이중화 파라미터는 로직 보드(131)를 식별할 수 있는 고유 정보인 로직 보드 식별 정보, 로직 보드(131)의 타입(type)을 식별할 수 있는 정보인 로직 보드 유형 정보 및 센서(111)의 위치를 식별할 수 있는 정보인 센서 위치 정보를 포함할 수 있다.
즉, 모듈화 장치(100)는 이중화 대상 정보가 사용자에 의해 입력되면, 이중화 대상 정보를 기반으로 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 모듈화 장치(100)는 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 이중화 대상을 동적으로 변경할 수 있다.
이때, 모듈화 장치(100)의 출력부(150)는 2개의 OR 게이트(151 및 152)를 포함하며, 복수개의 로직 보드(131)의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 2개의 OR 게이트(151 및 152) 각각에 대한 입력이 설정되고, 2개의 OR 게이트(151 및 152)의 출력값을 외부로 전달할 수 있다.
즉, 모듈화 장치(100)는 이중화 대상 정보를 기반으로 출력부(150)를 제어하여, 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 이중화 시스템 구성 모듈화 장치,
110 : 입력부,
111 : 센서,
130 : 로직부,
131 : 로직 보드,
150 : 출력부,
151 : 제1 OR 게이트,
152 : 제2 OR 게이트,
170 : 제어부

Claims (13)

  1. 복수개의 센서가 장착되는 입력부;
    상기 입력부에 장착된 상기 복수개의 센서 각각에 대응되는 복수개의 로직 보드(logic board)가 장착되는 로직부;
    상기 로직부에 장착된 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 출력값을 외부로 전달하는 출력부; 및
    로직 보드 식별 정보, 로직 보드 유형 정보 및 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 사용자에 의해 입력된 이중화 대상 정보를 기반으로 변경하는 제어부;
    를 포함하는 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 상기 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함하는 상기 이중화 대상 정보가 상기 사용자에 의해 입력되면, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경하는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제어부는,
    상기 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 상기 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 상기 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 상기 이중화 대상을 동적으로 변경하는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 출력부는,
    2개의 OR 게이트를 포함하며, 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 상기 이중화 파라미터를 이용하여 상기 2개의 OR 게이트 각각에 대한 입력이 설정되고, 상기 2개의 OR 게이트의 출력값을 외부로 전달하는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제어부는,
    상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 출력부를 제어하여, 상기 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 상기 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정하는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 로직부는,
    장착된 상기 복수개의 로직 보드가 하나의 통신망에 연결되는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 입력부에 장착되는 센서는,
    라이다(LiDAR) 센서, 인코더(Encoder) 센서 및 클리프(Cliff) 센서 중 하나이며,
    상기 로직부에 장착되는 로직 보드는,
    라이다(LiDAR) 보드, 인코더(Encoder) 보드 및 기타(ETC) 보드 중 하나인,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 장치.
  8. 복수개의 센서가 장착되는 입력부, 상기 입력부에 장착된 상기 복수개의 센서 각각에 대응되는 복수개의 로직 보드(logic board)가 장착되는 로직부, 상기 로직부에 장착된 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 이중화 파라미터를 이용하여 출력값을 외부로 전달하는 출력부 및 제어부를 포함하는 이중화 시스템 구성 모듈화 장치에 의해 수행되는 이중화 시스템 구성 모듈화 방법으로서,
    사용자에 의해 이중화 대상 정보가 입력되는 단계; 및
    로직 보드 식별 정보, 로직 보드 유형 정보 및 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 변경하는 단계;
    를 포함하는 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 변경 단계는,
    이중화 대상의 로직 보드 식별 정보와 상기 이중화 대상의 로직 보드에 대응되는 센서 정보를 포함하는 상기 이중화 대상 정보가 상기 사용자에 의해 입력되면, 상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 이중화 파라미터의 값을 이중화 대상 세트를 단위로 하여 변경하는 것으로 이루어지는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 변경 단계는,
    상기 이중화 대상 정보를 기반으로, 제1 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제1 쌍의 로직 보드 유형 정보, 상기 제1 쌍의 센서 위치 정보, 제2 쌍의 로직 보드 식별 정보, 상기 제2 쌍의 로직 보드 유형 정보 및 상기 제2 쌍의 센서 위치 정보를 포함하는 상기 이중화 파라미터의 값을 상기 이중화 대상 세트를 단위로 변경하여, 상기 이중화 대상을 동적으로 변경하는 것으로 이루어지는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 출력부는,
    2개의 OR 게이트를 포함하며, 상기 복수개의 로직 보드의 출력을 기반으로 상기 이중화 파라미터를 이용하여 상기 2개의 OR 게이트 각각에 대한 입력이 설정되고, 상기 2개의 OR 게이트의 출력값을 외부로 전달하는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 변경 단계는,
    상기 이중화 대상 정보를 기반으로 상기 출력부를 제어하여, 상기 이중화 대상 세트의 제1 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제1 OR 게이트에 입력되도록 설정하고, 상기 이중화 대상 세트의 제2 쌍에 대응되는 로직 보드의 출력이 제2 OR 게이트에 입력되도록 설정하는 것으로 이루어지는,
    이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 이동 로봇의 이중화 시스템 구성 모듈화 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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