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군집로봇의 이동경로를 제어하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어 시스템에 있어서,
사용자로부터 상기 군집로봇이 이동하고자 하는 목적지에 대한 목적지 정보를 입력받는 클라이언트부와;
상기 클라이언트부로부터 입력받은 목적지정보에 따라, 상기 군집로봇의 운동수학식을 연산하는 중앙제어부;를 포함하며,
상기 군집로봇은 인접하는 로봇과 탄성부재로 연결되는 하나 이상의 마스터로봇과 다수의 슬레이브로봇을 포함하여 이루어지며,
상기 마스터로봇은 상기 군집로봇이 목적지로 이동하는 이동경로를 제어하고, 상기 다수의 슬레이브로봇은 상기 마스터로봇에 의해 제어되되,
상기 중앙제어부는 상기 군집로봇간에 상호 연결된 탄성부재의 댐퍼 임피던스에 기초하여 상기 운동수학식을 연산하고 그 연산결과를 상기 마스터로봇으로 전송하여 상기 군집로봇의 이동경로가 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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제1항에 있어서,
상기 중앙제어부는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 밑변에 평행하는 다수의 슬레이브로봇의 운동수학식은
｀Pnq = k／m (Pn2 - Pn1 - drow n1) + c／m (｀Pn2 - ｀Pn1) (q = 1)
｀Pnq = k／m {(Pn(q+1) － Pnq － drow nq) － (Pnq － Pn(q-1) － drow n(q-1))} +
c／m {(｀Pn(q+1) - ｀Pnq) - (｀Pnq - ｀Pn(n-1))} (2≤ q ≤ n-1)
｀Pnq = - k／m (Pnn - Pn(n-1) - drow n(n-1) － c／m (｀Pnn - ｀Pn(n-1)) (q=n)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 식을 연산하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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제1항에 있어서,
상기 중앙제어부는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 좌변에 평행하는 다수의 슬레이브로봇의 운동수학식인
Pnq = k／m (P(N-1)q - PNq - dcl_(N-1)q) + c／m (｀P(N-1)q - ｀Pnq) (n= N≠q)
Pnq = k／m {(P(n-1)q － Pnq － dcl_(n-1)q) － (Pnq － P(n+1)q － dcl_nq)} +
c／m {(｀P(n-1)q - ｀Pnq) - (｀Pnq - ｀P(n+1)q)} (q+1≤ n ≤ N-1)
Pnq = - k／m (Pnn - P(n+1)n - dcl_nn) - c／m (Pnn - P(n+1)n) (n=q, N≠1)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
dcl_nq: 삼각형태 중 최외각 삼각형 좌변에 평행한 대각선 상에 위치하는 로봇 사이에 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 식을 연산하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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제1항에 있어서,
상기 중앙제어부는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 우변에 평행하는 다수의 슬레이브로봇의 운동수학식은
｀Pnq = k／m (P(N-1)(q-1) － PNq － dcr(N-1)(q-1)) + c／m (P(N-1)(q-1) - PNq) (n = N)
｀Pnq = k／m {(P(n-1)(q-1)-Pnq － dcr(n-1)(q-1) － (Pnq － P(n+1)(q+1) - dcrnq)} +
c／m {(P(n-1)(q-1) - Pnq) - (Pnq - P(n+1)(q+1)} (2≤n, q≤N-1, 4≤N)
｀Pnq = - k／m (Pn1 - P(n+1)2 - dcrn1) - c／m (｀Pn1 - ｀P(N+1)2) (q=1, N≠1)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
dcrnq: 삼각형태 중 최외각 삼각형 우변에 평행한 대각선 상에 위치하는 로봇 사이에 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 식을 연산하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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제1항에 있어서,
상기 중앙제어부는
상기 군집로봇에 구비된 카메라와 외부에 구비된 카메라를 통해 획득한 이미지 영상으로부터 각 군집로봇의 위치정보와 속도정보 및 상기 군집로봇과 장애물간에 각도정보와 거리정보를 입력받는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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제5항에 있어서,
상기 군집로봇은
상기 중앙제어부로부터 입력받은 군집로봇과 장애물간에 각도 및 거리 정보에 기초하여 상기 장애물에 대한 위험요소를 연산하는 위험요소연산부와;
상기 위험요소연산부에서 연산된 위험요소와, 상기 중앙제어부로부터 입력된 상기 탄성부재의 댐퍼 임피던스 제어에 따른 상기 군집로봇의 속도 및 장애물 회피 퍼지에 따른 상기 군집로봇의 속도에 기초하여, 상기 장애물의 위험요소에 따른 상기 군집로봇의 제어속도를 연산하여 출력하는 제어속도연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어시스템
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7
제6항에 있어서,
상기 제어속도연산부는
상기 장애물의 위험요소에 따른 각 군집로봇의 제어속도를
WL = WLt * (1 - DF) + WLA * DF
WR = WRt * (1 - DF) + WRA * DF
WLt, WRt: 탄성부재 댐퍼 임피던스 제어에 따른 제어속도
DF: 장애물의 위험요소
WLA, WRA: 장애물 회피 퍼지에 따른 제어속도
WL, WR : 이동 선택 퍼지에 따른 제어속도
와 같은 식을 통해 연산하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇 이동경로 제어시스템
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제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 네트워크 기반 군집로봇 이동경로 제어시스템의 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어방법에 있어서,
중앙제어부가 클라이언트부로부터 인접하는 로봇과 탄성부재로 연결되는 하나 이상의 마스터로봇과 다수의 슬레이브로봇을 포함하는 군집로봇이 이동하고자 하는 목적지정보를 입력받는 목적지 입력단계;
상기 중앙제어부가 상기 군집로봇간에 상호 연결된 탄성부재의 댐퍼 임피던스에 기초하여 상기 군집로봇의 운동수학식을 연산하는 연산단계;
상기 중앙제어부가 연산한 연산결과를 상기 군집로봇에 포함된 마스터로봇에 전송하여 상기 마스터로봇이 상기 군집로봇의 이동경로를 제어하는 경로제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어방법
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9
제8항에 있어서,
상기 연산단계는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 밑변에 평행하는 다수의 슬레이브로봇에 대하여
｀Pnq = k／m (Pn2 - Pn1 - drow n1) + c／m (｀Pn2 - ｀Pn1) (q = 1)
｀Pnq = k／m {(Pn(q+1) － Pnq － drow nq) － (Pnq － Pn(q-1) － drow n(q-1))} +
c／m {(｀Pn(q+1) - ｀Pnq) - (｀Pnq - ｀Pn(n-1))} (2≤ q ≤ n-1)
｀Pnq = - k／m (Pnn - Pn(n-1) - drow n(n-1) - c／m (｀Pnn - ｀Pn(n-1)) (q=n)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 제1운동수학식을 연산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어방법
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10
제8항에 있어서,
상기 연산단계는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 좌변에 평행하는 다수의 슬레이브로봇에 대하여
Pnq = k／m (P(N-1)q - PNq - dcl_(N-1)q) + c／m (｀P(N-1)q - ｀Pnq) (n= N≠q)
Pnq = k／m {(P(n-1)q － Pnq － dcl_(n-1)q) － (Pnq － P(n+1)q － dcl_nq)} +
c／m {(｀P(n-1)q - ｀Pnq) - (｀Pnq - ｀P(n+1)q)} (q+1≤ n ≤ N-1)
Pnq = - k／m (Pnn - P(n+1)n - dcl_nn) - c／m (Pnn - P(n+1)n) (n=q, N≠1)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
dcl_nq: 삼각형태 중 최외각 삼각형 좌변에 평행한 대각선 상에 위치하는 로봇 사이에 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 제2운동수학식을 연산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어방법
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제8항에 있어서,
상기 연산단계는
상기 군집로봇 중 삼각형태의 우변에 평행하는 다수의 슬레이브 로봇에 대하여
｀Pnq = k／m (P(N-1)(q-1) － PNq － dcr(N-1)(q-1)) + c／m (P(N-1)(q-1) - PNq) (n = N)
｀Pnq = k／m {(P(n-1)(q-1)－ Pnq － dcr(n-1)(q-1) － (Pnq － P(n+1)(q+1) - dcrnq)} +
c／m {(P(n-1)(q-1) - Pnq) - (Pnq - P(n+1)(q+1)} (2≤n, q≤N-1, 4≤N)
｀Pnq = - k／m (Pn1 - P(n+1)2 - dcrn1) - c／m (｀Pn1 - ｀P(N+1)2) (q=1, N≠1)
Pnq : 배열화된 각 군집로봇의 위치좌표값
｀Pnq: n행 내 q 번째 로봇의 속도
drow_nq: 행 내 로봇 간 유지되는 거리간격
dcrnq: 삼각형태 중 최외각 삼각형 우변에 평행한 대각선 상에 위치하는 로봇 사이에 유지되는 거리간격
M: 각 군집로봇의 질량값
K: 탄성부재 상수
C: 댐핑 계수
와 같은 제3운동수학식을 연산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇의 이동경로 제어방법
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제8항에 있어서,
상기 연산단계는
상기 군집로봇의 이동경로 중 장애물이 존재하는 경우, 상기 군집로봇이 상기 장애물에 대한 위험요소와, 상기 탄성부재의 댐퍼 임피던스 제어에 따른 상기 군집로봇의 속도 및 장애물 회피 퍼지에 따른 상기 군집로봇의 속도에 기초하여, 상기 장애물의 위험요소에 따른 상기 군집로봇의 제어속도를 연산하는 장애물 회피용 제어속도 연산과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇 이동경로 제어방법
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제12항에 있어서,
상기 장애물 회피용 제어속도 연산과정은
상기 장애물의 위험요소에 대응하는 각 군집로봇의 제어속도는
WL = WLt * (1 - DF) + WLA * DF
WR = WRt * (1 - DF) + WRA * DF
WLt, WRt: 탄성부재 댐퍼 임피던스 제어에 따른 제어속도
DF: 장애물의 위험요소
WLA, WRA: 장애물 회피 퍼지에 따른 제어속도
WL, WR : 이동 선택 퍼지에 따른 제어속도
와 같은 식을 통해 연산하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 군집로봇 이동경로 제어방법
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