KR20240011524A - 작업 로봇의 위치 보상 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

작업 로봇의 위치 보상 방법이 제공된다. 상기 방법은 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계; 상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계; 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계; 및 상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 단계를 포함한다.

Description

작업 로봇의 위치 보상 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING POSITION OF WORK ROBOTS}

본 발명은 작업 로봇의 위치 보상 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 산업 현장에 활용 중인 일반 작업 로봇을 도시한 도면이다.

작업 로봇은 공정 자동화를 위해 다양한 산업 현장에서 활용되고 있다. 일반적으로, 작업 로봇은 도 1a와 같이 베이스 위에 설치되어 동작하며, 도 1b와 같이 공작기계와 같은 장비 주변에 배치되어 장비의 자동화 작업을 수행한다.

한편, 작업 로봇의 작업 궤적은 작업 로봇이 설치된 위치를 기준으로 작성되며, 만약 베이스가 청소, 수리, 작업물 이송 등의 이유로 이동하게 되면 기 작성된 궤적은 목표 위치에서 어긋나게 되어 활용이 불가능하게 된다.

따라서, 작업 로봇의 베이스가 이동된 경우 작업 로봇의 작업 궤적을 새롭게 생성해야 하는 문제가 있다. 이러한 생성 작업은 전문 이력을 필요로 하며, 공정의 휴지시간(downtime)으로 이어진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 비전 센서 등을 이용하여 물체의 위치를 인식하고 목표 궤적을 생성하는 방법이 있으나, 이는 작업 시간 증가 및 시스템 단가 상승의 요인이 되며, 작업 로봇이 주로 활용되는 단순 반복 작업의 경우에는 적용시키기 어려운 문제가 있다.

또한, 로봇 베이스와 주변 작업물 및 장비 간의 위치 측정을 위해 테이블이나 장비에 마커 등을 부착하여 위치 오차를 보상하는 방법이 제안되기도 하나, 이러한 마커들은 장비마다 일일이 부착되어야 하며 쉽게 오염될 수 있는 한계가 있다.

공개특허공보 제10-2010-0137882호 (2010.12.31)

본 발명의 실시예는 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동으로 이해 기존 작업 로봇의 위치 궤적이 어긋날 경우 이를 자동으로 감지 및 보상하여 연속적인 작업 수행이 가능하도록 하는, 작업 로봇의 위치 보상 시스템 및 방법을 제공한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면에 따른 작업 로봇의 위치 보상 방법은 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계; 상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계; 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계; 및 상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계는, 상기 작업 로봇에 구비된 소정의 진동 및 모션 센서로부터 가속도 정보를 획득하는 단계; 상기 가속도 정보를 필터에 통과시켜 획득한 값을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계는, 상기 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계는, 상기 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 작업 공간 상의 기준 좌표계를 기준으로, 상기 베이스의 이동 전후 각각에 대한 좌표 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계; 및 상기 좌표 정보 및 방향 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 후에 대한 위치 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 베이스의 이동 전후 각각에 대한 좌표 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계는, 상기 천장 정보에 기초하여 작업 공간 상의 기준 좌표계를 기준으로 이동 전의 상기 베이스의 제1 베이스 좌표 정보 및 제1 베이스 방향 정보를 포함하는 제1 변위 정보를 획득하는 단계; 상기 기준 좌표계를 기준으로 이동 후의 상기 베이스의 제2 베이스 좌표 정보 및 제2 베이스 방향 정보를 포함하는 제2 변위 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 좌표 정보 및 방향 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 후에 대한 위치 정보를 추정하는 단계는, 상기 기준 좌표계와 상기 제1 변위 정보 간의 제1 변환 행렬 및 상기 기준 좌표계와 상기 제2 변위 정보 간의 제2 변환 행렬을 각각 산출하는 단계; 상기 제1 및 제2 변환 행렬에 기초하여 상기 제1 및 제2 변위 정보 간의 제3 변환 행렬을 산출하는 단계; 및 상기 제3 변환 행렬에 기초하여 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계는, 상기 베이스의 이동 전에 상응하는 상기 작업 로봇의 말단부의 위치를 나타내는 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제1 좌표 정보 및 상기 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제2 좌표 정보를 산출하는 단계; 및 상기 베이스의 이동 전에 상응하는 상기 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제1 방향 정보 및 상기 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제2 방향 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계는, 상기 산출된 제2 좌표 정보 및 제2 방향 정보에 기초하여 상기 작업 로봇에 상응하는 역기구학에 기반하여 작업 로봇의 관절 공간 웨이포인트(waypoint)에 상응하는 관절 각도 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 작업 로봇의 위치 보상 시스템은 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부, 상기 센서부에 의한 센싱 정보에 기초하여 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 판단부, 상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 위치 정보 추정부, 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 궤적 변환 정보 산출부 및 상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 제어부를 포함한다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작업 로봇의 베이스 이동 여부를 자동으로 파악하고, 천장 정보를 이용하여 작업 로봇의 위치 오차를 보상함으로써 작업의 효율성 및 위치 오차에 대한 강인성을 높일 수 있다.

또한, 베이스의 이동으로 인한 오차를 사용자의 입력 행위 없이 자동으로 인식하여 위치 보상이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a 및 도 1b는 산업 현장에 활용 중인 일반 작업 로봇을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 방법의 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에서의 센서부의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에서의 천장 정보의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5a는 베이스의 이동에 따른 작업 로봇의 말단부 위치를 도시한 도면이다.
도 5b는 베이스의 이동에 따른 베이스의 좌표계 변화를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 베이스 이동에 따른 궤적 변환 결과의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 시스템의 블록도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하에서는 도 2 내지 도 6b을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 시스템(100)에 의해 수행되는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 방법의 순서도이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에서의 센서부의 일 예시를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 방법은 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계(S110)와, 상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계(S120)와, 상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계(S130)와, 상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 단계(S140)를 포함하여 수행된다.

한편, 도 2에 도시된 각 단계는 후술하는 도 7의 작업 로봇의 위치 보상 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단한다(S110). S110 단계에서는 베이스의 이동 유무를 감지하고, 만약 베이스가 이동한 것으로 판단시 이동한 베이스의 위치에 맞게 궤적 변환을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서 베이스의 이동 여부를 판단하는 방법으로는 진동 및 모션 센서를 이용하는 방법과 비접촉 센서를 이용하는 방법이 있다.

일 실시예로, 진동 및 모션 센서를 이용하는 방법으로는, 도 3a 또는 도 3b와 같이 작업 로봇에 구비된 소정의 진동 및 모션 센서로부터 가속도 정보를 획득한다(S111). 그리고 가속도 정보를 소정의 필터에 통과시켜(S112) 획득한 값을 기 설정된 임계값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 베이스의 이동 여부를 판단할 수 있다(S113). 이때, 소정의 필터는 저역 통과 필터(Low Pass Filter), 고역 통과 필터(High Pass Filter) 및 대역 통과 필터(Band Pass Filter) 중 적어도 하나의 조합으로 구성될 수 있다.

다른 일 실시예로, 비접촉 센서를 이용하는 방법으로는, 도 3a 또는 도 3b와 같이 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 베이스의 이동 여부를 판단할 수 있다. 이때, 비접촉 센서의 일 예로는 카메라, IR 센서 등일 수 있다. 비접촉 센서는 도 3a와 같이 로봇 베이스에 부착되는 형태로 구비되거나, 도 3b와 같이 작업 로봇에 기 부착된 센서일 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 센서가 부착된 센서 위치를 획득하고, 이를 로봇 기구학 정보와 조합하여 베이스의 위치 정보를 획득할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 천장 정보는 천장의 구조물, 조명, AR(augmented reality), ArUco, QR, Color Marker, RFID, Texture, Pattern, Landmark 등일 수 있다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에서의 천장 정보의 일 예시를 도시한 도면이다.

다음으로, 작업 로봇이 설치되는 베이스가 이동한 것으로 판단되는 경우, 이동한 베이스의 위치 정보(변위)를 추정한다(S120).

도 5a는 베이스의 이동에 따른 작업 로봇의 말단부 위치를 도시한 도면이고, 도 5b는 베이스의 이동에 따른 베이스의 좌표계 변화를 도시한 도면이다.

베이스의 이동에 따라 동일한 관절 각도에서의 로봇 말단부의 위치 차이는 도 5a에 도시된 바와 같으며, 작업 로봇이 설치되는 베이스의 이동이 있었다고 판단시, 기존 베이스의 위치에서 제작된 로봇 궤적은 수정이 필요하다.

베이스의 위치 정보를 추정하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 작업 공간 상의 기준 좌표계를 기준으로, 베이스의 이동 전후 각각에 대한 좌표 정보(x, y, z) 및 3×3 회전 매트릭스(rotation matrix)값으로 표현되는 방향 정보를 획득할 수 있다. 그리고 획득한 좌표 정보 및 방향 정보에 기초하여 베이스의 이동 후에 대한 위치 정보를 추정할 수 있다.

구체적으로, 도 5b를 참조하면 전술한 천장 정보를 이용하여 작업 공간 상의 기준 좌표계[world]를 기준으로 이동 전의 베이스의 제1 베이스 좌표 정보 및 제1 베이스 방향 정보를 포함하는 제1 변위 정보[1]를 획득한다.

다음으로, 기준 좌표계[world]를 기준으로 이동 후의 베이스의 제2 베이스 좌표 정보 및 제2 베이스 방향 정보를 포함하는 제2 변위 정보[2]를 획득한다.

다음으로, 기준 좌표계와 제1 변위 정보 간의 제1 변환 행렬, 기준 좌표계와 제2 변위 정보 간의 제2 변환 행렬을 각각 산출하고, 제1 및 제2 변환 행렬에 기초하여 제1 및 제2 변위 정보 간의 제3 변환 행렬을 산출한다. 그 다음, 제3 변환 행렬에 기초하여 이동한 베이스의 위치 정보를 추정할 수 있다.

이때, 좌표계간의 위치 및 방향 변위는 4×4 변환 행렬(transformation matrix)로 명시될 수 있다.

[식 1]

위 식 1에서 R은 3×3 회전 매트릭스, p는 3×1 변위, 0은 1×3 제로 벡터(zero vector)를 나타낸다.

또한, 도 5b에서는 기준 좌표계[world]-제1 변위 정보[1], 기준 좌표계[world]-제2 변위 정보[2], 그리고 제1 변위 정보[1]-제2 변위 정보[2] 간의 제1 내지 제3 변환 행렬을 각각 로 표현하였으며, 이때 제1 변환 행렬(), 제2 변환 행렬()은 각각 작업 로봇이나 베이스에 부착된 센서로부터 획득 가능하고, 제3 변환 행렬()은 하기 식 2 및 식 3을 통해 산출될 수 있다.

[식 2]

[식 3]

위 식 5에서 T는 전치 행렬(matrix transpose)를 나타내고, -1은 역행렬(matrix inverse)를 나타낸다.

다시 도 2를 참조하면, 다음으로 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출한다(S130).

작업 로봇의 궤적은 복수의 웨이포인트(waypoint)로 구성되며 크게 관절 공간 웨이포인트와 작업 공간 웨이포인트로 구성된다. 베이스가 이동됨에 따라 관절 공간 웨이포인트 및 작업 공간 웨이포인트는 모두 새로운 베이스 좌표계를 기반으로 변환되어야 한다.

작업 공간 웨이포인트는 범용적으로 로봇 말단부의 위치를 명시하는 (x, y, z) 좌표 정보와 방향을 나타내는 3×3 회전 매트릭스(rotation matrix)값으로 구성된다.

일 실시예로, 작업 공간 웨이포인트를 변환하기 위해서는, 먼저 베이스의 이동 전에 상응하는 작업 로봇의 말단부의 위치를 나타내는 작업 로봇의 말단부의 작업 공간 웨이포인트를 구성하는 제1 좌표 정보를 획득하고, 그리고 제1 좌표 정보 및 식 2에 따른 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트를 구성하는 제2 좌표 정보를 산출한다.

그 다음, 베이스의 이동 전에 상응하는 작업 공간 웨이포인트를 구성하는 제1 방향 정보 및 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트를 구성하는 제2 방향 정보를 산출한다.

즉, 이동 전 작업 공간 웨이포인트를 구성하는 목표 위치 및 방향을 나타내는 제1 좌표 정보( 및 제1 방향 정보(는 하기 식 4 및 식 5를 통해 제2 좌표 정보 및 제2 방향 정보로 변환될 수 있다.

[식 4]

[식 5]

관절 공간 웨이포인트는 각 관절의 각도값들로 구성된다. 만약, 로봇의 역기구학 수식이 제공되는 경우 본 발명의 일 실시예는 식 4 및 식 5로부터 계산된 제2 좌표 정보 및 제2 방향 정보를 기반으로 역기구학을 계산하여 작업 로봇의 관절 공간 웨이포인트에 상응하는 관절 각도 정보를 산출할 수 있다.

이와 달리, 관절 공간 궤적의 변환에 있어 작업 로봇의 역기구학 정보가 제공되지 않는 경우에는 별도의 변환 과정을 거쳐야 한다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예는 로봇 기구학으로부터 로봇 Jacobian을 산출하여 관절 각도를 계산할 수 있으며, 이에 대한 수도 코드(Pseudo code)는 다음과 같다.

다음으로, 작업 공간 웨이포인트 및 관절 공간 웨이포인트에 대한 궤적 변환 정보가 산출되고 나면, 산출된 궤적 변환 정보를 저장하고, 이를 바탕으로 작업 로봇의 작업을 재개한다(S140).

도 6a 및 도 6b는 베이스 이동에 따른 궤적 변환 결과의 일 예시를 도시한 도면이다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 궤적 변환 결과는 관절 공간 웨이포인트 및 역기구학 정보가 주어지지 않은 상황을 가정하였으며, 베이스가 이동하였지만 로봇 말단부가 기존 로봇 위치로 성공적으로 이동하였음을 알 수 있다.

한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 단계 S140은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 2 내지 도 6b에 기술된 내용은 도 7의 작업 로봇의 위치 보상 시스템(100)에도 적용된다.

이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 시스템(100)에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 시스템(100)의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 위치 보상 시스템(100)은 센서부(110), 판단부(120), 위치 정보 추정부(130), 궤적 변환 정보 산출부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.

센서부(110)는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 일 실시예로 센서부(110)는 모션 및 진동 센서, 또는 비접촉 센서일 수 있다.

판단부(120)는 센서부(110)에 의한 센싱 정보에 기초하여 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단한다.

위치 정보 추정부(130)는 베이스가 이동한 것으로 판단시, 이동한 베이스의 위치 정보를 추정한다.

궤적 변환 정보 산출부(140)는 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출한다.

제어부(150)는 궤적 변환 정보를 저장하고, 이에 기초하여 작업 로봇의 작업을 재개한다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 작업 로봇의 베이스 이동 여부를 자동으로 인식하고, 천장 정보를 이용하여 로봇의 위치를 보상함으로써 부착물의 오염 및 파손 염려 없이 위치 보상이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 천장의 부착물, 기구물 등으로부터 로봇의 위치를 파악하고 이를 바탕으로 기 생성된 궤적으로 자동으로 수정함으로써 궤적의 재생성없이 작업 수행이 가능하다.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 위치 보상 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 작업 로봇의 위치 보상 시스템
110: 센서부
120: 판단부
130: 위치 정보 추정부
140: 궤적 변환 정보 산출부
150: 제어부

Claims (8)

1. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 있어서,
   작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계;
   상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계;
   상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계; 및
   상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계는,
   상기 작업 로봇에 구비된 소정의 진동 및 모션 센서로부터 가속도 정보를 획득하는 단계;
   상기 가속도 정보를 필터에 통과시켜 획득한 값을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계; 및
   상기 비교 결과에 기초하여 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 단계는,
   상기 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 여부를 판단하는 것인,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계는,
   상기 작업 로봇에 구비된 소정의 센서로부터 측정된 천장 정보에 기초하여 작업 공간 상의 기준 좌표계를 기준으로, 상기 베이스의 이동 전후 각각에 대한 좌표 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계; 및
   상기 좌표 정보 및 방향 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 후에 대한 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 베이스의 이동 전후 각각에 대한 좌표 정보 및 방향 정보를 획득하는 단계는,
   상기 천장 정보에 기초하여 작업 공간 상의 기준 좌표계를 기준으로 이동 전의 상기 베이스의 제1 베이스 좌표 정보 및 제1 베이스 방향 정보를 포함하는 제1 변위 정보를 획득하는 단계;
   상기 기준 좌표계를 기준으로 이동 후의 상기 베이스의 제2 베이스 좌표 정보 및 제2 베이스 방향 정보를 포함하는 제2 변위 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
   상기 좌표 정보 및 방향 정보에 기초하여 상기 베이스의 이동 후에 대한 위치 정보를 추정하는 단계는,
   상기 기준 좌표계와 상기 제1 변위 정보 간의 제1 변환 행렬 및 상기 기준 좌표계와 상기 제2 변위 정보 간의 제2 변환 행렬을 각각 산출하는 단계;
   상기 제1 및 제2 변환 행렬에 기초하여 상기 제1 및 제2 변위 정보 간의 제3 변환 행렬을 산출하는 단계; 및
   상기 제3 변환 행렬에 기초하여 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계는,
   상기 베이스의 이동 전에 상응하는 상기 작업 로봇의 말단부의 위치를 나타내는 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제1 좌표 정보 및 상기 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제2 좌표 정보를 산출하는 단계; 및
   상기 베이스의 이동 전에 상응하는 상기 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제1 방향 정보 및 상기 제3 변환 행렬에 기초하여, 이동 후의 작업 공간 웨이포인트(waypoint)를 구성하는 제2 방향 정보를 산출하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 단계는,
   상기 산출된 제2 좌표 정보 및 제2 방향 정보에 기초하여 상기 작업 로봇에 상응하는 역기구학에 기반하여 작업 로봇의 관절 공간 웨이포인트(waypoint)에 상응하는 관절 각도 정보를 산출하는 단계를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 방법.
   
8. 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부,
   상기 센서부에 의한 센싱 정보에 기초하여 작업 로봇이 설치된 베이스의 이동 여부를 판단하는 판단부,
   상기 베이스가 이동한 것으로 판단시, 상기 이동한 베이스의 위치 정보를 추정하는 위치 정보 추정부,
   상기 추정된 베이스의 위치 정보에 기초하여 작업 로봇의 위치 보상된 궤적 변환 정보를 산출하는 궤적 변환 정보 산출부 및
   상기 궤적 변환 정보에 기초하여 상기 작업 로봇의 작업을 재개하는 제어부를 포함하는,
   작업 로봇의 위치 보상 시스템.