KR101302623B1 - Escaping nethod of unmanned ground vehicle from turnover state and sticking state - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법에 관한 것으로, 지상로봇이 교착상태나 전복상태에 빠진 것을 스스로 감지하고, 동작유형 목록에서 선택되어 기저장된 복수의 동작코드를 순차 실행하여 해당 상태로부터 스스로 탈출함으로써 지상로봇의 임무완수 가능성 및 자율 복귀 확률을 높일 수 있다. 특히 본 발명은 지상로봇이 교착상태나 전복상태로부터 탈출하는 과정에서 모터의 회전수에 따른 모터 전류를 체크하여 모터에 과부하가 걸리지 않도록 제어하여 지나치게 전력을 소모하지 않도록 함으로써 로봇 스스로 내부 설비를 보호할 수 있다. The present invention relates to a method of overturning and deadlocking of a ground robot, and detects that the ground robot is in a deadlock or overturning state by itself, and sequentially executes a plurality of prestored operation codes selected from a list of operation types. By escaping on your own, you can increase the likelihood of land robots completing their missions and autonomous return. In particular, the present invention is to check the motor current according to the number of revolutions of the motor in the process of escaping from the deadlock or overturned state so that the robot does not overload the motor to protect the internal equipment by itself so as not to consume excessive power Can be.

Description

지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법{ESCAPING NETHOD OF UNMANNED GROUND VEHICLE FROM TURNOVER STATE AND STICKING STATE} How to escape overturn and deadlock of ground robot {ESCAPING NETHOD OF UNMANNED GROUND VEHICLE FROM TURNOVER STATE AND STICKING STATE}

본 발명은 자율 주행이 가능한 무인 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법에 관한 것이다. The present invention relates to an overturn and deadlock escape method of the unmanned ground robot capable of autonomous driving.

자율 주행이 가능한 무인 지상로봇이나 로봇 차량은 군사용, 산업용, 보안용 및 청소용 등 각 분야에서 점차 사용이 늘어나고 있다. 이와 같은 지상로봇의 일예로는 한쌍의 무한 궤도에 의해 주행하고 전방에 한쌍의 플리퍼가 설치되어 장애물을 극복할 수 있는 로봇을 들 수 있다. Unmanned ground robots and robot vehicles capable of autonomous driving are increasingly used in military, industrial, security and cleaning fields. An example of such a ground robot is a robot capable of overcoming obstacles by traveling by a pair of caterpillars and having a pair of flippers installed in front.

상기와 같은 지상로봇은 작전에 투입되거나 불확실한 지형에서 동작될 때 장애물에 빠져 교착상태에 놓이거나 전복될 가능성이 높다. 이 경우 지상로봇은 주어진 업무를 수행하기 위해 교착상태 또는 전복상태를 감지하고 스스로 극복하거나 탈출할 수 있어야 한다. Ground robots as described above are likely to fall into obstacles and become deadlocked or overturned when operated in an uncertain terrain. In this case, the ground robot should be able to detect a deadlock or overturn and overcome or escape itself in order to perform a given task.

그런데, 종래에는 단순히 지상로봇의 자세와 동작 조합만으로 교착상태 또는 전복상태에서 탈출하려고 하였기 때문에 극복이나 탈출 과정에서 모터에 과부하가 걸리거나 전력이 지나치게 많이 소진되는 경향이 있었다. However, in the related art, because the robot attempts to escape from a deadlock or overturning state simply by combining a posture and an operation of the ground robot, the motor may be overloaded or consumed excessively during the overcoming or escape process.

따라서 본 발명은 무인 지상로봇이 전복되거나 교착상태에 빠졌을 때 모터의 과부하 또는 지나친 전력 소비 없이 탈출할 수 있는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법을 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention is to provide a method of overturning and deadlocking the ground robot, which can escape without overload or excessive power consumption of the motor when the unmanned ground robot is overturned or deadlocked.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법은, 주행시 지상로봇이 장애물에 빠지면 지상로봇의 롤각 및 무게중심의 변화를 체크하여 전복 또는 교착상태를 판단하는 단계; 전복상태인 경우 플리퍼를 반복 하향 회전시켜 탈출하는 단계; 및 상기 전복상태 탈출 후 또는 교착상태인 경우 동작유형 목록에서 선택되어 저장된 복수의 동작코드에 따라 지상 로봇을 동작시켜 교착 상태에서 탈출하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, the method of overturning and deadlocking the ground robot according to an embodiment of the present invention, if the ground robot falls into an obstacle while driving, checks the change of the roll angle and the center of gravity of the ground robot and overturns or deadlocks it. Determining; In a rollover state, repeatedly rotating the flipper to escape; And escaping from the deadlock state by operating the ground robot according to a plurality of operation codes selected and stored in the operation type list after the overturn state escape or in the deadlock state.

상기 전복상태는 지상로봇의 롤각이 기설정된 제1각도 범위(-180°~ -160°)에 있을 때이고, 상기 교착상태는 롤각이 제1각도 범위밖에 있고 무게중심의 변화가 기 설정된 값이하인 때이다. The rollover state is when the roll angle of the ground robot is within the preset first angle range (-180 ° to -160 °), and the deadlock is when the roll angle is outside the first angle range and the change in the center of gravity is less than or equal to the preset value. to be.

상기 복수의 동작코드는 지상로봇의 전진 또는 후진을 나타내는 로봇동작, 플리퍼동작 및 스키드 동작을 각각 나타내는 제1~제3동작코드를 나타내고, 상기 동작유형 목록은 상기 제1~제3동작코드를 지상 로봇의 자세에 따라 조합하여 구성한 복수의 동작 유형을 포함한다.The plurality of operation codes represent first to third operation codes indicating robot operation, flipper operation, and skid operation, respectively, indicating forward or backward movement of the ground robot, and the operation type list indicates the first to third operation codes. It includes a plurality of motion types configured in combination according to the attitude of the robot.

상기 복수의 동작코드는 로봇자세에 따라 동작 프로그램시 정해지며, 인공지능 알고리즘에 의해 학습적으로 수정된다. The plurality of motion codes are determined at the time of the motion program according to the robot posture, and are modified in a learning manner by an artificial intelligence algorithm.

상기 교착 상태에서 탈출하는 단계는 저장된 복수의 동작코드를 순차 실행하는 단계; 각 동작코드가 실행될 때마다 지상로봇의 모터 회전수에 따른 모터 전류를 검출하는 단계; 각 동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정할 때 상기 모터 전류가 임계전류보다 큰지 판단하는 단계; 동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정하고 상기 모터 전류가 임계전류보다 크면 다음 동작코드를 실행하는 단계; 및 상기 동작 코드실행중에 지상로봇의 피치각이 설정된 범위에 들어오면 전복상태에서 탈출한 것으로 판단하는 단계;를 포함한다. The escaping from the deadlock may include sequentially executing a plurality of stored operation codes; Detecting the motor current according to the motor speed of the ground robot each time the operation code is executed; Determining whether the motor current is greater than a threshold current when the motor rotation speed at each operation code is constant; Executing the next operation code when the motor rotation speed at the operation code execution is constant and the motor current is greater than the threshold current; And determining to escape from the overturning state when the pitch angle of the ground robot falls within the set range during the execution of the operation code.

상기 모터는 지상로봇의 주행궤도를 구동하는 메인 구동모터이고, 상기 임계전류는 해당 전류값을 초과하는 경우 과전류로 인해 모터에 손상을 입힐 수도 있는 전류이다. The motor is a main driving motor for driving the trajectory of the ground robot, and the threshold current is a current that may damage the motor due to overcurrent when the current exceeds the corresponding current value.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법은, The overturning and deadlock escape method of the ground robot according to another embodiment of the present invention to achieve the above object,

주행시 지상로봇이 장애물에 빠지면 지상로봇의 롤각 및 무게중심의 변화를 체크하여 전복 또는 교착상태를 판단하는 단계;If the ground robot falls into an obstacle while driving, checking a change in the roll angle and the center of gravity of the ground robot to determine a rollover or a deadlock;

전복상태인 경우 플리퍼를 반복 하향 회전시켜 탈출하는 단계; In a rollover state, repeatedly rotating the flipper to escape;

상기 전복상태 탈출 후 또는 지상로봇이 교착상태인 경우 동작유형 목록에 저장된 지상로봇의 자세에 따른 동작유형에 따라 복수의 동작코드를 실행하는 단계; 및 각 동작코드가 실행될 때 지상로봇의 각 동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정할 때 지상로봇의 모터 전류가 임계전류보다 크지 않도록 제어하여 교착상태에서 탈출하는 단계;를 포함한다.Executing a plurality of operation codes according to the operation type according to the attitude of the ground robot stored in the operation type list after the overturn state escape or when the ground robot is deadlocked; And controlling the motor current of the ground robot not to be greater than the threshold current when the operation speed of each ground code of the ground robot is constant when each of the operation codes is executed, and escaping from the deadlock.

상기 전복상태는 지상로봇의 롤각이 기설정된 제1각도 범위(-180°~ -160°)안에 있을 때이고, 상기 교착상태는 롤각이 제1각도 범위밖에 있고 무게중심의 변화가 기 설정된 값이하인 때이다. The rollover state is when the roll angle of the ground robot is within the preset first angle range (-180 ° to -160 °), and the deadlock is when the roll angle is outside the first angle range and the change in the center of gravity is less than or equal to the preset value. to be.

상기 교착상태는 각 동작 코드실행중에 지상로봇의 피치각이 기 설정된 범위(-3°~ 3° 범위)에 들어오면 탈출한 것으로 판단한다. The deadlock is determined to have escaped when the pitch angle of the ground robot falls within a preset range (-3 ° to 3 ° range) during execution of each operation code.

상기 복수의 동작코드는 지상로봇의 전진 또는 후진을 나타내는 로봇동작, 플리퍼동작 및 스키드 동작을 각각 나타내는 제1~제3동작코드를 나타내고, 상기 동작유형 목록은 상기 제1~제3동작코드를 지상 로봇의 자세에 따라 조합하여 구성한 복수의 동작 유형을 포함하며, 상기 복수의 동작코드는 지상 로봇의 자세에 동작 프로그램시 정해지며, 인공지능 알고리즘에 의해 학습적으로 수정된다. The plurality of operation codes represent first to third operation codes indicating robot operation, flipper operation, and skid operation, respectively, indicating forward or backward movement of the ground robot, and the operation type list indicates the first to third operation codes. It includes a plurality of motion types configured in combination according to the posture of the robot, the plurality of motion codes are determined at the time of the motion program in the posture of the ground robot, it is learned and modified by the artificial intelligence algorithm.

상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법은, 지상로봇이 교착상태나 전복상태에 빠진 것을 스스로 감지하고, 모터의 회전수와 모터의 전류값을 체크하여 해당 상태로부터 스스로 탈출함으로서 지상로봇의 임무완수 가능성 및 자율 복귀 확률을 높일 수 있는 효과가 있다. As described above, the method for escaping overturning and deadlocking of the ground robot according to an embodiment of the present invention detects that the ground robot is in a deadlocking state or overturning state, and checks the rotation speed of the motor and the current value of the motor. By escaping itself from the state, it is possible to increase the probability of completing the mission and the chance of autonomous return of the ground robot.

또한, 본 발명은 지상로봇이 교착상태나 전복상태로부터 탈출하는 과정에서 모터의 회전수에 따른 모터 전류를 체크하여 모터에 과부하가 걸리지 않도록 제어하여 지나치게 전력을 소모하지 않도록 함으로써 로봇 스스로 내부 설비를 보호할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is to check the motor current according to the number of revolutions of the motor in the process of escaping from the deadlock or overturned state by controlling the motor so as not to overload the motor to protect the internal equipment of the robot itself It can work.

도 1은 지상로봇이 제1형태의 장애물에 빠진 교착상태를 나타내는 개념도.
도 2는 지상로봇이 제2형태의 장애물에 빠진 교착상태를 나타내는 개념도.
도 3은 지상로봇이 전복된 상태를 나타내는 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 지상로봇이 전복상태와 교착상태를 탈출하는 과정을 나타내는 흐름도.
도 5는 도 4에서 교착상태의 탈출과정을 상세하게 나타내는 흐름도.
도 6은 지상로봇의 동작 유형 목록을 나타낸 도면.1 is a conceptual diagram showing a deadlock in which the ground robot is stuck in an obstacle of the first type;
Figure 2 is a conceptual diagram showing a deadlock in which the ground robot fell into the obstacle of the second type.
3 is a conceptual diagram showing a state in which the ground robot is overturned.
4 is a flow chart showing a process of escaping the overturned state and the deadlock state of the ground robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart illustrating in detail the escape process of the deadlock in FIG.
6 is a view showing a list of operation types of the ground robot.

이하 본 발명의 탈출방법이 일예로서 적용될 수 있는 지상로봇의 구조 및 예상되는 장애물에 관한 먼저 설명하기로 한다. Hereinafter, the structure of the ground robot to which the escape method of the present invention can be applied as an example and the expected obstacles will be described first.

본 발명에서 "교착상태(Sticking)"란 지상로봇(100)이 주행중 장애물(10)에 빠져 계속 주행을 할 수 없는 상태를 말한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1형태의 장애물(10)은 지상로봇(100)의 전체 길이 보다 큰 구덩이(20)에 빠져 바닥(30)에 놓여진 상태이다. In the present invention, "sticking" refers to a state in which the ground robot 100 is unable to continue driving because of falling into the obstacle 10 while driving. For example, as shown in FIG. 1, the obstacle 10 of the first type is placed in the bottom 30 by falling into a pit 20 larger than the entire length of the ground robot 100.

도 2는 지상로봇(100)이 제2형태의 장애물(10)에 빠져 교착된 상태를 나타내는 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2형태의 장애물은 지상로봇(100)의 전체 길이 보다 짧은 구덩이(20)에 일부가 빠져 장애물(10)과 접촉점(40a, 40b)에서 교착된 상태이다. 이때, 제어부(미도시)는 무게중심(50)의 변화를 통해 교착상태를 감지할 수 있다. 2 is a conceptual diagram illustrating a state where the ground robot 100 is stuck in an obstacle 10 of the second type. As shown in FIG. 2, the obstacle of the second type is partially stuck in the pit 20 shorter than the entire length of the ground robot 100, and is stuck at the contact point 40a and 40b. In this case, the controller (not shown) may detect the deadlock state through the change of the center of gravity 50.

본 발명에서 "전복상태(Turnover)"란 지상로봇(100)이 지면(60)에 뒤집혀진 상태이다. 예를 들어, 도 3은 지상로봇이 전복된 상태를 나타내는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 지상로봇(100)의 몸체(120)에는 한쌍의 무한궤도로 이루어진 주행궤도(130)가 구비되고, 전방에는 한쌍의 플리퍼(110)가 구비된다. 상기 플리퍼(110)는 몸체(120)에 대해 회전이 가능하다. In the present invention, "turnover" is a state in which the ground robot 100 is turned upside down on the ground 60. For example, Figure 3 is a conceptual diagram showing a state in which the ground robot is overturned. As shown in Figure 3, the body 120 of the ground robot 100 is provided with a traveling track 130 consisting of a pair of endless tracks, a pair of flipper 110 is provided in front. The flipper 110 is rotatable with respect to the body 120.

이후 상기와 같은 교착상태 및 전복상태에 대해 지상로봇(100)이 탈출하는 방법에 대해 설명하도록 한다. After that, the method for escaping the ground robot 100 with respect to the deadlock and the rollover state as described above will be described.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 지상 로봇이 전복상태와 교착상태를 탈출하는 과정을 나타내는 전체 흐름도이다. 4 is an overall flowchart illustrating a process of the ground robot escaping from the overturned state and the deadlock state according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 지상 로봇(100)이 주행을 개시하면 먼저 제어부(미도시)는 지상 로봇(100)의 좌우 기울기를 나타내는 롤각(X축 각)이 제1각도 조건(범위)을 만족하는지 판단하고, 지상로봇(100)의 무게중심의 변화를 체크한다(S100). 여기서 제1각도 조건은 지상 로봇(100)의 롤각이 -160°보다 작고 -180°보다 큰 조건이다. As shown in FIG. 4, when the ground robot 100 starts to travel, the controller (not shown) first determines that the roll angle (X-axis angle) representing the left and right tilts of the ground robot 100 is the first angle condition (range). Determine whether it is satisfied, and check the change in the center of gravity of the ground robot (100) (S100). Here, the first angle condition is a condition where the roll angle of the ground robot 100 is smaller than -160 ° and larger than -180 °.

즉, 상기 롤각이 제1각도 조건을 만족하면, 제어부는 지상 로봇(100)이 전복상태(도 3)에 놓였다고 판단하고, 제1각도조건을 만족하지 않으면 무게중심의 변화가 있는 경우(기 설정된 값 이상인 경우) 지상 로봇(100)이 교착상태(도 1 또는 도 2)에 놓인 것으로 판단한다. That is, when the roll angle satisfies the first angle condition, the controller determines that the ground robot 100 is in an overturned state (FIG. 3), and when there is a change in the center of gravity if the first angle condition is not satisfied ( When the value is greater than or equal to the set value, it is determined that the ground robot 100 is in a deadlock state (FIG. 1 or FIG. 2).

만약, 상기 제1각도 조건을 만족하여 지상 로봇(100)이 전복상태라고 판단되면, 제어부는 플리퍼(110)를 회전시켜(S110) 제2각도 조건을 만족하는지 여부를 판단한다. 상기 제2각도 조건은 지상 로봇(100)의 전후 기울기를 나타내는 피치각(Y축 각)이 -3°~ 3° 범위내에 있을 조건이다. If it is determined that the ground robot 100 is overturned by satisfying the first angle condition, the controller determines whether the second angle condition is satisfied by rotating the flipper 110 (S110). The second angle condition is a condition in which the pitch angle (Y-axis angle) indicating the front and rear tilt of the ground robot 100 is within a range of -3 ° to 3 °.

도 4에서 상기 단계(S110)에서의 동작코드 "020"은 지상로봇(100)이 정지상태(000)에서 플리퍼(110)를 하향 회전(020)시킨다는 명령어이다. 상기 동작코드에 관해서는 추후 도 6에서 상세히 설명하도록 한다. In Figure 4, the operation code "020" in the step (S110) is a command that the ground robot 100 rotates (020) the flipper 110 in the stationary state (000). The operation code will be described in detail later with reference to FIG. 6.

그리고, 상기 제2각도 조건(-3°<피치각< 3°)을 만족하는 경우 제어부는 전복상태에서 탈출한 것으로 판단한다. If the second angle condition (−3 ° <pitch angle <3 °) is satisfied, the controller determines that the controller has escaped from the rollover state.

이후 전복상태에서 벗어나거나 앞서 설명한 제1각도조건을 충족하지 못하는 경우 제어부는 교착상태로 판단하여 교착상태 탈출과정을 수행한다(S200). 상기 교착상태 탈출과정은 추후 도 5에서 상세히 설명하도록 한다. 그리고 제어부는 상기 지상로봇(100)이 전복상태와 교착상태로부터의 완전히 탈출할 때까지 상기 판단 단계(S100) 내지 수행 단계(S200)를 반복적으로 실행한다. If the controller deviates from the rollover state or does not meet the first angular condition described above, the controller determines the deadlock and performs the deadlock escape process (S200). The deadlock escape process will be described in detail later with reference to FIG. 5. The control unit repeatedly executes the determination steps S100 to S200 until the ground robot 100 completely escapes from the overturned state and the deadlocked state.

도 5는 교착상태의 탈출과정(S200)을 상세하게 나타내는 흐름도이다. 5 is a flow chart showing in detail the process of escape of the deadlock (S200).

도 5에 도시된 바와 같이, 지상로봇(100)은 메모리(미도시)에 저장된 동작유형 목록(50)에서 미리 선별되어 저장되어 있던 복수의 동작코드(동작코드 셋트)를 읽어와서 로봇 동작(전진, 후진) 및 플리퍼 동작(플리퍼 Up, Down)을 하나씩 실행한다(S210, S230, S250, S270, S290, S310). 상기 복수의 동작코드(동작코드 셋트)는 사용자에 의해 재프로그램될 수도 있고, 지상로봇(100)에 의해 인공지능 알고리즘에 의해 학습적으로 수정될 수도 있다. As shown in FIG. 5, the ground robot 100 reads a plurality of operation codes (action code sets) previously selected and stored in the operation type list 50 stored in a memory (not shown) to move the robot (forwarding). , Reverse) and flipper operations (flipper Up, Down) are executed one by one (S210, S230, S250, S270, S290, S310). The plurality of operation codes (operation code sets) may be reprogrammed by a user, or may be learned by an artificial intelligence algorithm by the ground robot 100.

각 동작코드(100, 200, 010, 200)가 실행될 때마다 제어부는 지상로봇(100)의 모터 회전수에 따른 모터 전류를 검출하여 제1교착 조건과 대비한다(S220, S240, S280). 여기서 제1교착 조건이란 모터의 회전수가 일정할 때 상기 모터의 전류가 임계 전류값(6,000 mA)보다 큰지 여부를 판단하는 조건을 포함한다. 예를 들어, 제어부는 동작코드 "100"(전진)을 수행하는 단계(S210)후 모터 명령 회전수가 동작코드 "100"을 수행할 때의 회전수일때의 초과전류를 측정한다. Each time the operation codes 100, 200, 010, and 200 are executed, the controller detects a motor current according to the motor rotation speed of the ground robot 100 and contrasts it with the first deadlock condition (S220, S240, S280). Here, the first deadlock condition includes a condition for determining whether the current of the motor is greater than a threshold current value (6,000 mA) when the rotation speed of the motor is constant. For example, the control unit measures the excess current when the motor command rotation speed is the rotation speed when performing the operation code "100" after performing the operation code "100" (forward) (S210).

상기 모터는 지상로봇(100)의 주행궤도(130)를 구동하는 메인 구동모터가 될 수 있다. 모터 전류의 판단 기준치인 6,000 mA는 해당 값을 초과하는 경우 과전류로 인해 모터에 손상을 입힐 수도 있는 전류치이다. 즉, 상기 모터의 전류가 6,000 mA를 초과하면 제어부는 해당 동작코드에 의한 동작을 멈추고 다음 동작코드로 넘어간다. 상기 6,000 mA의 값은 모터의 용량에 따라 변동될 수 있는 것으로 본 실시예의 일예에 불과한 것으로 이해되어야 한다. The motor may be a main driving motor for driving the traveling track 130 of the ground robot 100. 6,000 mA, the criterion for determining motor current, is the current that can damage the motor due to overcurrent if the value is exceeded. That is, when the current of the motor exceeds 6,000 mA, the controller stops the operation by the corresponding operation code and proceeds to the next operation code. It is to be understood that the value of 6,000 mA is only one example of the present embodiment as it may vary depending on the capacity of the motor.

만약, 상기 제1교착 조건을 만족하여 지상 로봇(100)이 교착상태라고 판단되면, 제어부는 플리퍼(110)를 회전시켜(S250, S290) 지상 로봇(100)의 피치각이 제2각도 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S300). 상기 제2각도 조건은 지상 로봇(100)의 피치각(Y축 각)이 -3°~ 3° 범위내에 있을 조건이다. If the ground robot 100 is determined to be in a deadlock state by satisfying the first deadlock condition, the controller rotates the flipper 110 (S250 and S290) so that the pitch angle of the ground robot 100 corresponds to the second angle condition. It is determined whether or not it is satisfied (S300). The second angle condition is a condition that the pitch angle (Y-axis angle) of the ground robot 100 is within a range of -3 ° to 3 °.

상기 판별결과 지상 로봇(100)의 피치각이 제2각도 조건(-3°<피치각< 3°)을 만족하는 경우(S300) 제어부는 교착상태를 탈출한 것으로 판단하고 동작코드 "210"을 수행한다(S310).As a result of the determination, when the pitch angle of the ground robot 100 satisfies the second angle condition (−3 ° <pitch angle <3 °) (S300), the controller determines that the deadlock has escaped and determines the operation code “210”. It performs (S310).

도 6은 지상 로봇(100)의 동작 유형 목록이다. 6 is a list of operation types of the ground robot 100.

도 6에 도시된 바와 같이, 로봇자세(310)에 따라 1차동작코드(320), 2차동작코드(330) 및 3차동작코드(340)로 구분하고, 상기 1차, 2차 및 3차 동작코드(320, 330, 340)의 조합을 통해 지상로봇(100)이 장애물에 빠졌을 때 로봇자세(310)에 따라 지상로봇이 수행해야 할 총 27가지 동작유형을 동작유형 목록(50)에 정의한다.As shown in Figure 6, according to the robot posture 310 is divided into the primary operation code 320, the secondary operation code 330 and the tertiary operation code 340, the primary, secondary and 3 When the ground robot 100 falls into an obstacle through the combination of the vehicle operation codes 320, 330, and 340, a total of 27 operation types to be performed by the ground robot according to the robot posture 310 are included in the operation type list 50. define.

예를 들어, 1차동작코드(320)는 정지상태에서 "000", 전진상태일 때 "100", 후진상태일 때 "200"의 값을 갖는다. For example, the primary operation code 320 has a value of "000" in the stop state, "100" in the forward state, and "200" in the reverse state.

2차 동작코드(330)는 플리퍼(110) 동작에 관한 것으로, 플리퍼(110)의 정지상태는 "000", 플리퍼(110)의 상승동작에서는 "010", 플리퍼(110)의 하강동작에서는 "020"의 값을 갖는다.The secondary operation code 330 is related to the operation of the flipper 110, the stop state of the flipper 110 is "000", "010" in the rising operation of the flipper 110, and "in the falling operation of the flipper 110". 020 ".

3차 동작코드(340)는 지상로봇(100)의 스키드 동작(조향)에 관한 것으로, 정지상태는 "000", 왼쪽 스키드 동작(왼쪽 미끄럼 동작)에서는 "001", 오른쪽 스키드 동작(오른쪽 미끄럼 동작)에서는 "002"의 값을 갖는다. The third operation code 340 relates to the skid operation (steering) of the ground robot 100, the stationary state is "000", the left skid operation (left sliding operation) "001", the right skid operation (right sliding operation) ) Has a value of "002".

이러한 1차, 2차 및 3차 동작코드(320, 330, 340)는 다음과 같이 상호 연산(예 : 덧셈)을 통해 하나의 조합된 동작코드로 나타날 수 있다.These primary, secondary and tertiary operation codes 320, 330, and 340 may be represented as one combined operation code through mutual operation (eg, addition) as follows.

1차, 2차, 3차 동작코드의 조합 = [100 + 010 + 001] = [111]Combination of primary, secondary and tertiary action codes = [100 + 010 + 001] = [111]

이와 같이 1차, 2차 및 3차 동작코드(320, 330, 340)를 정의한 경우 도 6과 같이 총 27가지의 동작 유형이 정의된다. 따라서, 동작 프로그램시 지상로봇(100)의 자세에 따라 각 동작코드를 순차적으로 정의하면(예, 001, 011, ....), 지상로봇이 장애물에 빠졌을 때 해당 자세에 따라 지상로봇(100)이 각 동작유형에 포함된 1차, 2차 및 3차 동작코드(320, 330, 340)를 실행하여 장애물에서 빠져나올 수 있다.As such, when the primary, secondary and tertiary operation codes 320, 330, and 340 are defined, a total of 27 operation types are defined as shown in FIG. Therefore, if each motion code is defined sequentially according to the attitude of the ground robot 100 during the motion program (eg, 001, 011, ....), when the ground robot falls into an obstacle, the ground robot 100 ) May escape from the obstacle by executing the primary, secondary and tertiary operation codes (320, 330, 340) included in each operation type.

상술한 바와같이 본 발명은 지상로봇이 교착상태나 전복상태에 빠진 것을 스스로 감지하고, 동작유형 목록에서 선택되어 기저장된 복수의 동작코드를 순차 실행하여 해당 상태로부터 스스로 탈출함으로써 지상로봇의 임무완수 가능성 및 자율 복귀 확률을 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 지상로봇이 교착상태나 전복상태로부터 탈출하는 과정에서 모터의 회전수에 따른 모터의 전류를 체크하여 모터에 과부하가 걸리지 않도록 제어하여 지나치게 전력을 소모하지 않도록 함으로써 로봇 스스로 내부 설비를 보호할 수 있다. As described above, the present invention senses that the ground robot is in a deadlock or overturning state, and executes a plurality of pre-stored operation codes selected from the operation type list and escapes from the state by itself. And autonomous return probability. In addition, the present invention checks the current of the motor according to the number of revolutions of the motor in the process of escaping from the deadlock or overturned state by controlling the motor so as not to overload the motor to prevent the robot from consuming excessive power I can protect it.

그리고 본 발명에서 각종 판단기준의 수치적 의미는 제한적으로 해석되는 것이라 일예로서 이해되어야 할 것이다. 이러한 각도나 전류치는 지상로봇의 크기나 모터의 용량이 달라짐에 따라 변동될 수 있고, 이는 본 명세서를 읽은 당업자라면 누구라도 용이하게 변경할 수 있는 사항이기 때문이다. And the numerical meaning of the various criteria in the present invention is to be understood as an example to be interpreted limitedly. This angle or current value can be changed according to the size of the ground robot or the capacity of the motor, since it is a matter that can be easily changed by those skilled in the art who read this specification.

상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명 보다는 특허등록 청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록 청구 범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The method of overturning and deadlocking the ground robot according to the present invention described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments do not change the technical spirit or essential features thereof. It will be appreciated that it can be practiced in other specific forms without doing so. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the scope of the patent registration claim rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalents of the patent registration claims should be construed as being included in the scope of the present invention .

10 : 장애물 20 : 구덩이
30 : 바닥 40a, 40b : 접촉점
50 : 무게중심 60 : 지면
100 : 지상로봇 110 : 플리퍼
120 : 몸체 130 : 주행궤도
310 : 로봇자세 320 : 1차 동작코드
330 : 2차 동작코드 340 : 3차 동작코드.10: Obstacle 20: Pit
30: bottom 40a, 40b: contact point
50: center of gravity 60: ground
100: ground robot 110: flipper
120: body 130: driving track
310: robot posture 320: primary operation code
330: Secondary operation code 340: Third operation code.

Claims (10)

주행시 지상로봇이 장애물에 빠지면 지상로봇의 롤각 및 무게중심의 변화를 체크하여 전복 또는 교착상태를 판단하는 단계;
전복상태인 경우 플리퍼를 반복 하향 회전시켜 탈출하는 단계; 및
상기 전복상태 탈출 후 또는 교착상태인 경우, 지상로봇의 자세에 따라 동작유형 목록에서 선택된 복수의 동작코드에 따라 상기 지상 로봇을 동작시켜 교착 상태에서 탈출하는 단계;를 포함하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법.If the ground robot falls into an obstacle while driving, checking a change in the roll angle and the center of gravity of the ground robot to determine a rollover or a deadlock;
In a rollover state, repeatedly rotating the flipper to escape; And
After escaping or in a deadlock state, operating the ground robot according to a plurality of operation codes selected from a list of motion types according to the posture of the ground robot to escape from the deadlock state. State escape method. 제1항에 있어서, 상기 전복상태는
지상로봇의 롤각이 기설정된 제1각도 범위안에 있을 때이고, 상기 교착상태는 롤각이 제1각도 범위밖에 있고 무게중심의 변화가 기 설정된 값이상인 때인 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 1, wherein the rollover state is
When the roll angle of the ground robot is within the preset first angle range, the deadlock is when the roll angle is outside the first angle range and the change in the center of gravity is greater than the preset value. . 제1항에 있어서, 상기 복수의 동작코드는
지상로봇의 전진 또는 후진을 나타내는 로봇동작, 플리퍼동작 및 스키드 동작을 각각 나타내는 제1~제3동작코드를 나타내며,
상기 동작유형 목록은 상기 제1~제3동작코드를 지상 로봇의 자세에 따라 조합하여 구성한 복수의 동작 유형을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 1, wherein the plurality of operation codes
Represents the first to third operation codes respectively indicating the robot motion, flipper motion and skid motion indicating the forward or backward of the ground robot,
The operation type list includes a plurality of operation types configured by combining the first to third operation codes according to the posture of the ground robot. 제1항에 있어서, 상기 복수의 동작코드는
지상 로봇의 자세에 동작 프로그램시 정해지며, 인공지능 알고리즘에 의해 학습적으로 수정되는 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 1, wherein the plurality of operation codes
Overturning and deadlock escape method of the ground robot, which is determined during the motion program in the attitude of the ground robot, it is modified by the AI algorithm learning. 제1항에 있어서, 상기 교착 상태에서 탈출하는 단계는
저장된 복수의 동작코드를 순차 실행하는 단계;
각 동작코드가 실행될 때마다 지상로봇의 모터 회전수에 따른 모터 전류를 검출하는 단계;
각 동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정할 때 상기 모터 전류가 임계전류보다 큰지 판단하는 단계;
동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정하고 상기 모터 전류가 임계전류보다 크면 다음 동작코드를 실행하는 단계; 및
상기 동작 코드실행중에 지상로봇의 피치각이 기설정된 범위에 들어오면 전복상태에서 탈출한 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 1, wherein escaping from the deadlock
Sequentially executing a plurality of stored operation codes;
Detecting the motor current according to the motor speed of the ground robot each time the operation code is executed;
Determining whether the motor current is greater than a threshold current when the motor rotation speed at each operation code is constant;
Executing the next operation code when the motor rotation speed at the operation code execution is constant and the motor current is greater than the threshold current; And
And determining that the ground robot has escaped from the rollover state when the pitch angle of the ground robot falls within a preset range during the execution of the operation code. 제5항에 있어서, 상기 모터는 지상로봇의 주행궤도를 구동하는 메인 구동모터이고, 상기 임계전류는 해당 전류값을 초과하는 경우 과전류로 인해 모터에 손상을 입힐 수 있는 전류인 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The ground motor of claim 5, wherein the motor is a main drive motor driving a trajectory of the ground robot, and the threshold current is a current that may damage the motor due to an overcurrent when the threshold current is exceeded. Robot overturn and deadlock escape method. 주행시 지상로봇이 장애물에 빠지면 지상로봇의 롤각 및 무게중심의 변화를 체크하여 전복 또는 교착상태를 판단하는 단계;
판단결과 전복상태인 경우 플리퍼를 반복 하향 회전시켜 탈출하는 단계;
전복상태 탈출 후 또는 지상로봇이 교착상태인 경우 동작유형 목록에 저장된 지상로봇의 자세에 따른 동작유형에 따라 복수의 동작코드를 실행하는 단계; 및
각 동작코드가 실행될 때 지상로봇의 각 동작코드 수행시의 모터 회전수가 일정할 때 지상로봇의 모터 전류가 임계전류보다 크지 않도록 제어하여 교착상태에서 탈출하는 단계;를 포함하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. If the ground robot falls into an obstacle while driving, checking a change in the roll angle and the center of gravity of the ground robot to determine a rollover or a deadlock;
If the result is the overturning step, the flipper rotates downward to escape;
Executing a plurality of operation codes according to the operation type according to the attitude of the ground robot stored in the operation type list after the overturning state escape or when the ground robot is deadlocked; And
Overturning and deadlocking the ground robot, including controlling the motor current of the ground robot so as not to be greater than the threshold current when the motor rotation speed is constant when each operation code of the ground robot is executed when each operation code is executed. State escape method. 제7항에 있어서, 상기 전복상태는
지상로봇의 롤각이 기설정된 제1각도 범위안에 있을 때이고, 상기 교착상태는 롤각이 제1각도 범위밖에 있고 무게중심의 변화가 기 설정된 값이상인 때인 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 7, wherein the rollover state is
When the roll angle of the ground robot is within the preset first angle range, the deadlock is when the roll angle is outside the first angle range and the change in the center of gravity is greater than the preset value. . 제7항에 있어서, 상기 교착상태는
각 동작 코드실행중에 지상로봇의 피치각이 기 설정된 각도범위에 들어오면 탈출한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법.8. The method of claim 7, wherein the deadlock is
A method of overturning and deadlocking a ground robot, wherein the ground robot is determined to have escaped when the pitch angle of the ground robot falls within a preset angle range during each operation code execution. 제7항에 있어서, 상기 복수의 동작코드는
지상로봇의 전진 또는 후진을 나타내는 로봇동작, 플리퍼동작 및 스키드 동작을 각각 나타내는 제1~제3동작코드를 나타내고,
상기 동작유형 목록은 상기 제1~제3동작코드를 지상 로봇의 자세에 따라 조합하여 구성한 복수의 동작 유형을 포함하며,
상기 복수의 동작코드는 지상 로봇의 자세에 동작 프로그램시 정해지며, 인공지능 알고리즘에 의해 학습적으로 수정되는 것을 특징으로 하는 지상로봇의 전복 및 교착상태 탈출방법. The method of claim 7, wherein the plurality of operation codes
First to third operation codes respectively indicating robot motion, flipper motion, and skid motion indicating the forward or backward movement of the ground robot;
The operation type list includes a plurality of operation types configured by combining the first to third operation codes according to the posture of the ground robot.
The plurality of operation codes are determined at the time of the motion program in the posture of the ground robot, and overturning and deadlock escape method of the ground robot, characterized in that it is modified by the learning algorithm.
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