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로봇팔을 가지는 비행 매니퓰레이터를 이용한 안전 비행 운송 시스템으로서, 운송하고자 하는 물체에 대한 기구학적 정보를 획득하여 목적지까지의 운송을 위한 엔드이펙터의 경로를 생성하는 엔드이펙터 경로 생성부;무인기의 운송 능력을 파악하여 안전 운송을 위해 상기 엔드이펙터가 위치할 공간인 운용 가능 영역을 결정하는 운송 능력 파악부;상기 무인기가 상기 물체를 파지한 이후 이륙하여 호버링하면서 물리량을 추정하는 물리량 추정부; 및상기 엔드이펙터의 경로에 상응하여 상기 무인기의 경로를 생성하되, 추정된 상기 물리량에 기초하여 상기 운송 능력을 고려함으로써 상기 무인기의 경로를 수정하는 무인기 경로 생성부를 포함하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서, 상기 엔드이펙터 경로 생성부는, 사용자의 직접 입력, 3D 캐드 파일 입력 혹은 비젼 시스템을 통해 상기 물체의 외형 정보를 바탕으로 상기 기구학적 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서, 상기 운송 능력은 상기 무인기에 장착된 모터의 구동 능력, 상기 엔드이펙터에 장착된 액츄에이터의 토크 중 하나 이상을 포함하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서, 상기 운송 능력 파악부는 출발지 혹은 목적지의 환경 조건을 추가적으로 고려하여 상기 운용 가능 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서,상기 운송 능력 파악부는 로봇팔의 각각의 조인트 각의 변화에 따른 상기 엔드이펙터의 위치를 기반으로 상기 무인기에 장착된 구동기의 능력을 고려하여 상기 운용 가능 영역을 구하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제5항에 있어서,상기 엔드이펙터에 관한 좌표계와 상기 무인기에 관한 좌표계 사이의 관계식을 자코비안 를 통해 표현할 때, 상기 무인기 경로 생성부는 의 의사역행렬(Pseudo-inverse)을 통해 상기 무인기의 경로를 구하며, 자코비안 의 영공간 행렬 의 값을 조정함으로써, 로봇팔의 조인트 각을 제한하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제6항에 있어서,상기 로봇팔의 조인트 각이 운용 가능 범위에서의 최대값과 최소값의 중간에 머무르게 하는 로봇팔 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서,복수의 무인기가 협업하여 상기 물체를 운송하는 경우, 상기 물리량 추정부에서 추정된 상기 물리량은 타 무인기와 공유하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서,상기 무인기 경로 생성부는 역기구학 기법을 바탕으로 한 우선순위 임무할당(task priority) 기법을 사용하여 상기 무인기의 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제9항에 있어서,상기 무인기 경로 생성부는 상기 엔드이펙터를 추종하는 상기 무인기의 경로를 생성하는 제1 임무와, 사전에 획득된 상기 운용 가능 영역을 만족시키기 위해 상기 엔드이펙터의 운용 범위를 만족시켜야 하는 제2 임무와, 상기 엔드이펙터와 상기 무인기의 프로펠러 간의 충돌을 회피하기 위한 제3 임무를 우선순위에 따라 충족시키게 상기 무인기의 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제10항에 있어서,상기 무인기 경로 생성부는 상기 제2 임무와 상기 제3 임무를 만족하게 하는 경로를 생성하기 위해, 활성함수(activation function)를 사용하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제11항에 있어서,상기 엔드이펙터가 최대 운용 범위 근처에 가게 될 때 상기 활성함수의 출력이 0에서 1로 변화하는 것을 활용하여, 상기 무인기 경로 생성부는 운용 범위를 넘지 않는 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제1항에 있어서,상기 무인기 경로 생성부는 목적지 환경 조건에 따라 상기 무인기의 리턴 계획을 추가적으로 수립하는 것을 특징으로 하는 안전 비행 운송 시스템
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제13항에 있어서,상기 리턴 계획은 상기 무인기가 목적지에 도착하였을 때 파악된 상기 목적지 환경 조건 하에서 상기 물리량과 상기 운송 능력을 함께 고려하였을 때 상기 물체의 운송 완료가 가능한지 판단하고, 운송 완료가 가능한 경우에는 최초 목적한 바에 따라 상기 물체를 목적지에 안착시키고, 상기 목적지 환경 조건에 따라 운송 완료를 위해서는 상기 물리량이 상기 운송 능력을 초과하게 될 경우 안전 운송이 불가능한 것으로 보고 상기 물체를 파지한 채로 리턴하게 하는 것인 안전 비행 운송 시스템
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로봇팔을 가지는 비행 매니퓰레이터를 이용한 안전 비행 운송 시스템에서 수행되는 실시간 경로 계획 방법으로서, (a) 운송하고자 하는 물체에 대한 기구학적 정보를 획득하여 목적지까지의 운송을 위한 엔드이펙터의 경로를 생성하는 단계;(b) 무인기의 운송 능력을 파악하여 안전 운송을 위해 상기 엔드이펙터가 위치할 공간인 운용 가능 영역을 결정하는 단계;(c) 상기 무인기가 상기 물체를 파지한 이후 이륙하여 호버링하면서 물리량을 추정하는 단계; 및(d) 상기 엔드이펙터의 경로에 상응하여 상기 무인기의 경로를 생성하되, 추정된 상기 물리량에 기초하여 상기 운송 능력을 고려함으로써 상기 무인기의 경로를 수정하는 단계를 포함하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 사용자의 직접 입력, 3D 캐드 파일 입력 혹은 비젼 시스템을 통해 상기 물체의 외형 정보를 바탕으로 상기 기구학적 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서, 상기 운송 능력은 상기 무인기에 장착된 모터의 구동 능력, 상기 엔드이펙터에 장착된 액츄에이터의 토크 중 하나 이상을 포함하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 출발지 혹은 목적지의 환경 조건을 추가적으로 고려하여 상기 운용 가능 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서,상기 단계 (b)에서 로봇팔의 각각의 조인트 각의 변화에 따른 상기 엔드이펙터의 위치를 기반으로 상기 무인기에 장착된 구동기의 능력을 고려하여 상기 운용 가능 영역을 구하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제19항에 있어서,상기 엔드이펙터에 관한 좌표계와 상기 무인기에 관한 좌표계 사이의 관계식을 자코비안 를 통해 표현할 때, 상기 단계(d)에서 의 의사역행렬(Pseudo-inverse)을 통해 상기 무인기의 경로를 구하며, 자코비안 의 영공간 행렬 의 값을 조정함으로써, 로봇팔의 조인트 각을 제한하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제20항에 있어서,상기 로봇팔의 조인트 각이 운용 가능 범위에서의 최대값과 최소값의 중간에 머무르게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서,복수의 무인기가 협업하여 상기 물체를 운송하는 경우, 상기 단계 (c)에서 추정된 상기 물리량은 타 무인기와 공유하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서,상기 단계 (d)에서 역기구학 기법을 바탕으로 한 우선순위 임무할당(task priority) 기법을 사용하여 상기 무인기의 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제23항에 있어서,상기 단계 (d)에서 상기 엔드이펙터를 추종하는 상기 무인기의 경로를 생성하는 제1 임무와, 사전에 획득된 상기 운용 가능 영역을 만족시키기 위해 상기 엔드이펙터의 운용 범위를 만족시켜야 하는 제2 임무와, 상기 엔드이펙터와 상기 무인기의 프로펠러 간의 충돌을 회피하기 위한 제3 임무를 우선순위에 따라 충족시키게 상기 무인기의 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제24항에 있어서,상기 단계 (d)에서 상기 제2 임무와 상기 제3 임무를 만족하게 하는 경로를 생성하기 위해, 활성함수(activation function)를 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제25항에 있어서,상기 엔드이펙터가 최대 운용 범위 근처에 가게 될 때 상기 활성함수의 출력이 0에서 1로 변화하는 것을 활용하여, 상기 단계 (d)에서 운용 범위를 넘지 않는 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제15항에 있어서,상기 단계 (d)에서 목적지 환경 조건에 따라 상기 무인기의 리턴 계획을 추가적으로 수립하는 것을 특징으로 하는 실시간 경로 계획 방법
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제27항에 있어서,상기 리턴 계획은 (d-1) 상기 무인기가 목적지에 도착하였을 때 파악된 상기 목적지 환경 조건 하에서 상기 물리량과 상기 운송 능력을 함께 고려하였을 때 상기 물체의 운송 완료가 가능한지 판단하고, (d-2) 운송 완료가 가능한 경우에는 최초 목적한 바에 따라 상기 물체를 목적지에 안착시키고, (d-3) 상기 목적지 환경 조건에 따라 운송 완료를 위해서는 상기 물리량이 상기 운송 능력을 초과하게 될 경우 안전 운송이 불가능한 것으로 보고 상기 물체를 파지한 채로 리턴하게 하는 것인 실시간 경로 계획 방법
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