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로봇의 각속도 오차 보정 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2017003741
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 엔코더와 자이로에 의한 각속도 오차를 최소화하여 로봇의 위치 측정을 정확하게 수행할 수 있도록 한 로봇의 각속도 오차 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 로봇의 각속도 오차 보정 장치는, 로봇의 주행 거리와 각속도를 측정하기 위한 엔코더(211) 및 각속도 계산을 위한 자이로(212)와, 상기 엔코더(211)의 각속도를 계산하는 각속도 계산부(213) 및 선속도를 계산하는 선속도 계산부(214), 로봇이 정지 혹은 주행하고 있는지 스스로 엔코더를 통해 인지하고 정지 시에 자이로의 바이어스 오차를 줄이기 위한 자이로의 바이어스 보상부(300), 주행 시에 각속도 오차를 최소화하기 위한 엔코더의 변화량에 따른 보상부(400), 주행시의 선속도에 따른 보상부(500), 각속도 비교를 통한 보상부(600), 상기 엔코더의 변화량에 따른 보상부(400)와 선속도에 따른 보상부(500)를 통해 계산된 신뢰도(RATE와 RATEv)를 이용한 각속도 오차 보정부(215)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 로봇, 엔코더, 자이로, 각속도, 오차, 보정, 바이어스, 변화량, 선속도
Int. CL G01P 3/42 (2006.01) B25J 5/00 (2006.01) B25J 19/02 (2006.01)
CPC G01C 19/54(2013.01) G01C 19/54(2013.01) G01C 19/54(2013.01) G01C 19/54(2013.01) G01C 19/54(2013.01)
출원번호/일자 1020090080487 (2009.08.28)
출원인 부산대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1115012-0000 (2012.02.03)
공개번호/일자 10-2011-0022953 (2011.03.08) 문서열기
공고번호/일자 (20120307) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.08.28)
심사청구항수 14

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 부산대학교 산학협력단 대한민국 부산광역시 금정구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김성신 대한민국 부산광역시 해운대구
2 김정민 대한민국 부산광역시 연제구
3 정경훈 대한민국 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 정기택 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)
2 오위환 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 부산대학교 산학협력단 부산광역시 금정구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.08.28 수리 (Accepted) 1-1-2009-0530248-61
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.05.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 [대리인해임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Dismissal of Sub-agent] Report on Agent (Representative)		 2011.06.14 수리 (Accepted) 1-1-2011-0449977-06
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.06.16 수리 (Accepted) 9-1-2011-0049604-74
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.08.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0462032-83
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.09.21 수리 (Accepted) 1-1-2011-0734780-16
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.09.21 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0734782-18
8 등록결정서
Decision to grant		 2012.01.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0058034-98
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.02 수리 (Accepted) 4-1-2014-0000027-56
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2016.01.13 수리 (Accepted) 4-1-2016-5004891-78
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.09 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004005-98
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.10 수리 (Accepted) 4-1-2017-5004797-18
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
로봇의 바퀴의 회전에 따른 펄스를 계측하여 로봇의 각속도와 선속도를 측정하는 엔코더와, 로봇의 회전 각속도를 계측하는 자이로를 이용하여 로봇의 각속도 오차를 보정하는 장치에 있어서, 주행 중 상기 엔코더의 각속도 신뢰구간 및 엔코더 변화량을 계산하여 신뢰도(RATE)를 산출하는 엔코더 변화량에 따른 보상부(400)와;상기 산출된 신뢰도(RATE)를 바탕으로 각속도 오차를 보정하는 각속도 오차 보정부(215)와;상기 엔코더의 각속도 신뢰구간 및 선속도를 계산하여 신뢰도(RATEv)를 산출하는 선속도에 따른 보상부(500)를 포함하며;상기 각속도 오차 보정부(215)는 상기 엔코더 변화량에 따른 보상부(400)에 의해 산출된 신뢰도(RATE)와 상기 선속도에 따른 보상부(500)에 의해 산출된 신뢰도(RATEv)를 바탕으로 각속도 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 장치
2 2
삭제
3 3
제1항에 있어서, 엔코더와 자이로의 각속도 변화를 시간에 따라 미분하고 비교하여 각속도의 차가 커지면 로봇을 정지하도록 유도하고, 각속도의 차가 설정값보다 작을 경우에는 상기 신뢰도(RATE 또는 RATEv)를 이용해 각속도 오차를 보정하는 각속도 비교를 통한 보상부(600)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 장치
4 4
제1항에 있어서, 로봇이 정지 혹은 주행하고 있는지 스스로 엔코더를 통해 인지하고 정지 시에 자이로의 바이어스 오차를 보정하는 바이어스 보상부(300)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 장치
5 5
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6 6
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7 7
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8 8
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9 9
로봇의 바퀴의 회전에 따른 펄스를 계측하여 로봇의 각속도와 선속도를 측정하는 엔코더와, 로봇의 회전 각속도를 계측하는 자이로를 이용하여 로봇의 각속도 오차를 보정하는 방법에 있어서, 주행 중 상기 엔코더의 각속도 신뢰구간 및 엔코더 변화량을 계산하여 신뢰도(RATE)를 산출하는 엔코더 변화량에 따른 보상 단계와;상기 산출된 신뢰도(RATE)를 바탕으로 각속도 오차를 보정하는 각속도 오차 보정 단계를 포함하며;상기 엔코더 변화량에 따른 보상 단계는, 로봇의 양쪽 바퀴를 비례적으로 구동하여 엔코더와 자이로의 각속도를 통한 위치를 계산하는 단계와, 계산된 위치들의 오차를 엔코더의 변화량에 따른 분석을 하고 신뢰구간을 추출하여 최대,최소 문턱값(Tmax, Tmin)을 계산하는 단계와, 엔코더의 변화량()을 계산하는 단계와, 상기 최대 문턱값(Tmax)과 최소 문턱값(Tmin)을 엔코더 변화량()과 비교하여 신뢰도(Rate)를 구하고 신뢰도(Rate)에 따라 엔코더와 자이로의 각속도를 이용하여 보정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
10 10
삭제
11 11
제9항에 있어서, 상기 최대 문턱값(Tmax)과 최소 문턱값(Tmin)을 엔코더 변화량()과 비교하여 신뢰도(Rate)를 구할 때, 상기 엔코더 변화량()이 최대 문턱값(Tmax)보다 크면 신뢰도(Rate)에 1을 주어 자이로의 각속도를 100%를 이용하고, 엔코더 변화량이 최소 문턱값(Tmin)과 최대 문턱값(Tmax) 사이이면 아래의 수학식 에 의해 신뢰도(Rate)를 구하여 엔코더와 자이로의 각속도를 비례적으로 이용하고, 엔코더 변화량이 최소 문턱값(Tmin)보다 작으면 신뢰도(Rate)에 0을 주어 엔코더의 각속도를 100% 이용하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
12 12
제9항에 있어서, 상기 엔코더의 각속도 신뢰구간 및 선속도를 계산하여 신뢰도(RATEv)를 산출하는 선속도에 따른 보상 단계를 더 포함하며, 상기 각속도 오차 보정 단계에서는 상기 엔코더 변화량에 따른 보상 단계에서 산출된 신뢰도(RATE)와 상기 선속도에 따른 보상 단계에서 산출된 신뢰도(RATEv)를 바탕으로 각속도 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
13 13
제12항에 있어서, 상기 선속도에 따른 보상 단계는, 로봇의 양쪽 바퀴를 비례적으로 구동하여 엔코더와 자이로의 각속도를 통한 위치를 계산하는 단계와, 계산된 위치들의 오차를 엔코더의 변화량에 따른 분석을 하고 신뢰구간을 추출하여 최대,최소 문턱값(Tmax, Tmin)을 계산하는 단계와, 로봇의 선속도(v)를 계산하는 단계와, 상기 최대 문턱값(Tmax)과 최소 문턱값(Tmin)을 로봇의 선속도(v)와 비교하여 신뢰도(RATEv)를 구하고 신뢰도(RATEv)에 따라 엔코더와 자이로의 각속도를 이용하여 보정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 최대 문턱값(Tmax)과 최소 문턱값(Tmin)을 로봇의 선속도(v)와 비교하여 신뢰도(RATEv)를 구할 때, 상기 로봇의 선속도(v)가 최대 문턱값(Tmax)보다 크면 신뢰도(RATEv)에 1을 주어 자이로의 각속도를 100%를 이용하고, 엔코더 변화량이 최소 문턱값(Tmin)과 최대 문턱값(Tmax) 사이이면 아래의 수학식 에 의해 신뢰도(Rate)를 구하여 엔코더와 자이로의 각속도를 비례적으로 이용하고, 엔코더 변화량이 최소 문턱값(Tmin)보다 작으면 신뢰도(RATEv)에 0을 주어 엔코더의 각속도를 100% 이용하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
15 15
제9항 또는 제12항에 있어서, 엔코더와 자이로의 각속도 변화를 시간에 따라 미분하고 비교하여 각속도의 차가 커지면 로봇을 정지하도록 유도하고, 각속도의 차가 설정값보다 작을 경우에는 상기 신뢰도(RATE 또는 RATEv)를 이용해 각속도 오차를 보정하는 각속도 비교를 통한 보상 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
16 16
제15항에 있어서, 상기 각속도 비교를 통한 보상 단계는, 자이로와 엔코더의 각속도 차를 구하는 단계와, 상기 구해진 각속도 차가 설정값 이상일 경우 로봇을 정지시키고, 각속도 차가 설정값 이하일 경우 엔코더의 변화량에 따른 보상 단계 또는 선속도에 따른 보상 단계에서 계산된 신뢰도(RATE 또는 RATEv)를 이용하여 각속도 오차를 보정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 자이로와 엔코더의 각속도 차를 구하는 단계는, 자이로를 제자리에 두고 누적 데이터를 받아 시간에 따른 초기 ADC 중심값과 자이로의 디지털 출력값을 비교하여 바이어스를 계산하고 바이어스의 변화를 분석하여 가중치를 사용하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
18 18
제9항 또는 제12항에 있어서, 로봇이 정지 혹은 주행하고 있는지 스스로 엔코더를 통해 인지하고 정지 시에 자이로의 바이어스 오차를 보정하는 바이어스 보상 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
19 19
제18항에 있어서, 상기 바이어스 보상 단계는, 엔코더의 데이터를 통해 로봇이 주행 중인지 정지 중인지를 판단하는 단계;정지 중일 때, 자이로의 디지털 출력값을 누적하면서 누적 데이터의 개수를 계산하는 단계;로봇이 주행을 시작할 때에 누적 데이터의 개수가 설정 개수 이상인지를 판단하는 단계; 및상기 누적 데이터 개수가 설정 개수 이상일 경우, 자이로의 누적 디지털 출력값을 누적 데이터의 개수로 나누어 자이로의 바이어스를 추정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
20 20
제19항에 있어서, 상기 자이로의 바이어스를 추정하는 단계는, 자이로의 온도값을 받아 온도에 따른 ADC의 중심값을 보상함으로써, ADC의 중심값을 계산하고 자이로의 바이어스를 추정하는 것을 특징으로 하는 로봇의 각속도 오차 보정 방법
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