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이동로봇의 충돌방지 시스템에 있어서, 상기 이동로봇에 설치되어 상기 이동로봇의 현재 주행상태, 이동경로 상의 장애물의 유무, 상기 이동경로 상의 다른 이동로봇을 포함하는 이동객체의 유무 및 움직임에 대한 정보를 포함하는 주행정보를 수집하는 내부 센서부; 상기 내부 센서부에 의해 인식되지 않는 사각지역까지 인식 가능하도록 상기 이동로봇의 외부에 설치되어 상기 이동로봇의 위치, 이동경로 상의 장애물 및 이동 객체의 위치와 움직임, 상기 이동로봇 주변의 지형 및 기상조건을 포함하는 외부 환경정보를 수집하는 외부 센서부; 및 상기 내부 센서부로부터 수집된 상기 주행정보 및 상기 외부 센서부로부터 수집된 상기 외부 환경정보에 근거하여 상기 이동로봇의 주행을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는, 상기 내부 센서부로부터 수집된 상기 주행정보에 근거하여 상기 장애물 및 상기 이동 객체와의 충돌을 회피하기 위한 지역경로계획을 수립하는 지역경로 계획부; 및 상기 외부 센서부로부터 수집된 상기 외부 환경정보에 근거하여 상기 이동경로 상의 장애물 및 이동 객체를 회피하는 동시에, 상기 지형 및 상기 기상조건에 따라 상기 이동로봇의 주행을 조절하기 위한 전역경로계획을 수립하는 전역경로 계획부를 포함하고,상기 전역경로 계획부는, 미리 저장된 전역 지도에 셀분해법을 적용하여 격자지도를 생성하고, 상기 내부 센서부의 인식 불가능 지역이나 갈림길의 합류지점 및 자연재해나 기상 악화로 인한 환경적 변화가 발생한 지역을 포함하여 미리 지정된 각각의 위험지역에 대한 위험도를 상기 격자지도에 반영하여 상기 전역경로 계획을 수립하기 위한 전역지도를 구성하며, 상기 전역지도에 근거하여, 상기 이동로봇이 상기 위험지역에 진입하면 상기 이동로봇에 위험지역임을 알리고 상기 이동로봇의 주행속도를 감소하도록 하는 지시를 상기 이동로봇에 전달하며, 상기 이동경로 상에 지형상의 장애물이나 이동 객체가 존재할 경우, 상기 장애물 또는 상기 이동 객체의 위치, 거리 및 속도에 따라 충돌을 회피하기 위한 전역경로계획을 수립하여 상기 이동로봇에 전달하고,상기 이동경로 상에 고유의 인식표가 부착되어 있지 않은 이동 객체가 존재하는 경우 장애물로 정의하고, 해당 지역에 존재하는 다른 이동로봇에게 위험신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌방지 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 내부 센서부는, 상기 이동로봇에 설치된 카메라, 초음파 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하여 구성되고, 상기 외부 센서부는, 상기 이동로봇 외부에 설치되어 있는 카메라, 초음파 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 습도 센서, 풍향 센서, 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌방지 시스템
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제 2항에 있어서, 상기 지역경로 계획부는, 상기 이동로봇에 내장되는 전용의 하드웨어 또는 상기 이동로봇의 제어부에 설치되어 상기 이동로봇을 제어하는 소프트웨어로 구성되고, 상기 전역경로 계획부는, 상기 이동로봇과 정보를 송수신하는 외부 제어장치 또는 서버의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌방지 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 지역경로 계획부는, 상기 이동로봇과 상기 이동경로 상의 장애물 또는 이동 객체 사이의 속도 및 위치 관계에 따라 구해지는 인력장 함수(Attractive potential field function) 및 척력장 함수(Repulsive Potential Field Function)에 근거하여 상기 지역경로계획을 수립하며, 상기 이동경로 상에 장애물 또는 이동 객체가 존재할 경우, 상기 장애물 또는 상기 이동 객체에 의해 생성된 척력과 상기 이동로봇의 진행방향이 이루는 각도 및 상기 이동로봇과 상기 장애물 또는 상기 이동 객체의 속도에 따라 상기 척력장 함수에 가중치를 변경하여 적용하고,상기 인력장 함수는 이하의 수학식에 의해 구해지며, (여기서, pgoal(t)와 prob(t)는 목표지점과 이동로봇의 위치 [x y]T를 나타내고, vgoal(t)와 vrob(t)는 목표지점과 이동로봇의 속도를 나타내며, ∥pgoal(t) - prob(t)∥는 시간 t에서의 목표지점과 이동로봇 사이의 거리를 나타내고, ∥vgoal(t) - vrob(t)∥는 시간 t에서의 이동로봇과 목표지점 사이의 상대속도를 의미하며, εp와 εv는 위치에 의해서 생성되는 전위장과 속도에 의해서 생성되는 전위장의 가중치(weighting factor)를 나타내고, m과 n은 전위장의 모양을 결정하는 값으로 m, n 003e# 1로 설정하며, 목표지점은 정지 상태인 것으로 가정하여 vgoal = 0으로 간주한다
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제 4항에 있어서, 상기 지역경로 계획부는, 상기 이동로봇의 진행방향과 상기 장애물 또는 상기 이동 객체에 의해 생성되는 척력이 이루는 각도에 비례하여 상기 척력장 함수의 가중치를 조절하고, 상기 장애물 또는 상기 이동 객체의 속도에 비례하여 상기 척력장 함수의 가중치를 조절하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌방지 시스템
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제 7항에 있어서, 상기 지역경로 계획부는, 상기 이동로봇의 진행방향과 상기 장애물 또는 상기 이동 객체에 의해 생성되는 척력이 이루는 각도가 180도보다 큰 경우, 상기 장애물 또는 상기 이동 객체가 상기 이동로봇의 후방에 위치하는 것으로 간주하여 상기 척력장 함수의 가중치를 0으로 조절하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌방지 시스템
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청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 기재된 이동로봇의 충돌방지 시스템을 이용한 충돌방지방법
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