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지하구조물 유지보수를 위한 이동 로봇에 있어서, 지하구조물 유지보수를 위한 작업 환경의 정보를 입력받는 입력부, 암(arm)형태의 매니퓰레이터에 장착된 레이더 모듈의 주변에 설치된 복수의 롤러의 회전 각도를 이용하여 상기 매니퓰레이터과 상기 지하구조물의 측정 대상과의 거리 값을 측정하는 거리 측정부, 상기 측정된 거리 값을 이용하여 상기 매니퓰레이터의 방위 오차 값을 추정하고, 상기 추정된 방위 오차값이 임계값보다 보다 큰 경우, 상기 레이더 모듈과 상기 지하 구조물의 측정 대상이 평행을 이루도록 매니퓰레이터의 방위를 보정하는 방위 보정부, 상기 매니퓰레이터와 측정 대상이 평행을 이루면, 상기 레이더 모듈을 상기 측정 대상에 밀착시켜 상기 레이더 모듈을 통해 상기 측정 대상을 스캔하고, 스캔 결과로 상기 측정 대상의 침수부의 여부를 판단하여 관리자 서버로 전송하는 제어부, 그리고 상기 제어부의 제어에 의해 속도 및 이동 방위를 조절하여 이동하는 모바일 플랫폼부를 포함하고,상기 거리 측정부는,상기 롤러와 상기 매니퓰레이터의 연결 부위에 장착된 각도 측정 장치의 측정 값을 다음의 수학식에 적용하여 상기 매니퓰레이터와 상기 측정 대상과의 거리(Li)를 상, 하, 좌, 우 측면에 대응하여 각각 측정하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇:여기서, li는 상기 롤러 길이, 는 회전 각도, u는 상측 방향, d는 하측 방향, l은 좌측 방향, r은 우측 방향을 나타낸다
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제1항에 있어서, 상기 방위 보정부는,다음의 수학식을 통해 상기 측정된 거리 값을 이용하여 상기 매니퓰레이터의 방위 오차 값()을 추정하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇: 여기서, 는 매니퓰레이터 추정 방위, 는 기울기 검출 장치 측정값, 는 상측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 하측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 우측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 좌측 방향 각도 측정 장치 측정값, Hr 상측 및 하측의 롤러 간의 거리, Wr 좌측 및 우측의 롤러 간의 거리를 나타낸다
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제3항에 있어서,상기 방위 보정부는,상기 추정된 방위 오차값()이 임계값보다 보다 큰 경우, 다음의 수학식을 이용하여 수정된 매니퓰레이터의 방위()를 설정하고, 매니퓰레이터의 방위를 보정하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇:여기서, 는 매니퓰레이터의 기 설정된 목표 방위, BR 속도 제어 인자, KR 위치 제어 인자를 나타낸다
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제4항에 있어서, 상기 방위 보정이 완료되면, 상기 레이더 모듈과 상기 측정 대상 간의 작업 거리를 보정하여 상기 레이더 모듈과 상기 측정 대상을 밀착시키기 위해, 다음 수학식을 통해 수정된 매니퓰레이터의 목표 위치(Xm)를 설정하는 작업거리 보정부를 더 포함하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇: 여기에서, Xr은 기 설정된 매니퓰레이터 목표 위치, Xe는 매니퓰레이터 추정 위치, li는 상기 롤러와 상기 매니퓰레이터의 연결 길이, 는 상측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 하측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 우측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 좌측 방향 각도 측정 장치 측정값, BT 속도 제어 인자, KT 위치 제어 인자를 나타낸다
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제5항에 있어서, 상기 방위 보정부는,상기 매니퓰레이터의 방위 오차를 보정한 후, 매니퓰레이터 추정 방위 값을 재산출하여 상기 재산출된 매니퓰레이터 추정 방위 값()이 상기 매니퓰레이터의 목표 방위()보다 작거나 같은 경우 방위 오차 보정을 재수행하고,상기 작업 거리 보정부는,상기 매니퓰레이터의 작업 거리를 보정한 후, 매니퓰레이터 추정 위치(Xe)값을 재산출하여, 상기 재산출된 매니퓰레이터 추정 위치(Xe)값이 상기 매니퓰레이터 목표 위치(Xr)보다 작거나 같은 경우 상기 작업 거리를 재보정하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇
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제6항에 있어서, 상기 제어부는,상기 모바일 플랫폼부에 장착된 빔 프로젝터를 통해 상기 측정 대상을 일정한 크기의 단위 작업 영역으로 구분하여 표시하고, 사용자로부터 특정 지점을 입력받은 경우, 상기 특정 지점에 해당하는 단위 작업 영역을 지나는 스캔 경로를 생성하여, 상기 스캔 경로에 따라 상기 레이더 모듈이 스캔하도록 하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇
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제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 입력받은 작업 환경의 정보를 이용하여 단위 이동 영역에 따른 이동 경로를 생성하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 단위 이동 영역의 스캔을 완료하면 상기 이동 경로에 따라 이동하도록 모바일 플랫폼부를 제어하고, 상기 모바일 플랫폼부의 전방에 장착된 초음파 센서를 통해 진행 방향에 장애물을 감지하면, 상기 장애물과의 충돌을 방지할 수 있는 이동 경로로 수정하고, 상기 장애물과의 거리를 추정하여, 상기 장애물과의 거리가 근접할수록 이동 속도를 늦추도록 제어하는 지하구조물 유지보수용 이동 로봇
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지하구조물 유지보수용 이동 로봇을 이용한 자율 동작 생성 방법에 있어서, 지하구조물 유지보수를 위한 작업 환경의 정보를 입력받는 단계, 암(arm)형태의 매니퓰레이터에 장착된 레이더 모듈의 주변에 설치된 복수의 롤러의 회전 각도를 이용하여 상기 매니퓰레이터과 상기 지하구조물의 측정 대상과의 거리 값을 측정하는 단계, 상기 측정된 거리 값을 이용하여 상기 매니퓰레이터의 방위 오차를 추정하고, 상기 추정된 방위 오차값이 임계값보다 큰 경우, 상기 레이더 모듈과 상기 지하 구조물의 측정 대상이 평행을 이루도록 매니퓰레이터의 방위를 보정하는 단계,상기 레이더 모듈과 측정 대상이 평행을 이루면, 상기 레이더 모듈을 상기 측정 대상에 밀착시키도록 매니퓰레이터를 이동시키고, 상기 레이더 모듈을 통해 상기 측정 대상을 스캔하고, 스캔 결과로 상기 측정 대상의 침수부의 여부를 판단하여 관리자 서버로 전송하도록 제어하는 단계, 그리고상기 이동 로봇의 모바일 플랫폼부를 속도 및 이동 방위를 조절하여 이동시키는 단계를 포함하고,상기 측정하는 단계는,상기 롤러와 상기 매니퓰레이터의 연결 부위에 장착된 각도 측정 장치의 측정 값을 다음의 수학식에 적용하여 상기 매니퓰레이터와 상기 측정 대상과의 거리(Li)를 상, 하, 좌, 우 측면에 대응하여 각각 측정하는 이동 로봇의 자율 동작 생성방법:여기서, li는 상기 롤러의 연결 길이, 는 회전 각도, u는 상측 방향, d는 하측 방향, l은 좌측 방향, r은 우측 방향을 나타낸다
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제9항에 있어서, 상기 방위를 보정하는 단계는,다음의 수학식을 통해 상기 측정된 거리 값을 이용하여 상기 매니퓰레이터의 방위 오차 값()을 추정하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법:여기서, 는 매니퓰레이터 추정 방위, 는 기울기 검출 장치 측정값, 는 상측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 하측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 우측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 좌측 방향 각도 측정 장치 측정값, Hr 상측 및 하측의 롤러 간의 거리, Wr 좌측 및 우측의 롤러 간의 거리를 나타낸다
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제11항에 있어서, 상기 방위를 보정하는 단계는,상기 추정된 방위 오차값()이 임계값보다 큰 경우, 다음의 수학식을 이용하여 수정된 매니퓰레이터의 방위()를 설정하고, 매니퓰레이터의 방위를 보정하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법: 여기서, 는 매니퓰레이터 추정 방위, 는 매니퓰레이터의 목표 방위, BR 속도 제어 인자, KR 위치 제어 인자를 나타낸다
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제9항에 있어서, 상기 방위 보정이 완료되면, 상기 레이더 모듈과 상기 측정 대상 간의 작업 거리를 보정하여, 상기 레이더 모듈과 상기 측정 대상을 밀착시키기 위해, 다음 수학식을 통해 수정된 매니퓰레이터의 목표 위치(Xm)를 설정하여 상기 작업 거리를 보정하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법: 여기에서, Xr은 매니퓰레이터 목표 위치, Xe는 매니퓰레이터 추정 위치, li는 상기 롤러와 상기 매니퓰레이터의 연결 길이, 는 상측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 하측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 우측 방향 각도 측정 장치 측정값, 는 좌측 방향 각도 측정 장치 측정값, BT 속도 제어 인자, KT 위치 제어 인자를 나타낸다
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제13항에 있어서, 상기 보정하는 단계는,상기 매니퓰레이터의 방위 오차를 보정한 후, 매니퓰레이터 추정 방위 값을 재산출하여 재산출된 매니퓰레이터 추정 방위 값()이 상기 매니퓰레이터의 목표 방위()보다 작거나 같은 경우 방위 오차 보정을 재수행하고, 상기 작업 거리를 보정하는 단계는,상기 매니퓰레이터의 작업 거리를 보정한 후, 매니퓰레이터 추정 위치(Xe)값을 재산출하여, 상기 재산출된 매니퓰레이터 추정 위치 값이 상기 매니퓰레이터 목표 위치(Xr)보다 작거나 같은 경우 상기 작업 거리 재보정하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법
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제14항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,상기 모바일 플랫폼부에 장착된 빔 프로젝터를 통해 상기 측정 대상을 일정한 크기의 단위 작업 영역으로 구분하여 표시하고, 사용자로부터 특정 지점을 입력받은 경우, 상기 특정 지점에 해당하는 단위 작업 영역을 지나는 스캔 경로를 생성하여, 상기 스캔 경로에 따라 상기 레이더 모듈이 스캔하도록 하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법
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제9항에 있어서, 상기 이동시키는 단계는, 상기 입력받은 작업 환경의 정보를 이용하여 단위 이동 영역에 따른 이동 경로를 생성하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 단위 이동 영역의 스캔을 완료하면 상기 이동 경로에 따라 이동하도록 제어하고, 상기 모바일 플랫폼 부의 전방에 장착된 초음파 센서를 통해 진행 방향에 장애물을 감지하면, 상기 장애물과의 충돌을 방지할 수 있는 이동 경로로 수정하고, 상기 장애물과의 거리를 추정하여, 상기 장애물과의 거리가 근접할수록 이동 속도를 늦추도록 제어하는 이동 로봇의 자율 동작 생성 방법
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