WO2012150846A2 - 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템 - Google Patents

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WO2012150846A2
WO2012150846A2 PCT/KR2012/003534 KR2012003534W WO2012150846A2 WO 2012150846 A2 WO2012150846 A2 WO 2012150846A2 KR 2012003534 W KR2012003534 W KR 2012003534W WO 2012150846 A2 WO2012150846 A2 WO 2012150846A2
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print
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wall climbing
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정태길
심형준
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주식회사 컴투루
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    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44D—PAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES
    • B44D3/00—Accessories or implements for use in connection with painting or artistic drawing, not otherwise provided for; Methods or devices for colour determination, selection, or synthesis, e.g. use of colour tables
    • B44D3/22—Implements or apparatus for special techniques, e.g. for painting lines, for pouring varnish; Batik pencils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects

Definitions

  • the present invention relates to a wall climbing printing method and system, and more particularly, through a wall climbing printing robot for printing while moving a wall and a management unit for mapping the information of the wall surface to be printed and image information to be printed to the wall climbing printing robot.
  • Figure 1 is an illustration of a conventional wall painting apparatus for automating as possible by improving the problem of inefficient manual work as described above.
  • the wall coating device covers the width of the wall and makes a ladder (1: Ladder) with a width that a person can stand up, and then installs two or more masts (4) on the roof layer to support the rope (2) and the mast loop Tie the rope (2) to the wall and lower it along the wall, and then attach the ladder (1) with a so-called winder (3: Winder), which winds up the rope (2), to the electric winders (3, 7).
  • a so-called winder Winder
  • Configure the electrical circuit 9 to be able to raise or lower the ladder 1 by means of one or more automated spray guns 5, 6 for controlling the painted walls and to control them at the bottom 8. .
  • An object of the embodiments of the present invention for improving the above-mentioned problem is to provide a wall climbing printing method and system which enables precise printing by printing a wall using a wall climbing printing robot moving a wall.
  • Another object of the embodiments of the present invention for improving the above-mentioned problem is that the wall climbing print robot travels by a predetermined area to be printed before the actual print job and performs an area analysis operation for printing a predetermined pattern, and the embedded pattern during actual printing. It is to provide a wall climbing printing method and system for performing the printing corresponding to each area after the predetermined pattern is correctly positioned for each of the predetermined area through the reading camera to identify the predetermined pattern.
  • Another object of the embodiments of the present invention for improving the above-described problem is that the management unit for managing the wall climbing print robot pre-create the print image information for each predetermined area where the wall climbing print robot is located on the wall and then prints it on the wall climbing print robot
  • the present invention provides a wall climbing printing method and system for correcting an error in printing caused by a rough road surface of a wall to be printed, a change in inclination, and the like by transmitting after correction according to the actual position of the wall.
  • Another object of the embodiments of the present invention for improving the above-described problem is to determine the current position of the wall-climbing printing robot management unit to generate the control information for the corrected position by comparing the position of the predetermined area and
  • the present invention provides a wall climbing printing method and system for controlling the wall climbing printing robot in real time to move to a precise position of a predetermined area by transmitting.
  • Another object of the embodiments of the present invention for improving the above-mentioned problem is to recognize the current position or orientation of the wall on the wall through a gyro sensor or a position recognition sensor such as GPS built-in wall climbing print robot, Provides a wall climbing printing method and system for controlling the wall climbing robot in real time to move itself to the correct position of the predetermined area by controlling the posture if the position is different from the position of the predetermined area to move to the predetermined area. It is.
  • Wall climbing printing method for achieving the above object is a wall climbing printing method of a wall climbing printing system comprising a wall climbing printing robot for moving and printing the wall surface and the management unit, a) Modeling, by the manager, the shape of the wall surface and generating wall surface information therefrom; b) generating, by the management unit, the printed image information corresponding to the wall information to print information to be printed on the wall and dividing and mapping the same by the predetermined area where the wall climbing print robot is located on the wall; c) transmitting, by the management unit, the wall information and the print image information that is divided and mapped to correspond to each of the predetermined areas to the wall climbing print robot; d) moving the wall surface by the predetermined area by the wall climbing printing robot using the wall surface information, printing a predetermined pattern by the predetermined area, and performing area analysis; e) the management unit grasps the actual position of each of the predetermined areas of the wall climbing print robot in step d), compares the printed image information and the actual position of the divided
  • the wall climbing printing method may further include a step of the management unit grasping the current position of the wall climbing printing robot in real time by using an external camera and correcting it by reflecting it in step e).
  • step f) the management unit determines the current position of the wall climbing print robot and generates and stores control information on the corrected position generated by comparing the position of the predetermined area and transmits the corresponding information. And controlling the wall climbing printing robot to move to an accurate position of a predetermined predetermined region.
  • step d) or the step f) recognizes the current position of the user through a gyro sensor or a position recognition sensor such as a GPS in which the wall climbing print robot is embedded, and compares the current position with a preset position of the predetermined area. If different, controlling the posture to move to the predetermined area and position; preferably further comprises.
  • the management unit further includes path information to be moved by the wall climbing print robot for each predetermined area on the wall, and in steps d) and f), the wall climbing printing robot It is also possible to move by the predetermined area using the route information.
  • a wall climbing printing system for achieving the above object is a wall climbing printing system including a wall climbing printing robot for moving and printing a wall surface and a management unit for managing the same, wherein the management unit is the wall climbing A communication unit communicating with a printing robot, a wall modeling unit modeling a shape of the wall surface and generating wall information therethrough, and matching the print information to be printed on the wall surface to the wall information, and the wall climbing print robot is positioned on the wall surface.
  • An area mapping unit generating print image information divided and mapped to each predetermined area, and transmitting the wall image information and the print image information divided and mapped corresponding to the predetermined area to the wall climbing print robot through the communication unit;
  • the wall climbing print robot by recognizing the position of the wall climbing print robot An area analysis recognizing unit that grasps an actual position of the predetermined area of the image, compares the printed image information divided by the predetermined area with the actual position, corrects the printed image information, and transmits the same to the wall climbing print robot;
  • the wall climbing printing robot includes a communication unit for communicating with the management unit, one or more adhesive units adhered to a wall surface for moving the wall, a driving unit for driving the adhesive unit, a printing unit for printing a predetermined pattern and actual printing, and the predetermined unit.
  • the predetermined part recognized through the sensor unit after the region analysis The turn to move in identifying the predetermined region so as to perform the actual printing by using the printing image information to be corrected in this way corresponds to a predetermined region preset by controlling the driving unit and a control unit for controlling the printing unit.
  • the management unit may further include an imaging unit which grasps the current position in real time when analyzing the area of the wall climbing print robot, and the area analysis recognizing unit reflects the correction.
  • the area mapping unit determines the current position of the wall climbing print robot, compares the position of the predetermined area and generates and stores control information for the corrected position or transmits the corresponding information to the wall climbing print robot. It can be controlled to move to the correct position of the predetermined predetermined area.
  • the sensor unit may further include a gyro sensor or a position recognition sensor such as a GPS to further recognize the current position of the wall climbing robot by using information obtained through the position recognition sensor, and the control unit may recognize the preset position. If it is different from the position of the region, it is preferable to control the posture to move to the predetermined region.
  • the area mapping unit may further include path information to be moved by the wall climbing print robot by the predetermined area on the wall, and allow the controller to control the movement by the predetermined area by using the path information.
  • the wall climbing printing robot travels by a predetermined area to be printed before the actual print job and performs an area analysis job for printing a predetermined pattern in advance, and the pattern reading embedded in the actual printing
  • the predetermined pattern By identifying the predetermined pattern through the camera, it is possible to perform precise printing by performing printing corresponding to each region after accurately positioning the predetermined region through the predetermined pattern.
  • the wall climbing printing robot After the management unit managing the wall climbing printing robot generates the print image information for each predetermined area where the wall climbing printing robot is located on the wall, the wall climbing printing robot is used. By transmitting after correction according to the position, it is possible to correct the printing error caused by the rough road surface of the wall to be printed, minute inclination, etc. The effect is very precise printing.
  • Wall climbing printing method and system by the management unit determines the current position of the wall climbing printing robot and compares the position of the predetermined area and generates and transmits the control information for the corrected position by The wall climbing printing robot is controlled in real time to move to the correct position of a predetermined area, thereby preventing in advance the printing error caused by the actual driving of the wall climbing printing robot due to a malfunction of the driving unit.
  • Wall climbing printing method and system recognizes the current position or direction of the wall on the wall through a gyro sensor or a location recognition sensor, such as GPS with a built-in wall climbing printing robot, a predetermined area If the position is different from the position of the control by controlling the posture to move to the predetermined area so that the wall-climbing printing robot is controlled in real time to move to the correct position of the predetermined predetermined area by the exception of communication with management Even if it occurs, it is possible to print without error on its own.
  • a gyro sensor or a location recognition sensor such as GPS with a built-in wall climbing printing robot
  • FIG. 1 is an exemplary view of a conventional wall printing apparatus.
  • Figure 2 is an illustration of a wall climbing printing system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an illustration of a wall climbing print robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an illustration of a portion of the adhesive portion according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an exemplary view of a driving route of the wall climbing print robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an illustration of the actual driving route of the wall climbing print robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view of region analysis according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a first exemplified diagram of area-specific printing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram of print image information corrected for each region according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a second exemplary view of printing by area according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a first exemplary diagram of posture control according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a second exemplary diagram of attitude control according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a wall climbing printing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flow chart of a wall climbing printing method according to an embodiment of the present invention.
  • the wall moving robot freely moves the vertical wall in various forms using static electricity or adsorption force.
  • the wall moving robot can be used in various industrial fields, and in the present invention, the wall climbing printing robot using the structure of the wall moving robot and a management unit for managing the same constitute a wall climbing printing system, and the building outer wall or This paper proposes a method used for painting walls in a room.
  • Figure 2 is an illustration of a wall climbing printing system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an illustration of a wall climbing printing robot according to an embodiment of the present invention.
  • the wall climbing printing system includes a wall climbing printing robot 100 moving and printing the wall surface 10 and a manager 200 managing the wall climbing printing robot 100.
  • the wall climbing print robot 100 includes an adhesive part 130 for moving a wall surface.
  • the adhesive portion 130 is preferably a crawler structure capable of forward and backward movement or rotational drive.
  • the adhesive portion 130 is electrostatic, mechanical attachment, magnetic, adsorption (vacuum), or van der Waals Various methods such as a configuration using force may be used, and the wall climbing print robot 100 may be configured as a biomimetic robot.
  • FIG 4 is an exemplary view of a part of the adhesive part 130 according to an embodiment of the present invention, and configured to move various wall surfaces using the vacuum pad 132 or the electromagnet 133.
  • the wall climbing print robot 100 includes a driving unit 110 for driving the adhesive unit 130, a communication unit 150 for communication with the management unit 200, and a top and bottom in a predetermined area.
  • the printing unit 160 moves while moving left and right, and a control unit 120 for posture control and print control.
  • the wall climbing print robot 100 includes a sensor unit 140 including a pattern reading camera for recognizing a predetermined pattern in order to detect a mark of a predetermined area as a reference point and to accurately move to a target position.
  • the sensor unit 140 of the wall climbing print robot 100 further includes a position recognition sensor such as a gyro sensor or a GPS to perform real-time positioning and attitude control using gravity, acceleration, height, tilt, and the like. It is desirable to.
  • a position recognition sensor such as a gyro sensor or a GPS to perform real-time positioning and attitude control using gravity, acceleration, height, tilt, and the like. It is desirable to.
  • the wall climbing printing robot 100 may leave the target area due to the error during the movement.
  • the wall climbing printing robot 100 primarily performs area analysis for printing the invisible or low visibility printing paint for each predetermined area of the wall, and then again for each predetermined area. Recognizes the print paint while moving, identifies a predetermined area, and then performs actual printing.
  • the wall climbing robot 100 may easily identify a predetermined pattern of the printing paint through the pattern reading camera built in the sensor unit 140.
  • the management unit 200 models the shape of the wall surface 10 and generates information on the wall surface 10 through this.
  • This modeling work can be performed using wall metrology equipment, such as laser metrology equipment or cameras and software.
  • modeling operation is sufficient for 2D in the case of a general wall surface
  • 3D modeling information may be required in the case of a wall surface having a curved surface or an obstacle of a complicated shape.
  • a method of modeling the shape of the wall surface 10 by using the image of the wall surface 10 photographed by the camera 210 is illustrated, but it is obvious that the method may be modeled in various ways. In this case, the modeling can be easily solved using software for integrating images taken at various angles with respect to the wall surface 10 to model the shape.
  • the photographic or 3D laser metrology equipment that analyzes two or more photographs taken from different angles of the wall by software may be used. If there is a schematic of the structure including the wall surface may be used.
  • the management unit 200 corresponds to the information on the wall surface 10 to print information to be printed on the wall surface 10, and this is a predetermined area where the wall climbing printing robot 100 is located on the wall surface 10.
  • the printed image information divided into stars 11 and mapped is generated.
  • the manager 200 maps an image to be output to a target print area by using the information of the wall surface 10 (modeling data of the modeling job).
  • the management unit 200 establishes and transmits a split printing plan in consideration of the specifications of the wall climbing robot 100 (the size of the device, the size that can be printed at one time), the curvature of the wall, and the position of the obstacle. It may be.
  • the divisional printing plan includes not only the division of the image but also the movement path of the wall climbing robot 100, and may be established considering the entire printing area section and the obstacle outside which must be fixed due to the geometric characteristics as a reference point.
  • the management unit 200 transmits the information of the wall surface 10 and the print image information that is divided and mapped corresponding to each of the predetermined regions 11 to the wall climbing print robot 100.
  • the wall climbing print robot 100 may load the same into the controller to determine the image content to be printed for each predetermined area.
  • the management unit 200 allocates a print area in consideration of the obstacle and transmits it to the wall climbing printing robot 100.
  • the management unit 200 further includes the path information that the wall climbing print robot 100 moves in each of the predetermined areas 11 on the wall surface 10, and then the wall climbing printing robot 100 is It is more preferable to move for each predetermined region by using the route information.
  • the wall climbing print robot 100 moves the wall surface 10 for each of the predetermined regions 11 by using the information of the wall surface 10, and prints the printing paint in a predetermined pattern for each predetermined region and performs area analysis. Perform.
  • the wall to be printed is a very ideal vertical shape and the surface is very uniform, this area analysis does not need to be performed.
  • the skewed and distorted surface is not precisely perpendicular to the ground. It occurs frequently, and its surface is also uneven due to aging or there are certain obstacles, which makes it difficult to print precisely due to minute errors when the robot is running.
  • area analysis can be performed beforehand to identify such a problem before actual printing.
  • the area analysis is performed by the wall climbing printing robot 100 moving according to the established printing plan, outputting the divided outline of each divided area, comparing the calculated positions of these patterns with actual positions, and remapping them. .
  • the preliminary printed outline is recognized, and the wall climbing print robot 100 moves and prints according to the remapped data.
  • the image of each area is aligned and outlined to meet the actual wall condition. This exact matching divisional print is completed.
  • Such a correction method may be referred to as a prior outline print correction method.
  • an image of a predetermined pattern is printed with a predetermined paint for each predetermined predetermined position, so that the current position information of the user may be recognized when moving to the next printing area.
  • the printing paint is preferably to mark an invisible or low visibility mark, or may be built into the wall-climbing printing robot 100 to identify by using a special ink that can not be detected by visible light. have.
  • Examples of such special inks include inks that are erased over time, inks that are erased when heat is applied, and the like.
  • the initial time may be shortened by simultaneously performing initial printing that does not require precise printing in the area analysis.
  • Such priming printing can apply a bright contrast paint with strong shielding power in advance to the low contrast wall surface, and can improve the coloring power at the time of this printing. Since high resolution is not necessary at this time, the printing paint of such primitive printing may use coarse-grained paint.
  • the wall climbing printing robot 100 may further include a pre-shielding printing module.
  • the wall climbing print robot 100 may further include a cleaning module to perform a printing operation while cleaning the contaminated wall.
  • the management unit 200 determines an actual position of each of the predetermined regions 11 of the wall climbing print robot 100, compares the printed image information divided by the predetermined region 11 with the actual position, and The print image information is corrected and transmitted to the wall climbing print robot 100.
  • the management unit 200 compares the actual measurement position and the position in the wall modeled wall information, corrects and remaps image information corresponding to the area to be actually printed, and transmits the remapping to the wall climbing printing robot 100. do.
  • the management unit 200 receives the data on which the wall climbing print robot 100 performs area analysis through the communication unit or identifies the wall climbing print robot 100 that is in the area analysis operation through the external camera 210. By using the predetermined area can grasp the actual position information of the wall climbing print robot 100.
  • the wall climbing print robot 100 receiving the corrected image information recognizes the print paint printed in a predetermined pattern, moves to each predetermined region 11, and performs actual printing using the corrected print image information. .
  • the wall climbing printing robot 100 may recognize the predetermined pattern by identifying the predetermined pattern with a pattern reading camera built in the sensor unit.
  • a predetermined pattern it may be printed in a form such as a barcode, and the predetermined pattern may also print one or more in the predetermined area according to the characteristics of the wall surface.
  • the pattern reading camera of the sensor unit may be attached to the print head of the printing unit, and may be configured to recognize its relative position with respect to the position of the printing unit in association with the position information of the printing head.
  • the wall climbing print robot 100 may accurately calculate the position of the predetermined pattern recognized by the pattern reading camera by combining its position and direction information and position information of the print head.
  • the wall climbing printing robot may be configured to recognize the predetermined pattern including the information of the pre-printed outline by attaching an image pickup sensor or a line scanning device to the print head instead of the pattern reading camera.
  • the wall climbing print robot 100 transmits the predetermined pattern recognized by the pattern reading camera to the management unit 200, and the management unit 200 corresponds to a unique number or position of the previously stored pattern after analyzing the pattern. Information may be used to control the exact position of the wall climbing print robot 100.
  • the wall climbing print robot 100 performs an area analysis operation for printing a predetermined pattern by traveling for each predetermined area to be printed before the actual print job, and identifying the predetermined pattern through a built-in pattern reading camera.
  • the management unit 200 that manages the wall climbing print robot 100 generates the print image information for each predetermined region where the wall climbing printing robot 100 is located on the wall and then prints the print image information of the wall climbing printing robot 100.
  • the correction occurs according to the actual position, the correction of the printing error caused by the driving of the wall climbing printing robot 100 is corrected, so that the printing surface is uneven due to the uneven wall surface or an obstacle, etc. Even very precise printing can be performed.
  • the obstacles and the like of uneven shape during printing may be configured to adjust the height of the print injection by configuring the printing portion in a three-axis structure.
  • the wall climbing print robot 100 may precisely print the obstacles having irregularities by adjusting the height of the printing unit without passing through the obstacles.
  • the wall climbing print robot 100 is not a configuration in which the printing portion is located between the adhesive portion as shown in Figure 3, the adhesive portion is present on one side and pass through the printing unit that can adjust its height on the other side independently It is desirable to easily print obstacles that are difficult to do.
  • the wall-mounted printing robot 100 may adjust the height and inclination according to the shape of the irregularities of the printing unit including the print head, and the length of the print head also maintains a constant distance between itself and the printing surface. By configuring to enable the adjustment of, it can be configured to easily print on the projections or recesses uneven from the wall surface.
  • the wall climbing printing robot 100 may further configure a fall prevention cable to prevent falling by strong winds or unexpected abnormal operation.
  • the cable serves as a safety cable, and at the same time it may be configured to supply power.
  • the inclined structure may be additionally arranged above and below the wall climbing printing robot 100 may be configured to ride over the obstacle.
  • the wall climbing print robot 100 may be equipped with a wind speed sensor in the sensor unit to stop the movement when a predetermined wind speed abnormality is detected.
  • the management unit 200 determines a current position of the wall climbing print robot 100 through the camera 210 and presets a predetermined time when analyzing the area.
  • the wall climbing printing robot 100 may be controlled to move to the correct position of the predetermined region 11 by generating and transmitting control information about the corrected position generated by comparing the positions of the regions.
  • the management unit 200 determines the current position of the wall climbing print robot 100 and compares the position of the predetermined predetermined area to generate and transmit the control information for the corrected position to the wall climbing printing robot. Since the 100 is controlled in real time to move to the correct position of the predetermined region, it is possible to block in advance the printing error caused by the actual driving of the wall climbing print robot 100 due to a malfunction of the drive unit.
  • the wall climbing print robot 100 recognizes its current location through a built-in gyro sensor or a location recognition sensor such as a GPS, and sets the location of the predetermined area 11. If different from that, the posture may be controlled and moved to the predetermined region 11.
  • the wall climbing print robot 100 is configured to recognize its position using a precision GPS, a gyro sensor, a laser distance meter, or the like, or to recognize the position using an external camera of the management unit 200. Can be configured.
  • the gyro sensor also provides tilt information, and the wall climbing print robot 100 may be configured to identify and move an accurate position by combining one or more of the means.
  • the wall climbing printing robot 100 may use a pattern reading camera, a GPS, a gyro sensor, etc., when positioning the first predetermined area to be printed, and the edge of the first predetermined area may be physically located inside or outside the wall. If it's the same edge on a recognizable rectangular wall, it can also be moved using the robot's built-in image sensor.
  • the position may be relatively controlled by analyzing the outline information of the adjacent printing area by using an image sensor mounted on the robot for movement.
  • the wall climbing print robot 100 may print an outline of the predetermined area as the predetermined pattern or print a uniform pattern based on the outline when analyzing the area.
  • the angles detected when the wall climbing print robot 100 is located in each printing area using a gyro sensor, etc.
  • the pattern of the wall climbing printing robot 100 (outer line) ) Analyze the shape of the distorted pattern (outline) as the observation angle is different (each part of the outline may be a reference point) so that the existing pattern (outline) and the pattern of the image to be output (outline) match. It is desirable to reset the area of the image to be applied to the currently located print area and to remap the image to be output to match the shape of the area.
  • the above process can also be used for the purpose of correcting the minute inclination difference of the wall surface that could not be calculated in advance, it is obvious that even when the wall surface is flat.
  • the output may be performed such that the outlines of adjacent print areas coincide with each other through relative position control. In this case, however, rough roads and unexpected tilt and length errors may not satisfy the absolute condition that an image must be output in a predetermined area.
  • This absolute condition occurs due to the boundary of the entire print area, the position of obstacles, and the like. This is because some images mapped by obtaining the obstacle information on the wall in advance must be output on the corresponding obstacle.
  • a sensor capable of detecting absolute position information of the wall climbing printing robot 100 is required.
  • a sensor may include a precision GPS, an external camera, or a laser range finder mounted inside the wall climbing print robot 100.
  • the wall climbing print robot 100 controls relative positions of adjacent print areas so as not to overlap with each other by detecting a relative position through the predetermined pattern, and collects absolute position information of each print area.
  • the printing area is re-adjusted (corrected) to meet the absolute conditions by comparing the theoretical print area position information using the modeling information of the wall with the absolute position information of the robot moved by the relative position detection.
  • Such a recalibration (correction) process is preferably performed by the management unit, but in some cases, the wall climbing print robot 100 may be performed by itself by embedding print image information in the wall climbing print robot 100. have.
  • the process of readjusting the print area may be performed by analyzing the area, that is, printing the predetermined pattern for all the print areas, and then adjusting the print area or simultaneously performing the area analysis and the actual print at the same time.
  • the operation for remapping while comparing the absolute position measured while performing pattern printing and the present image output in parallel for the predetermined area is moved by the predetermined area. Can be done repeatedly.
  • This method may be referred to as a real-time corrected printing method, and as a preferred embodiment of the real-time corrected printing method, one of the divided print areas that contact the outline of the entire print area and the outline of the obstacle may be printed first.
  • the edge information of the pre-printed image is recognized and the wall climbing print robot is moved to another printing area that contacts the outline. (If the image does not include the outline at all, the wall climbing print robot moves to the adjacent printing area.
  • the edges can be marked with a small size that is virtually invisible to a person who is more than a certain distance from the wall, or printed to locate the wall climbing print robot by recognizing a portion of the printed image. You can also allocate an area.
  • the printed area is readjusted so that the outline shape information calculated through the wall rendering data exactly matches the recognized outline shape information.
  • an error between the position of the theoretical print area and the actual position occurs, such as a method of preprinting the pattern all at once, and thus correction of the print area is necessary.
  • the location information is also compared and readjusted to be as close as possible to the position where the print area should actually exist.
  • the real-time correction printing method is a method of correcting while printing a print area directly, so that the collective correction of the entire area is not easy.
  • the pattern information may be an outline of the image of each print area, and if the image does not exist in place of the outline, the small size, thin thickness,
  • the pattern (outline) can be drawn with paint or invisible paint similar to the color of the wall.
  • FIG 5 is an exemplary view of a travel route of a wall climbing print robot according to an embodiment of the present invention.
  • the wall climbing print robot 100 moves (58) to predetermined regions (51, 52, 53, 54, 55, 57) by using the information on the wall surface 10 to perform area analysis or actual printing (56). Perform.
  • the path 58 may be set and transmitted by the management unit or may be generated by the wall climbing print robot 100 by using the information on the wall surface 10.
  • FIG. 6 is an exemplary view of an actual driving route of the wall climbing printing robot according to an embodiment of the present invention.
  • the wall climbing print robot 100 travels on the path as shown in FIG. 5, but does not travel on a path that is perfectly calculated due to the characteristics of the actual wall.
  • the wall climbing print robot 100 is actually moved to each of the predetermined areas 61, 62, and 63, the position is moved 62 due to the protrusion 14 such as a crack on the wall, or the obstacle 19. Due to this, the print area may not be uniform, so that the path may be changed (63, 64). Alternatively, the calculated travel path may be deviated 66 due to a malfunction of the driving unit or the like.
  • the wall climbing print robot 100 performs area analysis before the actual print job to correct such an environment.
  • FIG. 7 is an exemplary view of region analysis according to an embodiment of the present invention.
  • the wall climbing print robot 100 moves 15 by spraying the printing paints 12 and 13 of a predetermined pattern which can identify each area while moving 15 for each predetermined area.
  • the wall climbing print robot 100 may identify the correct position 16 of the predetermined area by identifying the printing paint 13 of the predetermined pattern during actual printing.
  • the printing paint marking position 13 of the wall climbing printing robot 100 is different from the position 16 of the predetermined area in the management unit.
  • FIG 8 is a first exemplary view of printing by area according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is an image 20 to be actually printed while the wall climbing print robot moves the first row in the travel path of FIG. 7.
  • the management unit grasps the actual position of the predetermined area of the wall climbing printing robot which performs the area analysis, and corrects the print image information which is divided and mapped corresponding to each of the predetermined areas previously transmitted to match the actual position. Resend to the wall climbing print robot.
  • the management unit receives the data on which the wall climbing print robot performs area analysis through a communication unit or identifies a wall climbing print robot that is in the area analysis operation through an external camera so as to determine the actual position information of the wall climbing print robot for each predetermined area. Can be identified.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram of printed image information corrected for each region according to an exemplary embodiment of the present disclosure, wherein FIG. 9A is printed image information 91 corresponding to the predetermined region before correction, and FIG. 9B is the wall climbing. Print image information 92 corresponding to the predetermined area after correcting to fit the actual position of the printing robot.
  • the printing operation is precisely performed without errors (23).
  • FIG. 11 is a first exemplary view of the posture control according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a second exemplary view of the posture control according to an embodiment of the present invention.
  • the wall climbing print robot 100 recognizes its current position 111 on the wall surface 10 through a built-in gyro sensor or a position recognition sensor 140 such as a GPS. If it is different from the position of the predetermined region 112, the posture may be controlled to move to the predetermined region 112 so that the position may be moved to the exact position of the predetermined region in real time.
  • the wall climbing printing robot 100 may use the pattern reading camera 140 or the sensor built in at the time of actual printing even if the position 122 is set at the time of area analysis.
  • the posture control to the correct position 122 is of course possible by recognizing the patterns 12 and 13 of the pre-printed printing paint through.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a wall climbing printing system according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the wall climbing printing system includes a wall climbing printing robot 100 moving and printing a wall and a management unit 200 managing the same.
  • the management unit 200 is a communication unit 250 for communicating with the wall climbing printing robot 100, the wall modeling unit 220 for modeling the shape of the wall and to generate the wall information through this, Corresponding print information to be printed on the wall surface corresponds to the wall surface information, and generating printed image information by dividing and mapping the print information to a predetermined area in which the wall climbing print robot 100 is located on the wall surface.
  • the area mapping unit 240 and the wall to transmit the print image information divided and mapped corresponding to each area to the wall climbing print robot 100 through the communication unit 250. Recognizing the position of the climbing print robot 100 to grasp the actual position of each of the predetermined area of the wall climbing printing robot 100, and compares the print image information and the actual position divided by the predetermined area for the printing After correcting the image information is provided with an area analysis recognition unit 230 for transmitting it to the wall climbing printing robot 100, the wall climbing printing robot 100 is a communication unit 150 for communicating with the management unit 200 At least one adhesive part 130 adhered to the wall for moving the wall, a driving part 110 for driving the adhesive part 130, a printing part 160 for printing a predetermined pattern and actual printing, and recognizing the predetermined pattern.
  • the sensor unit 140 controls the driving unit 110 to move the wall surface by the predetermined area using the wall surface information, and the printing unit 160 moves the predetermined surface while moving by the predetermined area.
  • the controller 110 may be configured to control the driving unit 110 to identify and move the predetermined pattern, which is recognized by the sensor unit 140, after the region analysis.
  • the control unit 120 controls the printing unit 160 to perform actual printing using the corrected print image information corresponding thereto.
  • the management unit 200 may further include an imaging unit 210 which grasps the current position in real time when analyzing the area of the wall climbing print robot 100, and the area analysis recognition unit 230 reflects the correction. Can be.
  • the area mapping unit 240 determines the current position of the wall climbing printing robot 100 and compares the preset position of the predetermined area to generate and store control information on the corrected position or to store the information. By transmitting, the wall climbing printing robot 100 may be controlled to move to an accurate position of a predetermined area.
  • the sensor unit 140 further includes a gyro sensor or a position recognition sensor such as a GPS to recognize the current position of the wall climbing print robot 100 by further using information obtained through the position recognition sensor, and
  • the controller 120 preferably controls the posture so as to move to and position the predetermined region when it is different from the preset position of the predetermined region.
  • the area mapping unit 240 further includes the path information to be moved by the wall climbing print robot 100 for each of the predetermined areas on the wall, and the control unit 120 uses the path information to transmit the predetermined information. It is also possible to control movement by region.
  • the management unit 200 is a communication unit 250 for communicating with the wall climbing printing robot 100, modeling the shape of the wall surface and generates wall information through it
  • the wall modeling unit 220 corresponds to the wall information and prints information to be printed on the wall, and generates print image information by dividing and mapping the print information to a predetermined area where the wall climbing robot is located on the wall.
  • the area mapping unit 240 for transmitting the divided image corresponding to the predetermined area and mapped to the wall climbing printing robot through the communication unit, and recognizing the position of the wall climbing printing robot 100. The actual position of each of the predetermined regions of the climbing print robot 100 is determined, and the printed image information and the partial mapping of each of the predetermined regions are mapped.
  • the wall climbing printing robot 100 is the management unit 200 Communication unit 150 for communicating with the at least one adhesive unit 130 that is adhered to the wall surface for movement of the wall, the driving unit 110 for driving the adhesive unit 130, the printing unit 160 for printing and actually printing a predetermined pattern ), A sensor unit 140 that recognizes a current actual position and the predetermined pattern, and controls the printing unit 160 to print the predetermined pattern in a predetermined area, and through the sensor unit 140,
  • the actual position of the predetermined area may be obtained by using the print image information obtained by determining the actual position and comparing the printed image information dividedly mapped to the predetermined area with the actual position to correct the printed image information.
  • a control unit 120 for controlling the printing unit 160 to perform the control unit 120 and repeatedly performing the entire area while controlling the driving unit 110 to move the wall surface by the predetermined region using the wall surface information. do.
  • the wall climbing printing method includes a wall climbing printing robot for moving and printing a wall and a wall climbing printing system including a management unit for managing the same
  • the management unit models the shape of the wall surface and generates wall surface information through the management (S1410), and the management unit corresponds to the wall surface information and print information to be printed on the wall surface, and the wall climbing on the wall surface.
  • step (S1430) the wall climbing print robot using the wall information on the wall surface Moving to each of the predetermined areas, printing a predetermined pattern for each of the predetermined areas and performing area analysis (S1440), wherein the management unit grasps the actual location of each of the predetermined areas of the wall climbing print robot in the area analysis step; Comparing the print image information divided by the predetermined area with the actual position, correcting the print image information, and transmitting the corrected print image information to the wall climbing print robot (S1450); Recognizing and moving for each of the predetermined area and performing the actual printing by using the corrected print image information (S1460).
  • the wall climbing printing method may further include a step of the management unit grasping a current position of the wall climbing printing robot in real time using an external camera and correcting the reflection by reflecting the current position.
  • the actual printing step (S1460) generates and stores the control information for the corrected position generated by the management unit determines the current position of the wall climbing print robot and compare the position of the predetermined area with the preset position or The method may further include controlling the wall climbing printing robot to move to the correct position of a predetermined area by transmitting corresponding information.
  • the area analysis step (S1440) or the actual printing step (S1460) is to recognize the current position of the self via a position recognition sensor, such as a gyro sensor or GPS built-in wall climbing print robot, If it is different from the position of the predetermined region, it is preferable to further include the step of controlling the posture to move to the predetermined region.
  • a position recognition sensor such as a gyro sensor or GPS built-in wall climbing print robot
  • the management unit further includes the path information to be moved by the wall climbing print robot for each predetermined area on the wall, and the area analyzing step and the actual printing step are performed by the wall climbing printing.
  • the robot may be moved by the predetermined area by using the path information.
  • the manager models the shape of the wall surface and generates wall information through the manager (S1410).
  • the print information to be printed on the wall surface by the manager is printed on the wall surface.
  • generating the print image information by dividing and mapping the image by the predetermined area in which the wall climbing print robot is located at the wall surface (S1420), and the management unit corresponding to the wall information and the predetermined area to perform partition mapping. Transmitting the print image information to the wall climbing print robot, printing a predetermined pattern on a predetermined area by the wall climbing print robot, and performing area analysis (S1440), using a sensor in which the wall climbing print robot is embedded. Determine an actual position of the predetermined area, and determine the print image partition-mapped to the predetermined area.

Abstract

본 발명은 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벽 등반 인쇄 로봇이 실제 인쇄 작업 전에 인쇄할 소정 영역별로 주행하며 소정 패턴을 인쇄하는 영역 분석 작업을 선 수행하고, 실제 인쇄시 내장된 패턴 리딩 카메라를 통해 상기 소정 패턴을 식별하도록 함으로써 상기 소정 패턴을 통해 상기 소정 영역별로 정확히 위치한 후 영역별로 대응되는 인쇄를 수행하도록 하여 정밀한 인쇄가 가능하다.

Description

벽 등반 인쇄 방법 및 시스템
본 발명은 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 벽면을 이동하면서 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 인쇄 대상인 벽면의 정보와 인쇄할 이미지 정보를 매핑하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 관리부를 통해 정밀한 벽면 인쇄를 가능하도록 한 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템에 관한 것이다.
건물의 외벽을 도장하기 위한 방법으로서 종래에는 지붕 층에서 로프를 내려 작업자가 한 손으로 줄을 잡고 다른 한 손으로 스프레이 건을 잡아 벽면에 도료를 분무하는 것이 일반적이었다.
그러나, 고공 작업의 경우 인력을 이용하여 도장 작업을 하는 것은 매우 안전성이 결여된 공법이다.
또한, 사람의 수작업을 이용하는 것은 실내의 벽면을 도장할 때도 크게 다르지 않다.
더불어, 실내 벽면이나 건물 외벽에 특별한 문양이나 도안을 도장하여야 할 상황이라면, 그 작업의 난이도로 인해 숙련된 기능공이라 할지라도 작업 시간이 많이 소요되어 인건비의 부담이 증가하는 것이 사실이다.
도 1은 상기와 같이 비능률적인 수작업의 문제점을 개선하여 가능한 한 자동화하기 위한 종래의 벽면 도장 장치의 예시도이다.
상기 벽면 도장 장치는 벽면 폭을 커버하고 사람이 올라서서 다닐 수 있는 폭의 래더(1: Ladder)를 만든 다음, 로프(2)를 지탱할 2 개 이상의 마스트(4)를 지붕 층에 설치하고 마스트 고리에 로프(2)를 묶고 벽면을 따라 내린 후 상기 로프(2)를 감아올리는 소위 와인더(3: Winder)가 부착된 상기 래더(1)를 줄에 달아매어 전동식 와인더(3,7)에 의해 래더(1)를 올리거나 내릴 수 있도록 하고, 도안된 벽면을 도장하기 위해 자동화된 하나 이상의 스프레이 건(5,6)을 장착하여 하부(8)에서 이를 제어하도록 전기 회로(9)를 구성한다.
그러나, 이는 래더(1)를 설치할 수 있는 건물의 외벽을 도장하는데 한정되어 있어 실내 작업에 적용하기 곤란하며, 그 구성 역시 복잡성으로 인해 비용이 증가되며 설치가 매우 번거롭다.
더불어, 자동화된 공법이 쓰이기는 하나 여전히 인력이 필요한 부분이 있어 안전성에 대한 문제점을 극복할 수 없다.
또한, 벽면에 특정한 문양을 도장하는 경우 설치 과정에서 계산상의 오차나 상기 래더(1)의 상하 이동시의 흔들림에 따른 오차 또는 스프레이 건(5,6)들의 부정확한 초기 위치에 따른 오차 등 다양한 부분에서 문양이 정밀하게 도장될 가능성이 매우 적다.
따라서, 인력을 배제하여 안전성을 최대한 확보하면서도 복잡하거나 정밀한 인쇄의 작업을 오차 없이 수행할 수 있는 벽면 인쇄 방법이 요구되는 실정이다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예들의 목적은 벽면을 이동하는 벽 등반 인쇄 로봇을 이용하여 벽면을 인쇄함으로써 정밀한 인쇄가 가능하도록 한 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예들의 다른 목적은 벽 등반 인쇄 로봇이 실제 인쇄 작업 전에 인쇄할 소정 영역별로 주행하며 소정 패턴을 인쇄하는 영역 분석 작업을 선 수행하고, 실제 인쇄시 내장된 패턴 리딩 카메라를 통해 상기 소정 패턴을 식별하도록 함으로써 상기 소정 패턴을 통해 상기 소정 영역별로 정확히 위치한 후 영역별로 대응되는 인쇄를 수행하도록 한 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예들의 또 다른 목적은 벽 등반 인쇄 로봇을 관리하는 관리부가 벽면에서 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 인쇄 이미지 정보를 기 생성한 후 이를 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 위치에 따라 보정 후 전송함으로써 인쇄할 벽면의 거친 노면 상태, 기울기 변화 등에 의해 발생하는 인쇄시의 오차를 보정하도록 한 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예들의 또 다른 목적은 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 전송함으로써 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어하는 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예들의 또 다른 목적은 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 벽면에서의 자신의 현재 위치 또는 방향을 인식하고, 이를 기 설정된 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하도록 함으로써 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 스스로 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어하는 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법은 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템의 벽 등반 인쇄 방법으로서, a) 상기 관리부가 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 단계; b) 상기 관리부가 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하는 단계; c) 상기 관리부가 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계; d) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하되, 상기 소정 영역별로 소정 패턴을 인쇄하며 영역 분석을 수행하는 단계; e) 상기 관리부가 상기 d) 단계에서의 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하여 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계; 및 f) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 소정 패턴을 인식하여 상기 소정 영역별로 이동하며 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하는 단계;를 포함한다.
상기 벽 등반 인쇄 방법은 상기 관리부가 외부 카메라를 이용하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 실시간으로 파악하고, 상기 e) 단계에서 이를 반영하여 보정하도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 f) 단계는 상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 생성한 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 d) 단계 또는 상기 f)단계는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 자신의 현재 위치를 인식하고, 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 c) 단계는 상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고, 상기 d) 단계 및 상기 f)단계는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별로 이동하도록 할 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 시스템은 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템으로서, 상기 관리부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇과 통신하는 통신부, 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 벽면 모델링부, 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하여, 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 매핑부, 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 위치를 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 후 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 분석 인식부를 구비하고, 상기 벽 등반 인쇄 로봇은 상기 관리부와 통신하는 통신부, 벽면 이동을 위해 벽면에 접착되는 하나 이상의 접착부, 상기 접착부를 구동시키는 구동부, 소정 패턴의 인쇄 및 실제 인쇄를 수행하는 인쇄부, 상기 소정 패턴을 인식하는 센서부, 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 소정 영역별로 이동하면서 상기 인쇄부가 상기 소정 패턴으로 인쇄하도록 제어하여 영역 분석을 수행하며, 상기 영역 분석 이후 상기 센서부를 통해 인식된 상기 소정 패턴을 상기 소정 영역을 식별하여 이동하도록 상기 구동부를 제어하여 기 설정된 소정 영역에서 이와 대응되는 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하도록 상기 인쇄부를 제어하는 제어부를 구비한다.
상기 관리부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 영역 분석시 현재 위치를 실시간으로 파악하는 촬상부를 더 구비하고, 상기 영역 분석 인식부는 이를 반영하여 보정하도록 할 수 있다.
또한, 상기 영역 매핑부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기 센서부는 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 더 구비하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 상기 위치 인식 센서를 통해 얻은 정보를 더 활용하여 인식하고, 상기 제어부는 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하도록 자세를 제어하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 영역 매핑부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고, 상기 제어부가 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별 이동을 제어하도록 할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템은 벽 등반 인쇄 로봇이 실제 인쇄 작업 전에 인쇄할 소정 영역별로 주행하며 소정 패턴을 인쇄하는 영역 분석 작업을 선 수행하고, 실제 인쇄시 내장된 패턴 리딩 카메라를 통해 상기 소정 패턴을 식별하도록 함으로써 상기 소정 패턴을 통해 상기 소정 영역별로 정확히 위치한 후 영역별로 대응되는 인쇄를 수행하도록 하여 정밀한 인쇄가 가능한 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템은 벽 등반 인쇄 로봇을 관리하는 관리부가 벽면에서 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 인쇄 이미지 정보를 기 생성한 후 이를 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 위치에 따라 보정 후 전송함으로써 인쇄할 벽면의 거친 노면 상태, 미세한 기울기 등에 의해 발생하는 인쇄시의 오차를 보정하도록 하여 벽면 표면이 불균일하거나 장애물 등으로 인해 인쇄 영역이 불균일하여 주행시 오차가 발생하는 경우에도 매우 정밀한 인쇄가 가능한 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템은 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 전송함으로써 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어하여 구동부 등의 오작동으로 인해 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 주행에 따라 발생하는 인쇄의 오차를 사전에 차단하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템은 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 벽면에서의 자신의 현재 위치 또는 방향을 인식하고, 이를 기 설정된 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하도록 함으로써 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 스스로 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어하여 관리부와의 통신 두절과 같은 예외 상황이 발생하더라도 자체적으로 오류 없는 인쇄가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 벽면 인쇄 장치의 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 시스템의 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착부 일부 구성의 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 주행 경로의 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 주행 경로의 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 분석의 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역별 인쇄의 제1 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역별로 보정된 인쇄 이미지 정보의 예시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역별 인쇄의 제2 예시도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 제어의 제1 예시도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 제어의 제2 예시도.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 시스템의 전체 구성도.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법의 순서도.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시 예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
최근 수직의 벽면을 이동할 수 있는 벽면 이동 로봇이 다양하게 개발되어 점차 그 기술이 발전하고 있는 추세이다.
이러한 벽면 이동 로봇은 정전기 또는 흡착력 등을 이용하여 다양한 형태로 수직인 벽면을 자유롭게 이동한다.
상기 벽면 이동 로봇은 다양한 산업 분야에 접목되어 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 벽면 이동 로봇의 구조를 이용한 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하여 벽 등반 인쇄 시스템을 구성하고, 이를 건물 외벽이나 실내의 벽면 도장 작업에 이용하는 방법을 제시하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 시스템의 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 예시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 벽 등반 인쇄 시스템은 벽면(10)을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇(100) 및 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)을 관리하는 관리부(200)를 포함하여 구성된다.
도 3을 참조하면, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 벽면의 이동을 위한 접착부(130)를 포함한다.
상기 접착부(130)는 앞뒤 운동 또는 회전 구동이 가능한 무한궤도 구조가 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 흡착 방식의 다수 접착 구성(131)을 포함한 접착부(130)를 도시하였으나, 상기 접착부(130)는 정전기, 기계식 부착, 자기, 흡착(진공), 또는 반데르발스 힘을 이용한 구성과 같은 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 생체 모방형 로봇으로 구성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접착부(130)의 일부 구성의 예시도로서, 진공 패드(132) 또는 전자석(133)을 이용하여 다양한 벽면을 이동할 수 있도록 구성하였다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 접착부(130)의 구동을 위한 구동부(110), 상기 관리부(200)와의 통신을 위한 통신부(150), 소정 영역에서 상,하,좌,우 이동하며 인쇄하는 인쇄부(160), 자세 제어 및 인쇄 제어를 위한 제어부(120)를 포함한다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 소정 영역의 표식을 기준점으로 감지하여 목표한 위치로 정확히 이동하도록 하기 위해 소정 패턴의 인식을 위한 패턴 리딩 카메라를 포함한 센서부(140)를 구비한다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 센서부(140)는 중력, 가속도, 높이, 기울기 등을 이용하여 실시간 위치 파악 및 자세 제어를 수행하기 위해 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 벽면이 매끄럽지 않고 굴곡이 있거나 약간의 곡률이 있는 경우, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 이동 시의 오차로 인해 목적 영역을 이탈할 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 비가시적이거나 혹은 낮은 가시성을 갖는 인쇄 도료를 상기 벽면의 소정 영역별로 인쇄하는 영역 분석을 일차적으로 수행하고, 이후 상기 소정 영역별로 다시 이동하면서 상기 인쇄 도료를 인식하여 소정 영역을 식별한 후 실제 인쇄를 수행한다.
이때, 상기 벽 등반 로봇(100)은 상기 센서부(140)에 내장된 상기 패턴 리딩 카메라를 통해 상기 인쇄 도료의 소정 패턴을 용이하게 식별할 수 있다.
다시 도 2를 참조하여 벽 등반 인쇄 방법을 설명하기로 한다.
상기 관리부(200)는 벽면(10)의 형상을 모델링하고, 이를 통해 상기 벽면(10)의 정보를 생성한다.
이러한 모델링 작업은 벽면 계측 장비, 즉 레이저 계측 장비나 또는 카메라와 소프트웨어 등을 사용하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 모델링 작업은 일반적인 벽면인 경우 2D로 충분하며, 곡면이나 복잡한 형상의 장애물이 있는 벽면의 경우에는 3D 모델링 정보가 요구될 수도 있다.
본 실시 예에서는 카메라(210)를 통해 촬영된 벽면(10)의 이미지를 이용하여 벽면(10)의 형상을 모델링하는 방식을 도시하였으나, 다양한 방식으로 모델링 할 수 있음은 자명하다. 이때, 상기 모델링은 상기 벽면(10)에 대해 다양한 각도에서 촬영한 이미지를 통합하여 형상으로 모델링하는 소프트웨어를 이용해 용이하게 해결할 수 있다.
상기 모델링 작업의 바람직한 실시 예로서, 벽면을 다른 각도에서 찍은 두 개 이상의 사진을 소프트웨어적으로 분석하는 사진 계측 또는 3D 레이저 계측 장비를 이용하여 작업할 수 있다. 만일 상기 벽면을 포함한 구조물의 설계도가 있다면 그것을 이용하여도 무방하다.
이후, 상기 관리부(200)는 상기 벽면(10)의 정보에 상기 벽면(10)에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시켜, 이를 상기 벽면(10)에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 위치하는 소정 영역별(11)로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성한다.
즉, 상기 관리부(200)는 상기 벽면(10)의 정보(상기 모델링 작업의 모델링 데이터)를 이용하여, 목표한 인쇄 영역에 출력할 이미지를 매핑한다. 이러한 매핑 작업시, 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 제원(장치의 크기, 한번에 인쇄 가능한 크기 등), 벽면의 곡률, 장애물의 위치를 고려하여 분할 인쇄 계획을 수립하여 전송할 수도 있다.
상기의 분할 인쇄 계획은 이미지의 분할뿐 아니라 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 이동경로를 포함하며 기하학적 특성상 반드시 고정되어야 하는 전체 인쇄영역 구간 외곽과 장애물 외곽을 기준점으로 고려하여 수립될 수 있다.
이러한 분할 인쇄 계획을 통해, 인쇄시 프레임과 크기에 관계없이 사진이나 명화와 같은 고해상도의 결과물을 얻을 수 있다.
상기 관리부(200)는 상기 벽면(10)의 정보 및 이에 상기 소정 영역별(11)로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송한다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 이를 제어부에 로딩하여 각 소정 영역에 대한 인쇄할 이미지 내용을 파악할 수 있다.
이때, 만일 상기 벽면(10)에 장애물이 존재하는 경우, 이를 극복하기 위해 상기 관리부(200)가 장애물을 고려한 인쇄 영역을 할당하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 상기 벽면(10)에서 상기 소정 영역(11)별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고, 이후 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별로 이동하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 벽면(10)의 정보를 이용하여 상기 벽면(10)을 상기 소정 영역(11)별로 이동하되, 상기 소정 영역별로 인쇄 도료를 소정 패턴으로 인쇄하며 영역 분석을 수행한다.
만일 인쇄할 벽면이 매우 이상적인 수직의 형태이며 표면도 매우 균일한 상태라면 이러한 영역 분석을 수행할 필요가 없으나, 일반적인 건물의 외벽이나 실내의 벽면의 경우 지면과 정확한 수직 상태가 아니라 기울어짐, 틀어짐이 빈번하게 발생하며, 그 표면 또한 노후화로 인해 균일하지 않거나 특정한 장애물이 존재하여 로봇의 주행시 미세한 오차로 인해 실제 정밀한 인쇄를 곤란하게 한다.
즉, 상기의 매핑된 인쇄 이미지 정보만으로 실제 인쇄를 수행할 경우, 상기 인쇄 이미지 정보의 오차와 해상도의 부족함으로 인해 많은 문제를 야기한다. 더욱 상세히 설명하면, 렌더링 데이터에 고려되지 못한 표면의 거칠기와 요철, 미세한 각도차이, 그리고 정확하지 않은 장애물의 위치 등으로 인해 분할된 각 인쇄 영역 간의 경계선 겹칩이나 이격이 발생하고 각 인쇄영역이 계산된 위치를 벗어나는 오류가 발생한다.
따라서, 본 발명에서는 영역 분석을 선 수행하여 실제 인쇄 전에 이러한 문제점을 파악할 수 있도록 한다.
상기의 영역 분석은 수립된 인쇄 계획대로 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 이동하여, 분할된 각 소정 영역별 외곽선을 출력하고, 이 패턴들의 계산된 위치와 실제 위치를 비교 후 이를 다시 매핑함으로써 이루어진다.
이러한 과정을 마친 후, 기 인쇄된 외곽선을 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 이동하면서 재 매핑된 데이터에 따라 본 인쇄를 하면, 실제 벽면의 조건에 맞도록 각 영역의 이미지가 정렬되고 외곽선이 정확히 일치하는 분할인쇄가 완성된다. 이러한 보정 방식을 사전 외곽선 인쇄 보정 방식이라고 명명할 수도 있다.
상기 영역 분석에서는 약속된 소정 위치별로 소정 패턴의 이미지를 인쇄 도료로 인쇄하여, 다음의 인쇄 영역으로 이동할 때 자신의 현재 위치 정보를 인식할 수 있다.
상기 인쇄 도료는 비가시적이거나 가시성이 낮은 표시를 마킹하는 것이 바람직하며 또는 가시 광선으로 탐지할 수 없는 특수 잉크를 사용하여 이를 감지하는 감지기를 내장하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 식별하도록 할 수도 있다.
이러한 특수 잉크의 일 예로서, 시간이 지나면 지워지는 잉크, 열을 가하면 지워지는 잉크 등을 들 수 있다.
또는, 몇 단계에 걸쳐 인쇄 작업을 수행하여야 하는 경우 상기 영역 분석시에 정밀한 인쇄가 필요없는 초벌 인쇄를 동시에 수행하여 작업 시간을 단축할 수도 있다.
이러한 초벌 인쇄는, 낮은 명암의 벽면에 인쇄시에 차폐력이 강한 밝은 명암의 도료를 선 도포하여, 본 인쇄시 발색력을 높일 수 있다. 이때는 높은 해상도가 필요하지 않으므로, 이러한 초벌 인쇄의 인쇄 도료는 입자가 거친 페인트를 사용해도 무방하다. 이를 위해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 사전차폐 인쇄용 모듈을 더 구비할 수도 있다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 오염된 벽면을 청소하면서 인쇄 작업을 수행하도록 청소 모듈을 더 구비할 수도 있다.
상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 상기 소정 영역(11)별 실제 위치를 판단하고, 상기 소정 영역(11)별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하여 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송한다.
즉, 상기 관리부(200)는 실제의 측정 위치와 상기 벽면 모델링한 벽면 정보에서의 위치를 비교하여 실제 인쇄할 영역에 해당하는 이미지 정보를 보정하여 재매핑하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송한다.
이때, 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 영역 분석을 수행한 데이터를 통신부를 통해 전송받거나 혹은 영역 분석 작업 중인 벽 등반 인쇄 로봇(100)을 외부 카메라(210)를 통해 식별하여 상기 소정 영역별로 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 실제 위치 정보를 파악할 수 있다.
상기 보정된 이미지 정보를 전송받은 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 소정 패턴으로 인쇄된 상기 인쇄 도료를 인식하여 상기 소정 영역(11)별로 이동하며 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행한다.
상기 소정 패턴은 상기 소정 영역별 위치 정보를 포함한 패턴이므로, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 소정 패턴을 센서부에 내장된 패턴 리딩 카메라로 식별하여 해당 소정 영역을 인식 가능하다.
이러한 소정 패턴의 일 예로서, 바코드와 같은 형태로 인쇄할 수 있으며, 이러한 소정 패턴은 벽면의 특성에 따라 상기 소정 영역 안에 하나 이상을 인쇄할 수도 있다.
또한, 상기 센서부의 패턴 리딩 카메라는 상기 인쇄부의 인쇄 헤드에 부착하여, 인쇄 헤드의 위치 정보와 연동되어 인쇄부의 위치에 대한 자신의 상대 위치를 인식할 수 있도록 구성할 수도 있다.
이를 통해, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 자신의 위치 및 방향 정보와 인쇄 헤드의 위치 정보를 조합하여 상기 패턴 리딩 카메라가 인식한 상기 소정 패턴의 위치를 정확히 산출할 수 있다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇은 상기 패턴 리딩 카메라 대신 상기 인쇄 헤드에 이미지 촬상 센서 또는 라인 스캐닝 장치를 부착하여, 기 인쇄된 외곽선의 정보를 포함한 상기 소정 패턴을 인지하도록 구성할 수도 있다.
이후, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 패턴 리딩 카메라가 인식한 상기 소정 패턴을 관리부(200)로 전송하고, 상기 관리부(200)은 패턴 분석 후 대응하여 기 저장된 상기 패턴의 고유 번호 또는 위치 정보를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 정확한 위치를 제어할 수 있다.
이처럼, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 실제 인쇄 작업 전에 인쇄할 소정 영역별로 주행하며 소정 패턴을 인쇄하는 영역 분석 작업을 선 수행하고, 실제 인쇄시 내장된 패턴 리딩 카메라를 통해 상기 소정 패턴을 식별하여, 상기 소정 패턴을 통해 상기 소정 영역별로 정확히 위치한 후 영역별로 대응되는 인쇄를 수행하므로 정밀한 인쇄를 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)을 관리하는 관리부(200)는 벽면에서 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 위치하는 소정 영역별로 인쇄 이미지 정보를 기 생성한 후 이를 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 실제 위치에 따라 보정 후 전송함으로써 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 주행에 의해 발생하는 인쇄시의 오차를 보정하게 되어 벽면 표면이 불균일하거나 장애물 등으로 인해 인쇄 영역이 불균일하여 주행시 오차가 발생하는 경우에도 매우 정밀한 인쇄를 수행할 수 있다.
한편, 인쇄시 요철 모양의 장애물 등을 정밀하게 인쇄하거나 도색하기 위해서 상기 인쇄부를 3축 구조로 구성하여 인쇄 분사의 높이를 조절하도록 구성할 수도 있다.
즉, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 장애물을 통과할 필요 없이 인쇄부의 높이를 조절하여 요철 모양의 장애물을 정밀하게 인쇄할 수 있다.
이를 위해, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 도 3에 도시한 바와 같은 접착부 사이에 인쇄부가 위치하는 구성이 아니라, 일측에 접착부가 존재하고 타측에 그 높이를 조절할 수 있는 인쇄부를 독립 구성하여 통과하기 곤란한 장애물도 용이하게 인쇄하도록 하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시 예로서, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)을 프린터 헤드를 포함하는 상기 인쇄부가 요철의 형태에 따라 높이 및 기울기를 조절할 수 있으며 프린터 헤드 또한 자신과 인쇄 면의 간격을 일정하게 유지하기 위해 길이의 조절을 가능하도록 구성하여, 벽면으로부터 돌출되거나 움푹 패인 요철에 용이하게 인쇄하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 강한 바람이나 뜻하지 않은 이상 동작으로 추락하는 것을 방지하기 위해 추락 방지용 케이블을 추가 구성할 수도 있다.
상기 케이블은 안전 케이블의 역할을 하며, 동시에 이를 통해 전원 공급을 하도록 구성할 수도 있다. 더불어, 상기 케이블을 이용하여 벽면의 요철 장애물을 넘거나, 장애물의 높이가 길 경우 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 상하에 경사 구조물을 추가 배치하여 장애물을 타고 넘도록 구성할 수도 있다.
혹은, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 센서부에 풍속 감지 센서를 장착하여, 일정 풍속 이상이 감지되면 이동을 중지하도록 구성할 수도 있다.
더불어, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 실제 인쇄시에, 상기 관리부(200)는 상기 카메라(210)를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 현재 위치를 판단하고 이와 영역 분석시 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 생성한 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 기 설정된 소정 영역(11)의 정확한 위치로 이동하도록 제어하도록 할 수도 있다.
이처럼, 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어하므로, 구동부 등의 오작동으로 인해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 실제 주행에 따라 발생하는 인쇄의 오차를 사전에 차단할 수 있다.
아울러, 영역 분석 또는 실제 인쇄시에 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 자신의 현재 위치를 인식하고, 이를 기 설정된 상기 소정 영역(11)의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역(11)으로 이동하여 위치할 수도 있다.
바람직한 실시 예로서, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 정밀 GPS, 자이로센서, 레이저 거리 계측기 등을 이용하여 자신의 위치를 인지하도록 구성하거나 상기 관리부(200)의 외부 카메라를 이용하여 위치를 인지하도록 구성할 수 있다.
상기 자이로 센서는 기울기 정보도 제공하며, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 수단 중 하나 이상을 복합 구성하여 정확한 위치를 식별하고 이동하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 첫 인쇄하는 소정 영역에 위치를 잡을 때는 패턴 리딩 카메라, GPS, 자이로센서 등을 이용할 수 있으며, 상기 첫 소정 영역의 가장자리가 물리적으로 벽 내부 또는 외부 영역을 구분할 수 있는 직사각형 벽면의 한쪽 가장자리 부분과 같은 곳이라면, 로봇에 내장된 이미지 센서를 이용하여도 이동이 가능하다.
이때, 상기 첫 소정 영역을 인쇄한 후에는 이동을 위해 로봇에 장착되어 있는 이미지 센서를 이용하여 근접 인쇄 영역의 외곽선 정보를 분석하여 상대적으로 위치를 제어할 수도 있다.
이를 위해, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 영역 분석시 상기 소정 패턴으로서 상기 소정 영역의 외곽선을 인쇄하거나 또는 상기 외곽선을 기반으로 한 균일한 패턴을 인쇄할 수 있다.
또한, 상기 벽면이 곡면인 경우, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 각 인쇄 영역에 위치하였을 때 감지(자이로 센서 등을 이용)하였던 각도들과, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 패턴(외곽선) 관찰 각도가 달라짐에 따른 왜곡된 패턴(외곽선) 형태를 분석(외곽선이 이루는 각 부분이 기준점이 될 수 있음)하여, 기 존재하는 패턴(외곽선)과 출력할 이미지의 패턴(외곽선)이 일치하도록 현재 위치한 인쇄 영역에 도포할 이미지의 영역을 재설정하고, 출력할 이미지를 영역의 형태에 맞도록 재매핑하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과정은 미리 계산하지 못한 벽면의 미세한 기울기 차이를 보정하는 용도로도 사용할 수 있으므로, 벽면이 평면인 경우에도 유용한 것은 자명하다.
또는, 상대적 위치 제어를 통해 인접 인쇄 영역들의 외곽선이 일치하도록 출력할 수 있다. 그러나 이러한 경우 거친 노면과 예상치 못한 기울기 및 길이 오차로 인해 어떠한 이미지가 반드시 소정의 영역에 출력되어야 한다는 절대적인 조건을 충족시키지 못할 우려가 있다.
이러한 절대적인 조건은 전체 인쇄 영역의 경계선, 장애물의 위치 등으로 인해 일어난다. 벽면의 장애물 정보를 사전에 입수하여 매핑된 일부 이미지는 반드시 해당하는 장애물 위에 출력되어야 하는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 이러한 절대적인 조건을 충족시키기 위해서는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 절대적인 위치정보를 감지할 수 있는 센서가 필요하다. 이러한 센서는 정밀GPS, 외부카메라, 혹은 벽 등반 인쇄 로봇(100) 내부에 장착된 레이저 거리 측정기 등이 있을 수 있다.
바람직한 실시 예로서, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 소정 패턴을 통한 상대적 위치 감지로 인접한 인쇄 영역들과의 외곽선이 겹치지 않게 제어하며, 각 인쇄 영역의 절대적 위치정보를 수집한다. 그리고 사전에 벽면의 모델링 정보를 이용한 이론적 인쇄영역 위치정보와 상대적 위치 감지를 통해 이동한 로봇의 절대적 위치정보를 비교하여 상기의 절대적 조건을 충족시키기 위해 인쇄영역을 재조정(보정)하는 과정을 거친다.
이러한, 재조정(보정) 과정은 상기 관리부에서 수행하는 것이 바람직하나, 경우에 따라 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)에 인쇄 이미지 정보를 내장하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 자체적으로 수행하도록 할 수도 있다.
또한, 이러한 상기의 인쇄영역 재조정 과정은 영역 분석 즉, 상기 소정 패턴의 인쇄를 전체 인쇄 영역에 대해 모두 수행한 후 재조정하거나 혹은 상기 영역 분석과 실제 인쇄를 동시에 병행하면서 할 수도 있다.
예를 들어, 더욱 정밀한 인쇄 품질을 얻기 위해서는 사전에 모든 인쇄 영역에 대해 영역 분석을 한 후 전체 영역에 대해 재조정을 하는 편이 바람직하며, 빠른 인쇄를 위해서는 각 소정 영역별로 영역 분석 작업, 재조정 작업, 실제 인쇄 작업을 각각 반복적으로 수행하는 편이 바람직하다.
즉, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 각 소정 영역에 위치한 후, 해당 소정 영역에 대해 패턴 인쇄와 본 이미지 출력을 병행하면서 측정된 절대위치와 비교해가며 재매핑을 하는 작업을 상기 소정 영역별로 이동하면서 반복적으로 수행할 수 있다.
이러한 방식을 실시간 보정 인쇄 방법이라 명명할 수 있으며, 이러한 실시간 보정 인쇄 방법의 바람직한 실시 예로서, 기준이 되는 전체 인쇄 영역의 외곽선과 장애물의 외곽선에 접하는 분할 인쇄영역 중 하나를 먼저 인쇄할 수 있다.
이후, 기 인쇄된 이미지의 외곽선 정보를 인지하여 상기 외곽선과 접하는 또 다른 인쇄영역으로 벽 등반 인쇄 로봇을 이동시킨다.(만일 이미지가 외곽선을 전혀 포함하지 않는다면, 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 인접 인쇄영역으로 이동하기 위한 표식을 남기기 위해, 벽면으로부터 일정거리 이상 떨어진 사람이 실질적으로 볼 수 없는 작은 크기로 가장자리를 표시할 수 있다. 또는 출력된 이미지의 일부분을 인지하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇을 위치시키도록 인쇄영역을 할당할 수도 있다.)
이로서 인지된 외곽선 형상정보에 벽면 렌더링 데이터를 통해 기 계산된 외곽선 형상정보가 정확히 일치하도록 인쇄영역을 재조정한다. 또한, 상기의 과정을 반복하면 패턴 사전인쇄를 한 번에 모두 하는 방법과 같이, 이론적 인쇄영역의 위치와 실제 위치 간의 오차가 발생하므로 인쇄영역의 보정이 필요하다.
그러므로 위치정보도 비교하여 인쇄영역이 실제로 존재하여야 할 위치에 최대한 가깝도록 재조정한다. 상기 실시간 보정 인쇄방법은 사전 패턴인쇄 보정방식과 달리, 인쇄영역을 바로 인쇄하면서 보정하는 방식이므로 전체 영역에 대한 일괄 보정이 용이하지 않다.
따라서, 상기와 같이 근사적으로 보정하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 각 인쇄영역의 외곽선이 일치하도록 할 뿐, 외곽선의 실제 정보를 감안한 정밀한 이미지 보정 또한 용이하지 않지만, 작업시간을 단축하는 장점이 있으므로 매우 정밀한 이미지 출력이 필요한 경우를 제외하고는 실시간 보정 인쇄방법의 사용을 기본 방법으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 각각의 작업을 병행하여 인쇄하는 경우, 상기 패턴 정보는 각 인쇄 영역의 이미지의 외곽선이 될 수 있으며, 외곽선의 자리에 이미지가 존재하지 않는 경우 실질적으로 가시되지 않는 작은 크기, 얇은 두께, 벽면의 색상과 비슷한 도료 혹은 비가시성 도료 등으로 패턴(외곽선)을 그릴 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 주행 경로의 예시도이다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 벽면(10)의 정보를 이용하여 소정 영역별(51,52,53,54,55,57)로 이동(58)하면서 영역 분석 또는 실제 인쇄(56)를 수행한다. 이때, 상기 경로(58)는 관리부에서 설정하여 전송하거나 혹은 상기 벽면(10)의 정보를 이용하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 자체적으로 생성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 주행 경로의 예시도이다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 도 5와 같은 경로로 주행하나, 실제 벽면의 특성상 완벽하게 계산된 경로를 주행하지 못한다.
즉, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 상기 소정 영역별(61,62,63)로 실제 이동시에는 벽면의 크랙과 같은 돌출부(14)로 인해 위치가 이동(62)되거나, 장애물 (19)로 인해 인쇄 영역이 균일하지 않아 경로를 변경(63,64)하여야 경우도 생기며, 또는 구동부 등의 오작동으로 인해 계산된 주행 경로를 이탈(66)할 수도 있다.
따라서, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 이와 같은 환경을 보정하기 위해, 실제 인쇄 작업 이전에 영역 분석을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역 분석의 예시도이다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 소정 영역별로 이동(15)하면서 각각의 영역을 식별할 수 있는 소정 패턴의 인쇄 도료(12,13)를 분사하며 이동(15)한다.
상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 실제 인쇄시, 상기 소정 패턴의 인쇄 도료(13)를 식별하여 기 설정되었던 소정 영역의 정확한 위치(16)를 인식할 수 있다.
이때, 벽면이 불균일한 경우(14) 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 인쇄 도료 마킹 위치(13)는 관리부에서 기 설정된 영역의 위치와 상이(16)하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역별 인쇄의 제1 예시도이다.
상기 도 8a는 상기 도 7의 주행 경로에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 첫 열을 이동하면서 실제 인쇄할 이미지(20)이다.
그러나, 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 도 7과 같은 경로를 주행하며 상기 관리부에서 매핑한 이미지 정보를 인쇄하는 경우, 도 8b와 같이 정상적인 주행 경로의 인쇄 이미지와 크랙 등으로 인해 벽면이 불균일하여 영역의 위치가 실제 달라진 경우에 인쇄의 오차가 발생(22)하게 된다.
따라서, 상기 관리부는 상기 영역 분석을 수행하는 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하여, 기 전송한 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 실제 위치에 맞도록 보정하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 재전송한다.
상기 관리부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 영역 분석을 수행한 데이터를 통신부를 통해 전송받거나 혹은 영역 분석 작업 중인 벽 등반 인쇄 로봇을 외부 카메라를 통해 식별하여 상기 소정 영역별로 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 위치 정보를 파악할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영역별로 보정된 인쇄 이미지 정보의 예시도로서, 상기 도 9a는 보정 전의 상기 소정 영역에 대응하는 인쇄 이미지 정보(91)이며, 상기 도 9b는 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 실제 위치에 맞도록 보정한 후의 상기 소정 영역에 대응하는 인쇄 이미지 정보(92)이다.
이를 통해, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기의 인쇄 작업은 오차 없이 정밀하게 이루어지게 된다(23).
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 제어의 제1 예시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세 제어의 제2 예시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서(140)를 통해 벽면(10)에서의 자신의 현재 위치(111)를 인식하고, 이를 기 설정된 소정 영역의 위치(112)와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역(112)으로 이동하여 위치하도록 하여, 스스로 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 실시간 제어할 수 있다.
이로 인해, 관리부와의 통신 두절과 같은 예외 상황이 발생하더라도 자체적으로 오류 없는 인쇄가 가능하다.
또한, 도 12를 참조하면, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 영역 분석시에 설정된 위치(122)를 이탈하여도 실제 인쇄시에 내장된 패턴 리딩 카메라(140) 또는 감지기를 통해 미리 인쇄된 인쇄 도료의 패턴(12,13)을 인식하여 정확한 위치(122)로의 자세 제어가 가능함은 물론이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 시스템의 전체 구성도로서, 상기 벽 등반 인쇄 시스템은 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇(100) 및 이를 관리하는 관리부(200)를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템으로서, 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)과 통신하는 통신부(250), 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 벽면 모델링부(220), 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하여, 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 통신부(250)를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송하는 영역 매핑부(240), 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 위치를 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 후 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송하는 영역 분석 인식부(230)를 구비하고, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 관리부(200)와 통신하는 통신부(150), 벽면 이동을 위해 벽면에 접착되는 하나 이상의 접착부(130), 상기 접착부(130)를 구동시키는 구동부(110), 소정 패턴의 인쇄 및 실제 인쇄를 수행하는 인쇄부(160), 상기 소정 패턴을 인식하는 센서부(140), 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하도록 상기 구동부(110)를 제어하고, 상기 소정 영역별로 이동하면서 상기 인쇄부(160)가 상기 소정 패턴으로 인쇄하도록 제어하여 영역 분석을 수행하며, 상기 영역 분석 이후 상기 센서부(140)를 통해 인식된 상기 소정 패턴을 상기 소정 영역을 식별하여 이동하도록 상기 구동부(110)를 제어하여 기 설정된 소정 영역에서 이와 대응되는 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하도록 상기 인쇄부(160)를 제어하는 제어부(120)를 구비한다.
상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 영역 분석시 현재 위치를 실시간으로 파악하는 촬상부(210)를 더 구비하고, 상기 영역 분석 인식부(230)는 이를 반영하여 보정하도록 할 수 있다.
또한, 상기 영역 매핑부(240)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기 센서부(140)는 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 더 구비하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 현재 위치를 상기 위치 인식 센서를 통해 얻은 정보를 더 활용하여 인식하고, 상기 제어부(120)는 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하도록 자세를 제어하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 영역 매핑부(240)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고, 상기 제어부(120)가 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별 이동을 제어하도록 할 수도 있다.
한편, 바람직한 다른 실시 예로서, 상기 벽 등반 인쇄 시스템은 상기 관리부(200)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)과 통신하는 통신부(250), 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 벽면 모델링부(220), 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하여, 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 매핑부(240), 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 위치를 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 후 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)으로 전송하는 영역 분석 인식부(230)를 구비하고, 상기 벽 등반 인쇄 로봇(100)은 상기 관리부(200)와 통신하는 통신부(150), 벽면 이동을 위해 벽면에 접착되는 하나 이상의 접착부(130), 상기 접착부(130)를 구동시키는 구동부(110), 소정 패턴의 인쇄 및 실제 인쇄를 수행하는 인쇄부(160), 현재의 실제 위치 및 상기 소정 패턴을 인식하는 센서부(140), 소정 영역에 상기 인쇄부(160)가 상기 소정 패턴으로 인쇄하도록 제어하며, 상기 센서부(140)를 통해 상기 소정 영역의 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역에 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 인쇄 이미지 정보를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 인쇄를 수행하도록 상기 인쇄부(160)를 제어하되, 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하도록 상기 구동부(110)를 제어하면서 이를 전체 영역에 대해 반복적으로 수행하는 제어부(120)를 구비한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽 등반 인쇄 방법의 순서도로서, 상기 벽 등반 인쇄 방법은 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템의 벽 등반 인쇄 방법으로서, 상기 관리부가 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 단계(S1410), 상기 관리부가 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하는 단계(S1420), 상기 관리부가 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계(S1430), 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하되, 상기 소정 영역별로 소정 패턴을 인쇄하며 영역 분석을 수행하는 단계(S1440), 상기 관리부가 상기 영역 분석 단계에서의 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하여 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계(S1450) 및 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 소정 패턴을 인식하여 상기 소정 영역별로 이동하며 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하는 단계(S1460)를 포함한다.
상기 벽 등반 인쇄 방법은 상기 관리부가 외부 카메라를 이용하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 실시간으로 파악하고, 상기 보정 단계에서 이를 반영하여 보정하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실제 인쇄 수행 단계(S1460)는 상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 생성한 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 영역 분석 단계(S1440) 또는 상기 실제 인쇄 수행 단계(S1460)는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 자신의 현재 위치를 인식하고, 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전송 단계(S1430)는 상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고, 상기 영역 분석 단계 및 상기 실제 인쇄 수행 단계는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별로 이동하도록 할 수도 있다.
또한, 바람직한 다른 실시 예로서, 상기 벽 등반 인쇄 방법은 상기 관리부가 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 단계(S1410), 상기 관리부가 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하는 단계(S1420), 상기 관리부가 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계, 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 소정 영역에 소정 패턴을 인쇄하며 영역 분석을 수행하는 단계(S1440), 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 센서를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역에 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하는 단계(S1450), 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 소정 패턴을 인식하여 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 인쇄를 수행하는 단계(S1460) 및 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 하나의 소정 영역에 대해 상기 영역 분석 단계(S1440) 내지 실제 인쇄 단계(S1460)를 수행하는 것을 상기 벽면의 전체 영역에 대해 반복하여 수행하는 단계를 포함한다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템의 벽 등반 인쇄 방법에 있어서,
    a) 상기 관리부가 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 단계;
    b) 상기 관리부가 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하는 단계;
    c) 상기 관리부가 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계;
    d) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하되, 상기 소정 영역별로 소정 패턴을 인쇄하며 영역 분석을 수행하는 단계;
    e) 상기 관리부가 상기 d) 단계에서의 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하여 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계;및
    f) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 소정 패턴을 인식하여 상기 소정 영역별로 이동하며 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하는 단계;를 포함하는 벽 등반 인쇄 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관리부가 외부 카메라를 이용하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 실시간으로 파악하고, 상기 e) 단계에서 이를 반영하여 보정하도록 하는 단계;를 더 포함하는 벽 등반 인쇄 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 f) 단계는
    상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 생성한 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 벽 등반 인쇄 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 d) 단계 또는 상기 f)단계는
    상기 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 통해 자신의 현재 위치를 인식하고, 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 자세를 제어하여 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하는 단계;를 더 포함하는 벽 등반 인쇄 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 c) 단계는 상기 관리부가 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고,
    상기 d) 단계 및 상기 f)단계는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별로 이동하는 것을 특징으로 하는 벽 등반 인쇄 방법.
  6. 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템의 벽 등반 인쇄 방법에 있어서,
    a) 상기 관리부가 상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 단계;
    b) 상기 관리부가 상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하는 단계;
    c) 상기 관리부가 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 단계;
    d) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 소정 영역에 소정 패턴을 인쇄하며 영역 분석을 수행하는 단계;
    e) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 내장된 센서를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역에 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정하는 단계;
    f) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 소정 패턴을 인식하여 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 인쇄를 수행하는 단계;및
    g) 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 하나의 소정 영역에 대해 상기 d)단계 내지 f) 단계를 수행하는 것을 상기 벽면의 전체 영역에 대해 반복하여 수행하는 단계;를 포함하는 벽 등반 인쇄 방법.
  7. 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템에 있어서,
    상기 관리부는
    상기 벽 등반 인쇄 로봇과 통신하는 통신부,
    상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 벽면 모델링부,
    상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하여, 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 매핑부,
    상기 벽 등반 인쇄 로봇의 위치를 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 후 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 분석 인식부를 구비하고,
    상기 벽 등반 인쇄 로봇은
    상기 관리부와 통신하는 통신부,
    벽면 이동을 위해 벽면에 접착되는 하나 이상의 접착부,
    상기 접착부를 구동시키는 구동부,
    소정 패턴의 인쇄 및 실제 인쇄를 수행하는 인쇄부,
    상기 소정 패턴을 인식하는 센서부,
    상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 소정 영역별로 이동하면서 상기 인쇄부가 상기 소정 패턴으로 인쇄하도록 제어하여 영역 분석을 수행하며, 상기 영역 분석 이후 상기 센서부를 통해 인식된 상기 소정 패턴을 상기 소정 영역을 식별하여 이동하도록 상기 구동부를 제어하여 기 설정된 소정 영역에서 이와 대응되는 보정된 상기 인쇄 이미지 정보를 이용하여 실제 인쇄를 수행하도록 상기 인쇄부를 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 벽 등반 인쇄 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 관리부는
    상기 벽 등반 인쇄 로봇의 영역 분석시 현재 위치를 실시간으로 파악하는 촬상부를 더 구비하고,
    상기 영역 분석 인식부는 이를 반영하여 보정하도록 하는 것을 특징으로 하는 벽 등반 인쇄 시스템.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 영역 매핑부는
    상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 판단하고 이와 기 설정된 소정 영역의 위치를 비교하여 보정된 상기 위치에 대한 제어 정보를 생성 및 저장하거나 해당 정보를 전송하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 기 설정된 소정 영역의 정확한 위치로 이동하도록 제어하는 것을 더 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 센서부는 자이로 센서 또는 GPS와 같은 위치 인식 센서를 더 구비하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 현재 위치를 상기 위치 인식 센서를 통해 얻은 정보를 더 활용하여 인식하고,
    상기 제어부는 이를 기 설정된 상기 소정 영역의 위치와 비교하여 다를 경우 상기 소정 영역으로 이동하여 위치하도록 자세를 제어하는 것을 더 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 영역 매핑부는 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 상기 벽면에서 상기 소정 영역별로 이동할 경로 정보를 더 포함하여 전송하고,
    상기 제어부는 상기 경로 정보를 이용하여 상기 소정 영역별로 이동하도록 제어하는 것을 더 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템.
  12. 벽면을 이동하며 인쇄하는 벽 등반 인쇄 로봇 및 이를 관리하는 관리부를 포함하는 벽 등반 인쇄 시스템에 있어서,
    상기 관리부는
    상기 벽 등반 인쇄 로봇과 통신하는 통신부,
    상기 벽면의 형상을 모델링하고 이를 통해 벽면 정보를 생성하는 벽면 모델링부,
    상기 벽면 정보에 상기 벽면에 인쇄할 인쇄 정보를 대응시키고 이를 상기 벽면에서 상기 벽 등반 인쇄 로봇이 위치하는 소정 영역별로 분할하여 매핑한 인쇄 이미지 정보를 생성하여, 상기 벽면 정보 및 이에 상기 소정 영역별로 대응되어 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보를 상기 통신부를 통해 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 매핑부,
    상기 벽 등반 인쇄 로봇의 위치를 인식하여 상기 벽 등반 인쇄 로봇의 상기 소정 영역별 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역별로 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 후 이를 상기 벽 등반 인쇄 로봇으로 전송하는 영역 분석 인식부를 구비하고,
    상기 벽 등반 인쇄 로봇은
    상기 관리부와 통신하는 통신부,
    벽면 이동을 위해 벽면에 접착되는 하나 이상의 접착부,
    상기 접착부를 구동시키는 구동부,
    소정 패턴의 인쇄 및 실제 인쇄를 수행하는 인쇄부,
    현재의 실제 위치 및 상기 소정 패턴을 인식하는 센서부,
    소정 영역에 상기 인쇄부가 상기 소정 패턴으로 인쇄하도록 제어하며, 상기 센서부를 통해 상기 소정 영역의 실제 위치를 파악하고, 상기 소정 영역에 분할 매핑된 상기 인쇄 이미지 정보와 상기 실제 위치를 비교하여 상기 인쇄 이미지 정보를 보정한 인쇄 이미지 정보를 이용하여 상기 소정 영역의 실제 인쇄를 수행하도록 상기 인쇄부를 제어하되, 상기 벽면 정보를 이용하여 상기 벽면을 상기 소정 영역별로 이동하도록 상기 구동부를 제어하면서 이를 전체 영역에 대해 반복적으로 수행하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 벽 등반 인쇄 시스템.
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