KR101323452B1 - The method for grasping the pipe for the pipe climbing robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파이프 등반로봇의 제어방법에 관한 것이고, 상세하게는 파이프 등반로봇이 임의의 인근 파이프를 붙잡고 기어올라 갈 수 있도록 하기 위하여, 로봇 핸드에 장착된 카메라를 통하여 잡으려고 하는 파이프의 영상을 얻은 다음, 이 영상을 처리하여 얻은 파이프 영상의 기울기와 절편값을 이용하여 좌표 변환식을 구한 다음 역기구학을 통하여 로봇 관절의 관절각을 구하고, 이를 로봇에 명령하여 파이프를 파지하도록 하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control method of a pipe climbing robot, and in detail, in order to allow the pipe climbing robot to grab and climb up any nearby pipe, an image of a pipe to be caught through a camera mounted on the robot hand is obtained. , And the coordinate transformation equation is obtained by using the slope and intercept value of the pipe image obtained by processing the image, and then the inverse kinematics to obtain the joint angle of the robot joint, and to command the robot to grip the pipe.
일반적으로 파이프 등반로봇은, 예를 들어 원자로 격납용기에 설치되어 있는 살수관과 같이, 매우 높은 지역에 설치되어 있어서 인간이 접근하기 매우 어려운 지점에 있는 주요 기기의 안전성 검사를 가능하게 하는 로봇을 말한다.In general, pipe climbing robots are robots that allow for the safety inspection of major equipment located at very high locations and difficult to reach by human beings, for example, spray pipes installed in reactor containment vessels. .
대형 스타디움이나 발전소 등에 설치되어 있는 파이프로 이루어진 대형 구조물이나 배관 계통을 검사함에 있어서 매우 높은 지역까지 검사요원이 접근하여야 하는 경우에는 파이프 등반로봇을 보내서 사람의 역할을 대신할 수 있다.In the case of inspectors approaching a very high area when inspecting a large structure or piping system made of pipes installed in a large stadium or a power plant, a pipe climbing robot can be sent to take the role of a person.
이러한 파이프 등반로봇은 주로 긴팔원숭이 등의 동물과 유사한 기구학적 특성을 갖지며, 스타디움이나 원자력 발전소의 고소지역에 설치되어 운용중인 배관들을 검사하러 파이프를 타고 올라가려면 파이프를 원활하게 파지할 수 있어야 한다. These pipe climbing robots have kinematic characteristics that are similar to animals such as gibbons, and they must be able to grasp the pipes smoothly in order to climb up the pipes to inspect the pipes installed in the stadium or at the nuclear power station. .
본 발명의 목적은 분기 파이프로 갈아 타거나, 인근 파이프를 붙잡고 경로를 옮기기 위해 안정적으로 파이프를 파지할 수 있는 파이프 등반로봇의 제어방법을 제공하는 것에 있다. It is an object of the present invention to provide a control method of a pipe climbing robot that can be stably gripped by a pipe to change into a branch pipe or to grab a nearby pipe and move a path.
본 발명의 다른 목적은 로봇 핸드에 장착된 카메라를 이용하여 로봇 핸드가 파이프와 일직선상에 맞추어 파이프를 잡을 수 있도록 하는 파이프 등반로봇의 제어방법을 제공하는 것에 있다. Another object of the present invention is to provide a control method of a pipe climbing robot that allows the robot hand to hold the pipe in line with the pipe by using a camera mounted on the robot hand.
본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 제어방법은, 서로 회전 가능한 다수개의 링크로 구성된 바디부와, 상기 바디부의 양단에 구비되어 파이프를 파지할 수 있는 로봇 핸드와, 상기 로봇 핸드에 구비되는 카메라를 포함하는 파이프 등반로봇의 제어방법에 있어서, 상기 카메라로 파이프를 촬영하고, 촬영된 파이프 영상을 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 상기 촬영된 파이프 영상의 좌측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 1), 우측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 2), 좌측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 1), 우측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 2)을 구하는 단계; 및 상기 제어부는 상기 촬영된 파이프 영상의 좌측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 1), 우측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 2), 좌측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 1), 우측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 2)를 이용하여, 상기 로봇 핸드를 파이프를 파지하기 적합한 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. The control method of the pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention, the body portion consisting of a plurality of links rotatable with each other, a robot hand which is provided at both ends of the body portion to hold the pipe, and the robot hand is provided A control method of a pipe climbing robot including a camera, the method comprising: photographing a pipe with the camera and transmitting a photographed pipe image to a controller; The control unit includes a slope A 0 1 of a straight line constituting the left end of the photographed pipe image, a slope A 0 2 of a straight line constituting the right end, and an x intercept of the straight line constituting the left end C 0 1. ), Obtaining a x-intercept (C 0 2 ) of a straight line constituting the right end; The controller may include a slope A 0 1 of a straight line constituting the left end of the photographed pipe image, a slope A 0 2 of a straight line constituting the right end, and an x intercept C 0 of the straight line constituting the left end. 1 ), using the x-intercept (C 0 2 ) of the straight line constituting the right end, moving the robot hand to a position suitable for gripping the pipe.
본 발명의 다른 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 제어방법은, 서로 회전 가능한 다수개의 링크로 구성된 바디부와, 상기 바디부의 양단에 구비되어 파이프를 파지할 수 있는 로봇 핸드와, 상기 로봇 핸드에 구비되는 카메라를 포함하는 파이프 등반로봇의 제어방법에 있어서, 상기 카메라로 파이프를 촬영하고, 촬영된 파이프 영상을 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 상기 촬영된 파이프 영상의 좌측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 1), 우측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 2), 좌측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 1), 우측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 2)을 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 x축 방향의 변위값(Dx)를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 y축 방향의 변위값(Dy)를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 x축 방향의 회전각도()를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 y축 방향의 회전각도()를 구하는 단계; 상기 제어부는 상기 카메라의 x축 방향의 변위값(Dx), 상기 카메라의 y축 방향의 변위값(Dy), 상기 카메라의 x축 방향의 회전각도(),상기 카메라의 y축 방향의 회전각도()을 의 식에 대입하여, 상기 로봇 핸드가 파이프를 잡기 위한 다수의 링크 사이의 각도인 을 구하는 단계; 및 상기 제어부는 상기 의 각도만큼 다수의 링크를 회전시켜서 상기 파이프 등반로봇을 구동시키는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a pipe climbing robot control method including: a body part including a plurality of links rotatable to each other, a robot hand provided at both ends of the body part, and configured to grip a pipe; A control method of a pipe climbing robot comprising a camera, the method comprising: photographing a pipe with the camera and transmitting a photographed pipe image to a controller; The control unit includes a slope A 0 1 of a straight line constituting the left end of the photographed pipe image, a slope A 0 2 of a straight line constituting the right end, and an x intercept of the straight line constituting the left end C 0 1. ), Obtaining a x-intercept (C 0 2 ) of a straight line constituting the right end; The control unit Obtaining a displacement value (D x ) in the x-axis direction of the camera at a predetermined time k using an equation; The control unit Obtaining a displacement value (D y ) in the y-axis direction of the camera at a predetermined time k using an equation; The control unit The angle of rotation in the x-axis direction of the camera at a predetermined time k using the equation Obtaining; The control unit The angle of rotation in the y-axis direction of the camera at a predetermined time k using Obtaining; The control unit may include a displacement value D x in the x-axis direction of the camera, a displacement value D y in the y-axis direction of the camera, and an angle of rotation in the x-axis direction of the camera ( ), The angle of rotation in the y-axis direction of the camera ( )of Substituting the equation, the robot hand is the angle between a number of links for holding the pipe Obtaining a; And the controller is And driving the pipe climbing robot by rotating a plurality of links by an angle of.
본 발명에 의하면, 위험하고 혐오스러운 지역의 작업을 사람 대신 파이프 등반로봇이 대신함으로써 인간의 복지 및 경제성 향상에 기여할 수 있다. According to the present invention, pipe climbing robots can replace work in dangerous and disgusting areas instead of humans, thereby contributing to the improvement of human welfare and economic efficiency.
또한, 파이프 등반로봇이 파이프를 등반과정에서 파이프를 안정적으로 파지할 수 있으므로, 안전하게 파이프의 결함 여부를 검사할 수 있다.In addition, the pipe climbing robot can hold the pipe stably while climbing the pipe, it is possible to safely inspect the pipe for defects.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇이 파이프를 파지하는 모습을 나타내는 도면.
도 3는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇에 의한 실제 파이프 영상 및 카메라 이미지 영상 사이의 좌표변환을 나타내는 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 핸드를 이동하기 전의 카메라 영상을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 핸드를 이동한 후의 카메라 영상을 나타내는 도면. 1 is a perspective view of a pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a pipe climbing robot gripping the pipe according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing coordinate transformation between an actual pipe image and a camera image image by a pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a camera image before moving the hand of the pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a camera image after moving the hand of the pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in the drawings denote the same members.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇에 의한 좌표변환을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 핸드를 이동하기 전의 카메라 영상을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 핸드를 이동한 후의 카메라 영상을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇의 핸드를 이동한 후의 카메라 영상을 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of a pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the coordinate transformation by the pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a pipe according to an embodiment of the present invention Figure 4 is a view showing a camera image before moving the hand of the climbing robot, Figure 4 is a view showing a camera image after moving the hand of the pipe climbing robot according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention The figure shows the camera image after moving the pipe climbing robot's hand.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 파이프 등반로봇(10)은 제1 핸드(11)와, 제2 핸드(12)와, 제1 링크(13)와, 제2 링크(14)와, 제3 링크(15)와, 제4 링크(16)와, 제5 링크(17)와, 제6 링크(18)를 포함한다.1 to 5, the
상기 제1 핸드(11) 및 상기 제2 핸드(12)는 상기 파이프 등반로봇(10)의 양단에 구비되고, 파이프를 잡을 수 있도록 손의 형상과 유사하게 형성된다. 여기서, 상기 제1 핸드(11) 및 상기 제2 핸드(12)를 로봇 핸드라고 칭할 수 있다. The
상기 제1 링크(13)는 상기 제1 핸드(11)에 결합되어, 상기 제1 핸드(11)와 일체로 회전될 수 있다.The
상기 제2 링크(14)는 상기 제1 링크(13)와 회전 가능하게 결합되고, 상기 제3 링크(15)는 상기 제2 링크(14)와 회전 가능하게 결합되며, 상기 제4 링크(16)는 상기 제3 링크(15)와 회전 가능하게 결합되고, 상기 제5 링크(17)는 상기 제4 링크(16)와 회전 가능하게 결합되며, 상기 제6 링크(18)는 상기 제5 링크(17)와 회전 가능하게 결합된다.The
상기 링크들 사이에는 관절 모터(미도시)가 구비되어 회전을 위한 구동력을 제공할 수 있다. An articulation motor (not shown) may be provided between the links to provide a driving force for rotation.
상기 제6 링크(18)에 상기 제2 핸드(12)에 결합되어, 상기 제2 핸드(12)와 일체로 회전될 수 있다.The
상기 파이프 등반로봇(10)의 양 단부에는 카메라(20)가 설치된다. 상기 카메라(20)는 상기 제1 핸드(11)에 인접한 부분에 구비되는 제1 카메라(21)와, 상기 상기 제2 핸드(12)에 인접한 부분에 구비되는 제2 카메라(22)로 구성될 수 있다.
일례로, 상기 제1 카메라(21)는 상기 제2 링크(14)에 구비될 수 있고, 상기 제2 카메라(22)는 상기 제5 링크(17)에 구비될 수 있다.For example, the
상기 카메라(20)에서 촬영된 영상은 무선으로 지상에 있는 제어부(50)로 전송된다. 일례로, 상기 제어부(50)는 디스플레이부(51)가 구비된 원격조정 컴퓨터일 수 있다.The image photographed by the
상기 제어부(50)는 전송된 영상을 처리하여 상기 파이프 등반로봇(10)의 관절 모터에 명령을 전달한다. The controller 50 processes the transmitted image and transmits a command to the joint motor of the
상기 카메라(20)에서 상기 파이프 등반로봇(10)이 파지할 파이프에 관한 영상을 상기 제어부(50)에 전송하면 상기 디스플레이부(51)에는 파이프가 나타나게 된다.When the
상세히, 상기 로봇 핸드(11, 12)가 파이프를 안정적으로 파지하기 위해서는 1) 상기 로봇 핸드(11, 12)의 중심선(A)과 파이프의 중심선(B)이 평행한 상태(파지조건 1)에서, 2) 상기 로봇 핸드(11, 12)가 파이프를 향하여 진행(파지조건 2)하고, 3) 상기 로봇 핸드(11, 12)의 진행방향(C방향)이 상기 파이프의 중심선(B)과 수직을 형성(파지조건 3)하여야 한다. In detail, in order for the
상기 제어부(50)는 상기 카메라(20)에서 전송된 파이프 영상을 통하여 상기 로봇 핸드(11, 12) 및 파이프 사이의 상대적인 위치관계를 파악할 수 있다. The controller 50 may determine the relative positional relationship between the
상기 제어부(50)는 상기 로봇 핸드(11, 12)의 위치가 파지 조건 1 내지 3을 만족하지 않는다고 판단하는 경우에 상기 관절 모터에 명령하여 상기 로봇 핸드(11, 12)를 이동시킬 수 있다. When the controller 50 determines that the positions of the
상기 제어부(50)는 도 4와 같이 상기 디스플레이부(51)에 나타난 파이프의 영상으로부터 파이프 영상의 기울기와 절편값을 이용하여 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 좌표 변환 값을 도출한 다음, 역기구학을 통하여 로봇 관절의 관절각을 구하고, 이를 상기 파이프 등반로봇(10), 즉 상기 관절 모터에 명령하여 상기 로봇 핸드(11, 12)를 파지 조건 1 내지 3을 만족하는 위치로 이동시켜 파이프를 파지하도록 할 수 있다. The controller 50 derives the coordinate transformation value between the
상세히, 상기 파이프 등반로봇(10)이 파이프를 파지하기 위해서는 파이프의 위치와 방향을 알고 있어야 한다. In detail, the
상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부와 파이프 사이의 위치변환 행렬식은 간략하게 아래의 수학식 1와 같이 나타낼 수 있다. The position conversion matrix between the base portion and the pipe of the
상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부는 상기 파이프 등반로봇(10)의 일 단이 인접한 파이프를 파지하기 위해 이동할 때, 상기 파이프 등반로봇(10)의 타 단은 원래 파지하던 파이프를 안정적으로 파지하고 있는데, 이 경우의 상기 파이프 등반로봇(10)의 타 단이 상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부가 될 수 있다.
When the base portion of the
[수학식 1][Equation 1]
는 각각의 링크들 사이의 현재의 관절각이므로, 처음의 다섯 변환식은 쉽게 계산될 수 있다. Since is the current joint angle between each link, the first five transformations can be easily calculated.
따라서, 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 위치변환 행렬식만 결정되면, 상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부와 파이프 사이의 위치변환 행렬식이 결정될 수 있다. 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 위치/자세 변환식은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Thus, if only the position conversion determinant between the
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 위치/자세 변환식,을 단순화하기 위해 아래의 3가지 가정을 할 수 있다. Where the position / attitude conversion between the
첫째, 실제 파이프는 3차원 실린더 형상이지만, 이를 평면의 직사각형 형상으로 가정할 수 있다. First, the actual pipe is a three-dimensional cylinder shape, but can be assumed to be a rectangular shape of the plane.
둘째, 파이프는 원통형으로 z축을 중심으로 좌우 대칭으로 가정한다. 따라서 파이프의 각도인 를 0으로 단순화할 수 있다. Second, the pipe is cylindrical and is assumed to be symmetrical about the z axis. So the angle of the pipe Can be simplified to zero.
셋째, 상기 파이프 등반로봇(10)이 파이프를 파지할 때 파이프 중심선 상의 아무 곳에서 잡아도 된다고 가정한다. 즉, 로봇이 파이프를 잡을 때 zpipe 는 중요하지 않고, Dz를 0로하여 파이프 좌표계를 설정할 수 있다.
Third, it is assumed that the
위 세 가지 가정으로 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 위치/자세 변환식, 을 다음과 같이 단순화 할 수 있다.
In the above three assumptions, the position / posture conversion equation between the
[수학식 3]&Quot; (3) "
, 즉, 상기 카메라(20)와 파이프 사이의 위치/자세 변환식을 구하기 위해 의 네 개의 미지수만을 고려하면 된다. 즉, x축 방향 변위, y축 방향 변위, x축 중심으로 회전각도, y축 중심의 회전각도의 네 개의 미지수만 고려하면 된다. In other words, to obtain the position / attitude conversion equation between the
도 3을 참조하여, 실제 파이프 평면(100)과 이미지 평면(110) 사이의 기하학적 관계를 계산하면, 상기 실제 파이프 평면(100) 상의 점 Q와 상기 이미지 평면(110)에 예상된 P와의 관계는 다음과 같이 표현된다.
Referring to FIG. 3, when calculating the geometric relationship between the
[수학식 4]&Quot; (4) "
이를 풀어 쓰면,If you use it,
[수학식 5]&Quot; (5) "
가 된다. .
수학식 5에서 행렬식 G 는 원근변형 매트릭스이며, 변수 f 는 카메라의 초점거리이다. In Equation 5, determinant G is a perspective deformation matrix and variable f is a focal length of the camera.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 카메라(20)로 파이프를 보았을 때, 실제 파이프의 형태는 사다리꼴 모양으로 상기 이미지 평면(110)에 투영된다. 파이프 평면에서의 양쪽 단의 직선은 이미지 평면에 기울기가 A0 이고 x절편이 C0인 기울어진 사선으로 나타난다.3 to 5, when the pipe is viewed by the
즉, 상기 이미지 평면(110)에 투영된 사다리꼴 형태의 파이프에서 좌측단을 구성하는 직선의 방정식은 이고, 우측단을 구성하는 직선의 방정식은 이다. That is, the equation of the straight line constituting the left end in the trapezoidal pipe projected on the
여기서, 기울기를 나타내는 A0는
Here, A 0 representing the slope is
[수학식 6]&Quot; (6) "
로 계산될 수 있고Can be calculated as
, ,
x절편을 나타내는 C0는
C 0 , representing the x-intercept,
[수학식 7][Equation 7]
으로 계산될 수 있다.
. ≪ / RTI >
컴퓨터 프로세싱을 통해 기울기 A0 1 와 A0 2, x절편 C0 1 and C0 2을 구할 수 있다 .
Through computer processing, we obtain the slope A 0 1 and A 0 2 , the x-intercept C 0 1 and C 0 2 .
결국 4개의 미지수 와,In the end, four unknowns
A0 1, A0 2, C0 1, C0 2 가 포함된 네 개의 방정식이 나오고, 이 네 개의 비선형 연립방정식을 풀면 우리가 원하는 미지수 를 구할 수 있게 된다. We have four equations containing A 0 1 , A 0 2 , C 0 1 , and C 0 2 , and solving these four nonlinear simultaneous equations gives us the unknown .
최종적으로 이 값을 수학식 1에 대입하여 상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부와 파이프 사이의 위치변환 행렬식을 구하게 되고, 역기구학을 통하여 로봇의 관절각 을 구할 수 있게 된다. Finally, this value is substituted into
다만, 네 개의 비선형 연립 방정식을 풀려면 수치 계산을 사용 해야 하는데, 로봇 관절을 제어하는데 많은 시간이 걸릴 수 있다. To solve the four nonlinear simultaneous equations, however, numerical computation must be used, which can take a long time to control the robot joint.
따라서, 네 개의 미지수인 를 구하는 다른 방법을 다음과 같이 제안할 수 있다. 네 개의 미지수인 는 투영된 사선의 기울기와 절편들(A0 1, A0 2, C0 1, C0 2)과 아래와 같은 연관관계가 있다.
Thus, four unknowns Another way to find is as follows. Four unknowns Is related to the slope of the projected oblique line and the intercepts (A 0 1 , A 0 2 , C 0 1 , C 0 2 )
상기 제어부(50)는 아래의 수학식을 이용하여 를 계산할 수 있다.
The controller 50 uses the following equation Can be calculated.
여기서 k는 샘플링 시간이고 그리고 KDx 는 실험으로 결정되는 이득(gain)이며, (k-1)은 바로 전에서의 값을 의미한다. Where k is the sampling time and K Dx is the gain determined experimentally, and (k-1) is the previous value.
따라서 이 방법으로 미지수 를 정하고, 이 값을 수학식 1에 대입하여 상기 파이프 등반로봇(10)의 베이스부와 파이프 사이의 위치변환 행렬식을 구한 후, 역기구학을 통하여 로봇의 관절각 을 구하게 된다. Therefore, unknown in this way After determining the position transformation matrix between the pipe and the base of the
상기 제어부(50)는 상기 관절 모터를 구동하여, 상기 링크들 사이의 각도인 로 상기 파이프 등반로봇(10)을 제어할 수 있다.The controller 50 drives the articulated motor, which is an angle between the links. The
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
파이프 등반로봇: 10 로봇 핸드: 11, 12
링크: 13, 14, 15, 16, 17, 18 카메라: 20, 21, 22
제어부: 50, 디스플레이부: 51Pipe Climbing Robot: 10 Robot Hand: 11, 12
Links: 13, 14, 15, 16, 17, 18 Cameras: 20, 21, 22
Control: 50, Display: 51
Claims (5)
상기 카메라로 파이프를 촬영하고, 촬영된 파이프 영상을 제어부로 전송하는 단계;
상기 제어부가 상기 촬영된 파이프 영상의 좌측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 1), 우측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 2), 좌측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 1), 우측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 2)을 구하는 단계; 및
상기 제어부는 상기 촬영된 파이프 영상의 좌측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 1), 우측단을 구성하는 직선의 기울기(A0 2), 좌측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 1), 우측단을 구성하는 직선의 x절편(C0 2)를 이용하여, 상기 로봇 핸드를 파이프를 파지하기 적합한 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 파이프 등반로봇의 제어방법.In the control method of the pipe climbing robot comprising a body portion consisting of a plurality of links rotatable with each other, a robot hand which is provided at both ends of the body portion to grip the pipe, and a camera provided in the robot hand,
Photographing a pipe with the camera and transmitting the photographed pipe image to a controller;
The control unit includes a slope A 0 1 of a straight line constituting the left end of the photographed pipe image, a slope A 0 2 of a straight line constituting the right end, and an x intercept of the straight line constituting the left end C 0 1. ), Obtaining a x-intercept (C 0 2 ) of a straight line constituting the right end; And
The controller may include a slope A 0 1 of a straight line constituting the left end of the photographed pipe image, a slope A 0 2 of a straight line constituting the right end, and an x intercept of the straight line constituting the left end C 0 1. ), Using the x-intercept (C 0 2 ) of the straight line constituting the right end, the control method of the pipe climbing robot comprising moving the robot hand to a position suitable for gripping the pipe.
상기 로봇 핸드를 파이프를 파지하기 적합한 위치는 상기 로봇 핸드의 중심선과 파이프의 중심선이 평행하고, 상기 로봇 핸드가 파이프를 향하여 진행할 수 있으며, 상기 로봇 핸드의 진행방향이 상기 파이프의 중심선과 수직을 형성할 수 있는 위치인 파이프 등반로봇의 제어방법.
The method of claim 1,
A suitable position for gripping the robot hand pipe is such that the center line of the robot hand and the center line of the pipe are parallel, the robot hand can travel toward the pipe, and the direction of travel of the robot hand is perpendicular to the center line of the pipe. How to control the pipe climbing robot.
상기 카메라로 파이프를 촬영하고, 촬영된 파이프 영상을 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 x축 방향의 변위값(Dx)를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 y축 방향의 변위값(Dy)를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 x축 방향의 회전각도()를 구하는 단계; 상기 제어부는 의 식을 이용하여 기설정된 시간 k에서의 상기 카메라의 y축 방향의 회전각도()를 구하는 단계; 상기 제어부는 상기 카메라의 x축 방향의 변위값(Dx), 상기 카메라의 y축 방향의 변위값(Dy), 상기 카메라의 x축 방향의 회전각도(),상기 카메라의 y축 방향의 회전각도()을 의 식에 대입하여, 상기 로봇 핸드가 파이프를 잡기 위한 다수의 링크 사이의 각도인 을 구하는 단계; 및 상기 제어부는 상기 구하여진 의 각도만큼 다수의 링크를 회전시켜서 상기 파이프 등반로봇을 구동시키는 단계;
를 포함하는 파이프 등반로봇의 제어방법.In the control method of the pipe climbing robot comprising a body portion consisting of a plurality of links rotatable with each other, a robot hand which is provided at both ends of the body portion to grip the pipe, and a camera provided in the robot hand,
Photographing a pipe with the camera and transmitting the photographed pipe image to a controller; The control unit Obtaining a displacement value (D x ) in the x-axis direction of the camera at a predetermined time k using an equation; The control unit Obtaining a displacement value (D y ) in the y-axis direction of the camera at a predetermined time k using an equation; The control unit The angle of rotation in the x-axis direction of the camera at a predetermined time k using the equation Obtaining; The control unit The angle of rotation in the y-axis direction of the camera at a predetermined time k using Obtaining; The control unit may include a displacement value D x in the x-axis direction of the camera, a displacement value D y in the y-axis direction of the camera, and an angle of rotation in the x-axis direction of the camera ( ), The angle of rotation in the y-axis direction of the camera ( )of Substituting the equation, the robot hand is the angle between a number of links for holding the pipe Obtaining a; And the control unit is obtained Driving the pipe climbing robot by rotating a plurality of links by an angle of;
Pipe climbing robot control method comprising a.
상기 카메라와 파이프 사이의 위치/자세 변환식 은 로 계산될 수 있고, Dz 및 는 0으로 가정하는 파이프 등반로봇의 제어방법.The method of claim 3,
Position / Position Conversion between the Camera and Pipe silver Can be calculated as Dz and The pipe climbing robot control method is assumed to be zero.
상기 카메라와 파이프 사이의 위치/자세 변환식 은 로 정의되는 것을 특징으로 하는 파이프 등반로봇의 제어방법.
5. The method of claim 4,
Position / Position Conversion between the Camera and Pipe silver Pipe climbing robot control method characterized in that it is defined as.
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