KR100793515B1 - 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템 및 방법 - Google Patents

센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서 네트워크를 기반으로 하여 광범위하고 침입상황에 신속하게 대응하는 방범 로봇 시스템 및 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 시스템은 인체 감지 센서를 통해 침입자를 감지하면 침입자의 위치를 RF신호로 송신하는 다수의 센서 노드와, 침입자의 위치를 수신하면 침입자의 위치로 이동하여 장착된 카메라를 통해 침입자를 촬영하거나 침입자에게 무단 침입에 대한 경고를 수행하는 다수의 방범 로봇으로 구성된다. 이와 같은 구성을 통해 각 방범 로봇은 센서노드로부터 담당 영역의 위치 정보를 수신하여 각 담당 영역의 적정 위치에서 대기하며, 광범위 방범 지역내 외부 침입자 발생 시 센서노드를 통해 침입자의 위치 정보를 수신 받아 상기 침입자의 위치로 이동한 후, 침입자에 대한 촬영 및 경고 등의 방범 역할을 수행하도록 함으로써, 다수의 무인 카메라 대신에 소수의 방범 로봇을 이용한 광범위한 영역에 대한 보다 보안성 높은 방범수행을 실현할 수 있으며, 적응적 로봇 배치 방법을 통해 침입자 발생 상황에 대한 보다 신속한 대응이 가능하게 된다.
방범 로봇, 신속한 대응, 광범위, 센서 네트워크, 적응적 배치

Description

센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템 및 방법{SECURITY ROBOT SYSTEM FOR WIDE AREA BASED OF SENSOR/NETWORK AND METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템의 개념을 도시한 도면,
도 2는 상기 도 1에 도시된 방범 로봇의 상세 블록 구성도,
도 3은 상기 도 1에 도시된 센서 노드의 상세 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서노드에서의 라우팅 경로 설정 개념을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서노드에서의 적응적 로봇 배치 방법에 관한 개념을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 로봇 배치 과정에 대한 개념을 도시한 도면,
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
200 : 방범 로봇 210 : 주행부
220 : 자기위치 인식부 230 : 장애물 감지부
240 : 침입자 촬영부 240 : 침입자 촬영용 카메라
250 : 침입자 경고부 260 : RF 통신부
270 : 제어부 100 : 센서 노드
110 : 인체 감지 센서부 120 : RF 통신부
130 : 라우팅 경로 설정 모듈 140 : 로봇 배치 모듈
150 : 제어부
본 발명은 방범 로봇 시스템으로서, 특히 센서 네트워크를 기반으로 하여 광범위하고 침입상황에 신속하게 대응하는 방범 로봇 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전통적인 방범 시스템은 다수의 무인 카메라 및 인체 감지 시스템을 통해 침입자를 감지하고 카메라를 통해 침입자의 모습을 촬영하여 저장하거나 해당 보안 업체에게 침입상황을 알려 보안 요원이 출동하는 방식이다.
그러나, 위와 같은 종래 방범 시스템은 다수의 무인 카메라 설치로 인한 경비가 많이 들고 카메라의 이동성 부재로 인해 촬영 영역이 제한적이며, 보안 요원이 출동하는데 시간이 걸리는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 다른 방범 시스템으로 방범 로봇을 이용한 방범 시스템이 제안되어 있는데, 방범 로봇을 이용한 방범 시스템에서는 방범 로봇이 설정된 상황에 따라 방범 영역을 이동하면서 침입자를 감지하면 카메라로 촬영하거나, 침입 사실을 관계자에게 알리거나, 침입자를 포획하는 일을 행하도록 하는 방식이다.
그러나, 위 방범 로봇을 이용한 종래 방범 시스템 또한 침입자가 방범 로봇을 피해 이동하면 로봇이 침입자를 감지하지 못하게 되고, 로봇의 지속적인 움직임으로 인한 전력 소비가 큰 문제점이 있었으며, 로봇이 이동하며 침입자를 감지하는 방식은 광범위한 영역에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
또한 광범위한 영역에 다수의 로봇을 이용한다 하더라도 상황에 신속하게 대응하기 위한 다수의 로봇의 배치 및 제어 방법에 대한 기술이 현재까지는 제대로 구현되어 있지 않다. 기본적으로 중앙 서버를 두어서 중앙 서버가 로봇의 수에 따라 적응적으로 로봇을 배치 및 제어하는 방법이 있지만, 이는 고가의 중앙 서버를 필요로 하여 비용이 비싸고, 방범 시스템이 중앙의 중앙 서버에 의존함으로써 확장성이 떨어져 광범위한 영역에는 적용하기 어렵다. 따라서, 중앙 서버를 사용하지 않고, 분산 시스템의 형태로 상황에 신속하게 대응하기 위한 다수의 로봇의 배치 및 제어 방법에 대한 기술이 현재까지는 제대로 구현되어 있지 않아 광범위한 영역에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 센서 네트워크를 기반으로 하여 광범위하고 침입상황에 신속하게 대응할 수 있는 방범 로봇 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템으로서, 상기 로봇 시스템의 광범위 방범 지역내 자신이 담당하게될 영 역의 위치를 요청하는 메시지를 RF 신호로 송신하며, 침입자의 위치 정보를 수신하면 해당 침입자의 위치로 이동하여 상기 침입자를 카메라로 촬영하거나 경고를 수행하는 다수의 방범 로봇과, 상기 방범 로봇들로부터 전송된 담당영역 위치정보 요청 메시지를 수신하여 해당 로봇의 담당 영역을 결정해 그 정보를 RF 신호로 해당 로봇에게 송신하며, 인체 감지 센서를 통해 상기 광범위 방범 영역내 침입자 발생 여부를 감지하고, 침입자 발생 시 해당 영역내 방범 로봇에게 상기 침입자의 위치 정보를 RF 신호로 송신하는 센서 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 다수의 센서 노드와 방범 로봇을 포함하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템에서 방범 수행방법으로서, (a)상기 다수의 방범 로봇으로부터 상기 광범위 방범 영역내 자신이 담당할 영역의 위치정보 요구를 수신하는 단계와, (b)상기 광범위 방범 영역을 각 로봇이 담당할 소 영역으로 상기 방범 로봇의 수에 따라 적응적으로 나누는 단계와, (c)상기 센서 노드와 로봇간 RF 통신을 통해 상기 광범위 방범 영역내 다수의 로봇에게 각 로봇의 담당 영역 위치정보를 송신시켜, 담당 영역내 적정 위치에 대기시키는 단계와, (d)상기 광범위 방범 영역내 외부 침입자 발생 시 상기 센서노드를 통해 외부 침입자가 발생한 해당 담당영역의 로봇에게 침입자에 대한 위치정보를 송신시키는 단계와, (e)상기 외부 침입자가 발생한 해당 담당영역의 로봇이 상기 센서노드를 통해 수신한 침입자 위치정보에 따라 상기 침입자의 위치로 이동한 후, 침입자에 대한 촬영을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크 기반의 신속하게 대응하는 광범위 방범 로봇 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 센서 네트워크 기반의 신속하게 대응하는 광범위 방범 로봇 시스템은 센서 노드(100), 방범 로봇(200)으로 이루어진다.
센서 노드(100)는 인체 감지 센서를 통해 침입자를 감지(a)하면 침입자의 위치 정보를 RF 신호로 방범 로봇(200)에게 송신한다. 센서 노드(100)가 침입자의 위치 정보를 방범 로봇(200)에게 RF신호를 통해 바로 전달할 수 없으면 이웃한 센서 노드(101)에게 RF신호를 송신(b)하는 과정을 반복하여 방범 로봇(200)에게 침입자의 위치 정보를 전달하는 멀티홉 방식을 따른다. 멀티 홉 방식에 있어서, 이미 설정된 라우팅 경로를 따라서 침입자의 위치 정보를 RF 신호로 전송하게 된다. 방범 로봇(200)이 침입자의 위치 정보를 수신하면 침입자의 위치로 이동(c)하여 장착된 카메라를 통해 침입자를 촬영하거나 침입자에게 경고를 수행하여 방범 역할을 하게된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1에 도시된 방범 로봇의 상세 블록 구성도이다.
이하 상기 도 2를 참조하면, 방범 로봇(200)은 로봇의 몸체를 이동하기 위한 주행부(210)와, 자신의 현재 위치를 인식하기 위한 자기위치 인식부(220)와, 이동 경로상의 장애물을 감지하기 위한 장애물감지부(230)와, 침입자를 촬영하기 위한 카메라(241)를 구비한 침입자 촬영부(240), 침입자를 잡기 위한 침입자 경고부(250)와, 자신의 담당 영역 요청 메시지를 송신하고 침입자의 위치 메시지 및 자신의 담당 영역 메시지를 수신하기 위한 RF통신부(260)와, RF통신부(260)로부터 전달된 메시지에 따라 위치 이동 및 방범 활동을 행할 수 있도록 상기 각 부를 제어하는 제어부(270)를 구비한다.
동작을 살펴보면, 방범 로봇은 자신이 방범 시스템에 가입하게 되면 RF통신부(260)를 통해 광범위 방범 영역내 자신의 담당할 담당 영역에 대한 위치정보 요청 메시지를 송신한다. RF통신부(260)를 통해 담당 영역의 위치 정보나 침입자의 위치 정보를 수신하면 주행부(210)를 통해 목표 위치로 이동하게 된다. 이동과정에는 자기위치 인식부(220)를 통해 자기 위치를 계속 확인하며 이동하게 되고, 장애물감지부(230)을 통해 장애물을 피하며 이동하게 된다. 침입자의 위치로 이동한 상황이라면 침입자 촬영부(240)를 통해 침입자를 감지하고 촬영하며 침입자 경고부(250)를 통해 침입자에게 경고를 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 도 1에 도시된 센서 노드의 상세 블록 구성도이다.
상기 도 3을 참조하면, 센서 노드(100)는 인체 감지 센서를 통해 침입자를 감지하는 인체 감지 센서부(110)와, 침입자의 위치 정보나 로봇의 담당 영역 위치 정보를 멀티 홉(Multi hop) 방식으로 전송하는데 있어서 RF신호를 송수신하기 위한 RF통신부(120)와, 메시지를 멀티 홉 방식으로 전송하는데 있어서 필요한 라우팅 경로 설정을 담당하는 라우팅경로설정모듈(130)과, 로봇의 담당 영역 위치 정보 요청 에 대해 광범위 방범 영역내 각 로봇의 담당 영역을 결정해 주는 로봇배치모듈(140)과, 인체 감지 센서부(110)에서 감지한 침입자 감지 및 RF통신부(120)로부터 전달된 메시지에 따라 상기 각 부를 제어하는 제어부(150)를 구비한다.
동작을 살펴보면, 센서 노드(100)는 인체 감지 센서부(110)를 통해 침입자를 감지하면 RF통신부(120)를 통해 침입자의 위치를 멀티 홉 방식으로 방범 로봇(200)에게 전송한다. 멀티 홉 방식으로 전송하는데 있어서 이미 설정된 라우팅 경로 정보를 라우팅 경로 설정 모듈(130)을 통해 알게 된다. 센서 노드(100)는 RF통신부(120)를 통해서 방범 로봇(200)의 담당영역 위치 요청 메시지를 수신하면 로봇 배치 모듈(140)을 통해 해당 로봇의 담당 영역 위치를 결정한다. 위 라우팅 경로 설정과 로봇의 담당 영역 위치 결정에 대해서는 이후, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
즉, 센서 노드가 침입자의 위치 정보를 로봇에게 RF신호를 통해 바로 전달할 수 없으면, 센서들 간에 이웃한 센서 노드로 RF신호를 송신하는 과정을 반복하여 로봇에게 침입자의 위치 정보를 전달하는 멀티 홉 방식을 따른다. 멀티 홉 방식에서는 라우팅 경로 설정이 필요하게 되고 이를 위해 센서 노드에 라우팅 경로 설정 모듈을 두고 이 일을 처리한다. 라우팅 경로 설정 모듈은 자신에게서 가장 가까운 로봇으로 데이터를 전송 할 수 있는 라우팅 경로를 설정한다. 로봇이 침입 상황에 신속하게 대응하기 위해서는 전체 방범 영역에 각각의 로봇이 담당할 영역을 나누어 로봇은 자신의 영역의 가운데 지점 등과 같이 적정한 위치에서 대기하게 된다. 이때 로봇이 담당할 영역을 적응적으로 나누기 위해 로봇 배치 알고리즘이 필요하 게 되고, 이를 위해 센서 노드에 로봇 배치 모듈을 두고 이 일을 처리한다. 로봇 배치 모듈은 자신이 속한 영역의 크기와 주위의 인접한 영역의 크기를 비교하여 가장 큰 영역을 분할하여 해당 로봇의 영역으로 결정한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서노드에서의 라우팅 경로 설정 개념을 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 각 센서 노드(100)의 라우팅 경로는 자신의 이웃 노드들 중에서 방범 로봇(200)에 가장 가까이 위치한 이웃 노드로 설정한다. 방범 로봇(200)으로부터 가장 가까이 있는 센서 노드(100')가 다른 모든 센서 노드(100)로부터 멀티 홉 방식으로 메시지를 전달받아 최종적으로 방범 로봇(200)에게 메시지를 전송한다.
라우팅 경로 설정은 방범 로봇(200)이 담당 영역별 자신의 대기 위치로 이동하여 대기 상태가 될 때 이루어진다. 자신의 대기 위치로 이동하여 대기 상태가 된 방범 로봇(200)은 자신에게서 가장 가까운 센서 노드에게 라우팅 경로 재설정 요청 메시지를 RF신호로 송신한다. 이를 수신한 방범 로봇(200)에게서 가장 가까운 센서 노드(100)는 라우팅 경로 재설정 메시지를 플러딩(flooding)한다.
라우팅 경로 재설정 메시지를 받은 센서 노드(100)들은 자신의 라우팅경로설정모듈(130)을 통해 자신의 라우팅 경로를 라우팅 경로 재설정 메시지를 보낸 노드로 설정한다. 이때 라우팅 경로 재설정 메시지를 플러딩(flooding)을 하여 전달하였기 때문에 하나의 센서 노드(sensor node)가 다수의 라우팅 경로 재설정 메시지를 수신하면 가장 먼저 수신된 메시지를 보낸 노드를 라우팅 경로로 설정한다. 이 런 방식으로 라우팅 경로를 설정하면 라우팅 경로 재설정 메시지가 플러딩(flooding)된 경로의 역 방향으로 라우팅 경로가 설정되어 도 4와 같은 라우팅 트리(routing tree)가 형성된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 센서노드에서의 적응적 로봇 배치 방법에 관한 개념을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 침입 상황에 빠른 대응이 가능하도록 로봇을 배치하기 위해 본 발명에서 제안하는 방법은, 전체 방범 영역의 크기와 방범 로봇의 수에 따라 전체 영역을 각각의 로봇이 담당할 영역(직사각형 모양)으로 상기 도 5에서 보여지는 바와 같이 로봇수에 따라 적응적으로 나누고, 각 영역마다 그 영역을 담당하는 방범 로봇이 그 영역의 적정한 위치에서 대기하도록 하는 방법이다. 방범 로봇이 자신이 담당할 영역의 가운데 지점에 대기함으로써 자신이 담당할 영역에서 발생하는 침입 상황에 빠르게 대응할 수 있고, 전체 방범 영역에서 각각의 로봇이 담당해야 할 영역을 로봇수에 따라 적응적으로 나눔으로써 전체 방범 영역에서 발생하는 침입 상황에 빠르게 대응할 수 있다.
방범 시스템의 초기 상태에서 방범 로봇(200)이 최초로 시스템에 가입하면 그 방범 로봇은 방범 시스템 전체 영역의 가운데 위치를 자신의 대기 위치로 하고 방범 시스템의 전체 영역을 자신의 담당 영역으로 한다. 이 후에 추가로 가입되는 방범 로봇(200)은 현재 분할된 담당영역 중에서 가장 큰 영역을 재분할하여 그 중 한 영역을 자신이 담당할 영역으로 한다. 방범 로봇(200)의 담당 영역을 결정하기 위해 각 영역의 가운데 지점에 있는 센서 노드(100)를 그 영역을 담당하고 있는 헤 더 노드(100')라 하고 이 헤더 노드(100')의 로봇배치모듈(140)을 통해 방범 로봇(200)의 담당 영역을 결정하게 된다.
로봇배치모듈(140)은 로봇의 담당 영역을 결정하기 위해 자신이 속한 영역의 크기와 인접한 영역의 크기 및 인접한 영역을 담당하는 헤더 노드들의 위치 정보를 설정 및 저장한다. 이는 헤더 노드가 자신의 영역이 분할 될 때마다 자신의 영역에서 분할되어 새로 생성된 두 영역을 각각 담당하는 두 헤더 노드에게 인접 영역의 크기 정보 및 인접 영역을 담당하는 헤더들의 위치 정보를 저장해 줌으로써 이루어진다.
이하 도 6을 참조하면서 방범 로봇이 추가되어 자신의 담당 영역을 찾아가는 과정과 센서노드의 로봇 배치 모듈(140)을 통해 추가된 방범 로봇의 담당 영역을 결정하는 과정을 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
상기 도 6을 참조하면, 추가된 방범 로봇(200')이 광범위 방범 영역내 자신이 담당하게될 담당 영역에 대한 위치 요청 메시지를 자신에게서 가장 가까운 센서 노드(101)에게 송신(a)하면 메시지를 수신한 센서 노드(101)는 자신이 속한 영역을 담당하고 있는 헤더 노드(100')에게 로봇의 담당영역 위치 정보 요청 메시지를 멀티홉 방식으로 전달(b)한다.
그러면 담당영역 위치 요청 메시지를 수신한 헤더 노드(100')는 자신의 로봇배치모듈(140)을 통해 해당 로봇의 담당 영역을 결정한다. 헤더 노드(100')의 로봇배치모듈(140)은 자신이 담당하는 영역의 크기와 인접한 이웃 영역의 크기 정보를 알고 있어 그 중에서 가장 큰 영역을 찾는다. 이때 만약 자신의 영역이 가장 큰 영 역이라면 자신의 영역을 분할하여 그 중 한 영역을 해당 로봇의 담당 영역으로 결정한다. 그러나 이와 달리 이웃 영역 중에 더 큰 영역이 있다면 그 영역을 담당하는 헤더 노드에게 로봇별 담당영역 위치 요청 메시지를 전달하고 이를 수신한 헤더 노드가 자신의 로봇 배치 모듈을 통해 해당 로봇의 담당 영역을 위와 같은 방식으로 재귀적으로 결정한다. 이웃 영역을 담당하는 헤더 노드로 담당영역에 대한 위치 요청 메시지를 전달하는 것은 이웃한 헤더 노드들의 위치 정보를 서로 공유하고 있으므로 해서 가능하게 된다.
위와 같은 재귀적인 방법으로 해당 로봇의 담당 영역이 결정되면 그 영역의 가운데 위치를 해당 로봇의 대기 위치로 하여 해당 로봇에게 전달한다. 또한 자신이 담당하던 영역이 분할되어 자신의 담당영역이 바뀌게 된 방범 로봇에게도 새롭게 바뀐 영역의 가운데 위치를 로봇의 대기 위치로 하여 로봇에게 전달한다. 자신의 담당영역 위치 메시지를 수신한 해당 로봇은 자신의 담당 영역내 적정한 대기 위치로 이동하여 대기함과 동시에 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 자신에게서 가장 가까이 있는 센서 노드(사실, 영역을 담당하는 헤더 노드와 같은 노드이다.)에게 라우팅 경로 재설정 요청 메시지를 송신하고 이를 수신한 헤더 노드가 라우팅 경로 재설정 메시지를 플러딩(flooding)함으로써 담당할 영역의 라우팅 경로를 재설정한다.
따라서, 이상의 설명과 같은 본 발명의 방범 로봇 시스템은 센서 네트워크를 기반으로 하여 광범위한 영역에 적합하고, 적응적 로봇 배치 방법으로 인한 침입 상황에 신속하게 대응할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 시스템은 인체 감지 센서를 통해 침입자를 감지하면 침입자의 위치를 RF신호로 송신하는 다수의 센서 노드와, 침입자의 위치를 수신하면 침입자의 위치로 이동하여 장착된 카메라를 통해 침입자를 촬영하거나 침입자에게 무단 침입에 대한 경고를 수행하는 다수의 방범 로봇으로 구성된다. 이와 같은 구성을 통해 광범위 방법 시스템내 각 방범 로봇은 센서노드로부터 자신이 담당할 영역의 위치 정보를 수신하여 담당 영역별 적정 위치에 대기하며, 광범위 방범 지역내 외부 침입자 발생 시 센서노드를 통해 침입자의 위치 정보를 수신 받아 상기 침입자의 위치로 이동한 후, 침입자에 대한 촬영 및 경고 등의 방범 역할을 수행하도록 함으로써, 다수의 무인 카메라 대신에 소수의 방범 로봇을 이용한 광범위한 영역에 대한 보다 보안성 높은 방범수행을 실현할 수 있으며, 적응적 로봇 배치 방법을 통해 침입자 발생 상황에 대한 보다 신속한 대응이 가능하게 된다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 인체 감지 센서를 통해 침입자를 감지하면 침입자의 위치를 RF신호로 송신하는 다수의 센서 노드와, 침입자의 위치를 수신하면 침입자의 위치로 이동하여 장착된 카메라를 통해 침입자를 촬영하거나 침 입자에게 무단 침입에 대한 경고를 수행하는 다수의 방범 로봇으로 광범위 지역에 대한 방범 시스템을 구성하여, 다수의 무인 카메라를 이용한 전통적인 방범 시스템의 문제점을 해결한다. 이에 따라 다수의 무인 카메라 대신에 소수의 방범 로봇이 무인 카메라 기능을 하도록 함으로써, 비용이 절감되고, 로봇의 이동성으로 인해 촬영 가능영역이 확대되며, 보안 요원의 출동 대신에 방범 로봇을 사용하도록 하여 보다 신속한 상황 처리가 가능하게 되는 이점이 있다.
또한, 기존의 방범 로봇 시스템의 문제점을 해결하여 인체 감지 센서가 장착된 다수의 센서 노드들이 침입자를 감지함으로써 침입자는 침입 감지를 피할 수 없고, 로봇은 자신의 영역에 대기 상태에 있다가 침입 상황 발생 시에만 움직이므로 전력 소비가 적으며, 다수의 로봇에 대한 적응적 로봇 배치 알고리즘의 제안으로 인한 다수의 로봇에 대한 제어도 용이하며, 센서 네트워크를 기반으로 하여 광범위한 영역에 대한 방범 시스템이 가능하고 적응적 로봇 배치 방법의 제안으로 인한 보다 신속한 대응이 가능한 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템으로서,
    상기 로봇 시스템의 광범위 방범 지역내 자신이 담당하게될 영역의 위치를 요청하는 메시지를 RF 신호로 송신하며, 침입자의 위치 정보를 수신하면 해당 침입자의 위치로 이동하여 상기 침입자를 카메라로 촬영하거나 경고를 수행하는 다수의 방범 로봇(200)과,
    상기 방범 로봇들로부터 전송된 담당영역 위치정보 요청 메시지를 수신하여 해당 로봇의 담당 영역을 결정해 그 정보를 RF 신호로 해당 로봇에게 송신하며, 인체 감지 센서를 통해 상기 광범위 방범 영역내 침입자 발생 여부를 감지하고, 침입자 발생 시 해당 영역내 방범 로봇에게 상기 침입자의 위치 정보를 RF 신호로 송신하는 센서 노드(100)
    를 포함하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방범 로봇(200)은,
    상기 로봇 몸체에 대한 이동을 수행하는 주행부(210)와,
    상기 로봇의 현재위치를 인식하는 자기위치인식부(220)와,
    상기 로봇의 지정된 방범 담당 영역내 이동 시 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부(230)와,
    상기 담당 영역내 침입한 침입자에 대한 카메라 촬영을 수행하는 침입자 촬영부(240)와,
    상기 광범위 방범 영역내 상기 로봇의 담당영역 위치 정보를 수신하고, 상기 센서노드로부터 전송되는 침입자의 위치 정보를 수신하는 RF통신부(260)와,
    상기 RF통신부로부터 전달된 메시지에 따라 상기 로봇의 위치 이동 및 해당 방범 영역내 방범 활동을 행할 수 있도록 상기 각 부를 제어하는 제어부(270)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 방범로봇(200)은,
    상기 침입자에게 침입을 경고하는 경고부(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서노드(100)는,
    상기 광범위 방범 영역내 침입자 발생 여부를 감지하는 인체 감지 센서부(110)와,
    상기 광범위 방범 영역내 다수의 방범 로봇과 로봇별 담당지역 정보 및 침입자 발생에 따른 침입자 위치정보 송/수신을 위한 RF통신부(120)와,
    상기 RF 통신부를 통해 상기 광범위 방범 영역내 위치한 로봇들로부터의 담당영역 위치 요청 수신시 각 로봇이 담당할 영역의 위치 정보를 송신하고, 상기 인체 감지 센서부를 통해 외부 침입자 검출 시 상기 RF통신부를 통해 상기 침입이 검출된 해당 영역의 로봇에게 침입자 위치 정보를 송신하도록 각 부를 제어하는 제어부(150)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서노드(100)는,
    상기 로봇의 담당영역 위치 정보 요청 수신 시 상기 광범위 방범 영역내 각 로봇이 담당할 영역을 결정하는 로봇 배치 모듈(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센서노드(100)는,
    상기 외부 침입자 발생 시 이를 해당 영역내 로봇에게 멀티홉 방식으로 전송시 상기 로봇까지 경로에 위치한 센서노드들의 라우팅 경로를 설정하여 주는 라우팅 경로 설정 모듈(130)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 로봇 배치 모듈(140)은, 상기 로봇의 배치를 위한 중앙 서버를 이용하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방법 로봇 시스템.
  8. 다수의 센서 노드와 방범 로봇을 포함하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템에서 방범 수행방법으로서,
    (a)상기 다수의 방범 로봇으로부터 상기 광범위 방범 영역내 자신이 담당할 영역의 위치정보 요구를 수신하는 단계와,
    (b)상기 광범위 방범 영역을 각 로봇이 담당할 소 영역으로 상기 방범 로봇의 수에 따라 적응적으로 나누는 단계와,
    (c)상기 센서 노드와 로봇간 RF 통신을 통해 상기 광범위 방범 영역내 다수의 로봇에게 각 로봇의 담당 영역 위치정보를 송신시켜, 담당영역내 적정 위치에 대기시키는 단계와,
    (d)상기 광범위 방범 영역내 외부 침입자 발생 시 상기 센서노드를 통해 외부 침입자가 발생한 해당 담당영역의 로봇에게 침입자에 대한 위치정보를 송신시키는 단계와,
    (e)상기 외부 침입자가 발생한 해당 담당영역의 로봇이 상기 센서노드를 통해 수신한 침입자 위치정보에 따라 상기 침입자의 위치로 이동한 후, 침입자에 대한 촬영을 수행하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템에서 방범 수행방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (e)단계 이후, (f)상기 침입자의 위치로 이동한 로봇이 상기 침입자에게 침입에 대한 경고를 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크 기반의 광범위 방범 로봇 시스템에서 방범 수행방법.
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