KR20110124587A

KR20110124587A - 다중 이동체의 동시 조작 방법 및 장치 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체

Info

Publication number: KR20110124587A
Application number: KR1020100044057A
Authority: KR
Inventors: 남영진; 박영균; 남민석; 김종
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17
Also published as: KR101094465B1

Abstract

본 발명은 초음파 및 지자기 센서를 다중 이동체(로봇)에 내장하여, 다중 이동체 간의 통신에 의하여 다중 이동체의 거리 및 위치를 파악하는 협동 위치 인식 기법을 이용한 이동체 동시 제어 방법 및 장치, 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것으로, 다중의 이동체의 동시 제어 방법은 (a) 상기 다중의 이동체를 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 구성하는 단계; (b) 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계; (c) 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계; (d) 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 단계; 및 (e) 마스터 이동체가 상기 슬레이브 이동체들로부터의 명령 수행 완료 메시지를 받고 사용자에게 사용자 명령의 수행이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

다중 이동체의 동시 조작 방법 및 장치 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체{Method and apparatus for simultaneously manipulating multiple moving objects, and recording medium containing computer readable programs performing the same}

본 발명은 다중 이동체의 동시 조작 방법 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 및 지자기 센서를 다중 이동체(로봇)에 내장하여, 다중 이동체 간의 통신에 의하여 다중 이동체의 거리 및 위치를 파악하는 협동 위치 인식 기법을 이용한 이동체 동시 제어 방법 및 장치, 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 국가연구개발사업의 일환으로, 과제고유번호 : ITAC1090103100090001000100100, 연구사업명 : 대학 IT연구센터 육성 지원사업, 연구과제명 : "융합단말을 위한 내장형 소프트웨어 기술연구"에 관한 것이다.

다수의 이동 로봇(이하 다중 이동 로봇)이 상호 협력을 통해 하나의 로봇이 수행할 수 있는 한계 이상의 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 다중 이동 로봇은 전혀 혹은 부분적으로 알려져 있지 않은 지역에 대한 3차원 지도 작성, 인명구조작업, 혹은 위험공간(생화학테러, 식중독, 조류인플루엔자 확산공간 등)작업 등을 사람을 대신해 효율적으로 수행할 수 있다. 하지만, 다중 이동 로봇들이 효과적으로 작업을 수행하기 위해서는 정보 교환 및 명령 송/수신을 위한 통신 능력과 원하는 장소로의 위치 이동을 위한 위치 인식 능력 및 로봇 간 협업을 위한 협동 위치 인식(cooperative localization: CL) 능력 등이 필수적이다 (비특허문헌 [1] 참조).

주위 환경을 인식하고 특정 작업을 수행하기 위해서 스스로 주행하는 로봇(자율 주행 로봇)에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다. 이와 별도로 사용자가 원격에서 직접 이동 로봇을 제어하는 기법은 그 신뢰성 때문에 실제 현장에서 많이 이용되고 있다. 최근 예로, 2009년 9월 29일부터 화재 현장 진압을 위해서 실전 배치된 소방관 로봇도 이러한 원격제어 기능을 이용하는 것으로 알려져 있다. 로봇을 이용한 작업의 효율성을 제고하기 위해서는 하나 이상의 이동 로봇을 이용하는 것이 일반적이다. 하지만, 작업에 참여하는 다중의 이동 로봇에 대한 각각의 원격제어는 매우 힘든 작업 중에 하나이며, 이러한 문제점을 극복하기 위한 실질적인 연구는 매우 미약한 것이 현실이다.

이동 로봇 원격 제어를 위해 FM, 블루투스, 지그비(IEEE 802.15.4), WLAN 기반의 근거리 무선 통신 기술이 사용되었다. 최근, 안정된 SDS-TWR 방식의 거리측정기능을 제공하는 근거리 무선 통신 IEEE 802.15.4a (비특허문헌 [2] 참조)이 상용화되었으나, 이를 이용한 원격 제어는 시도되지 않았다. 다중 이동 로봇을 위한 CL은 지역 감시, 탐색 및 구조 작업 등 다방면으로 사용되고 있다. CL은 이러한 작업들을 수행하기 위해 협업에 참여하는 각 로봇이 정확한 위치와 방위를 갖도록 Odometer, 카메라, GPS 등을 이용하여 제어한다. Odometer는 그 오차로 인해 단독으로 사용되지 않고, 기본적으로 타 기법과 혼용해서 이용되고 있다. 카메라 기반 비전 기법은 정확도는 높으나, 영상처리를 위한 계산량이 높다는 문제가 존재한다. GPS의 경우에는 그 측정 오차가 크며, 실내에서는 그 기능을 사용할 수 없다는 문제점이 존재한다.

로봇과 같은 이동체 제어 기술은 공장과 같은 산업 현장이나 사람이 직접 작업하기에 위험한 방사능 처리 관련 시설, 위험물 처리 과정 등에서 많이 사용되고 있다. 이러한 이동체의 제어를 위해서는 이동체의 위치를 인식하는 기술이 필수적이며, 특히 다중의 이동체(로봇)들이 서로 협동하여 작업을 수행하는 경우에는 각각의 이동체들이 서로의 위치를 인식할 수 있어야 하는데, 이를 위한 기술을 협동위치 인식(Cooperative Localization)이라 한다.

이동체의 제어 과정에서 인공지능이 높은 자율 이동체(로봇)를 이용할 경우에는 사용자가 로봇의 최종 목표만을 설정해 주고 중간 과정은 관여하지 않아도 되기 때문에 작업을 간편화할 수 있지만, 더 높은 안정성과 정확성을 요구하는 환경에서는 사용자가 직접적인 감시, 명령, 및 조작을 수행하여야 한다. 특히 다중의 이동체를 동시에 제어하기 위해서는 이동체들의 대형(Formation)을 갖추어야 하는 경우가 대부분이다. 그러나 사용자가 다중의 이동체의 대형을 갖추기 위해 각각의 이동체들을 동시에 조작하기는 힘들다.

[1] L. Parker, "Current state of the art in distributed autonomous mobile robotics," Distributed Autonomous Robotic Systems, vol.4, pp.3-12, Springer, 2000. [2] IEEE 802.15.4a, "Part 15.4 : Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Network(LR-WPAN)," IEEE Society, 2007. [3] R. Hach, "Symmetric double side-two way ranging," IEEE 802.15 WPAN documents, 15-05-0334-r00.

본 발명은 초음파 및 지자기 센서를 다중 이동체(로봇)에 내장하여, 다중 이동체 간의 통신에 의하여 다중 이동체의 거리 및 위치를 파악하는 협동 위치 인식 기법을 이용한 이동체 동시 제어 방법 및 장치, 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 다중의 이동체(로봇)를 제어하기 위해 초음파 및 지자기 센서를 탑재한 이동체들을 그룹화하고, 이동체의 그룹을 하나의 마스터(master) 이동체와 나머지 슬레이브(slave) 이동체들로 구성하고, 다중 이동체 간의 통신에 의하여 다중 이동체의 거리 및 위치를 파악하는 협동 위치 인식 기법을 이용하여, 사용자는 마스터 이동체만을 조작함으로써 그룹 내의 전체 이동체들을 조작할 수 있는 이동체 동시 제어 방법 및 장치, 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체를 제공한다.

발명의 일태양에 의하면, 다중의 이동체의 동시 제어 방법에 있어서,

(a) 상기 다중의 이동체를 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 구성하는 단계; (b) 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계; (c) 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계; (d) 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 단계; 및 (e) 마스터 이동체가 상기 슬레이브 이동체들로부터의 명령 수행 완료 메시지를 받고 사용자에게 사용자 명령의 수행이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법을 제공한다.

바람직하기로는 상기 단계 (b)에서 사용자 명령은 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들로 마스터 이동체에 대하여 대형을 이루도록 이동하는 협동 위치 인식명령임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 단계 (c)는 마스터 이동체가 슬레이브 이동체로 슬레이브 이동체들 간의 거리와 각(방위)을 계산하기 위한 사용자 명령을 보내는 단계임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 단계 (d)는 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체로부터 사용자 명령을 받으면 자신의 현재 각을 기억하는 단계; 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체의 위치에 대한 상대각과 거리를 계산하여 계산된 상대각 및 거리를 마스터 이동체로 전송하는 단계; 마스터 이동체는 사용자로부터 받은 사용자 명령을 수행하기 위해, 각 슬레이브 이동체가 이동할 목적지와 이동할 최적 각도 및 거리를 계산하고, 그 계산된 값들을 슬레이브 이동체로 전송하는 단계; 슬레이브 이동체는 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 계산된 값을 수신한 후 해당 목적지로 이동하는 단계; 슬레이브 이동체는 마스터 이동체와의 상대 거리를 측정하여 사용자 명령이 수행 완료되었는지 확인하고 완료 메시지를 마스터 이동체에게 전송하는 단계를 포함한다.

바람직하기로는 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계는 상기 사용자 명령을 받은 이동체들이 마스터 이동체인지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 그룹을 이루는 이동체들은 각각 협동 위치 인식을 위한 알고리즘이 탑재되어 있음을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 이동체 간의 협동 위치 인식 알고리즘은 사용자로부터 명령을 수신받은 이동체는 명령을 파싱하는 단계; 상기 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령인지를 파악하는 단계; 수신받은 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령의 경우, 이동체는 자신이 마스터 이동체인지를 검사하는 단계; 마스터 이동체의 경우 자신이 받은 명령을 슬레이브 이동체로 전송하고, 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인하는 단계; 마스터 이동체는 상태 플래그를 "1"로 설정하고, 슬레이브 이동체들로부터의 상대각 및 거리 정보 수신을 위해 대기하는 단계; 마스터 이동체는 상대각 및 거리 정보의 수신 여부를 체크하는 단계; 마스터 이동체는 상기 상대각 및 거리 정보의 수신 후 대형 형성을 위해 슬레이브 이동체들이 이동해야 할 목적지에 대한 이동각도 및 거리를 계산하여 슬레이브 이동체들로 전송하고 완료하는 단계를 포함한다.

바람직하기로는 상기 마스터 이동체 검사 단계에서 이동체 자신이 슬레이브 이동체인 경우는 상태 플래그 값이 "0"인지 확인하고, "0"이면 "1"로 변경한 후, 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하여, 마스터 이동체로 계산된 값을 전송하고, 전송이 성공하면, 상태 플래그 값을 "2"로 설정한 후 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 정보를 수신 대기하는 단계; 및 마스터 이동체로부터 이동할 목적지 정보를 수신하였는지 체크하여, 수신하면 목적지로 이동한 후 상태 플래그를 "0"으로 설정한 후 협동 위치 인식 알고리즘을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 각 상태 플래그의 의미는 마스터 이동체의 경우, "0"은 협동 위치 인식 상태가 아니거나 종료되었음을 나타내고, "1"은 슬레이브 이동체로부터의 응답 대기 상태를 나타내고, 슬레이브 이동체의 경우 "0"은 협동 위치 인식이 종료되었음을 의미하고 "1"은 협동 위치 인식을 위하여 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하는 단계를 시작함을 의미하고, "2"는 마스터 이동체로부터의 이동 명령 대기 상태를 의미하는 것을 특징으로 한다.

발명의 다른 태양에 의하면. 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체를 구비하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치에 있어서, 상기 마스터 이동체 및 슬레이브 이동체의 각각은 제어부, 메모리, 거리센서, 방위센서, 및 통신부를 포함하여 구성되고, 상기 마스터 이동체의 제어부는 사용자로부터 무선 또는 유선으로 제어신호를 받아서 상기 마스터 이동체의 메모리에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 상기 마스터 이동체의 통신부를 통해 슬레이브 이동체에 명령을 보냄으로써, 상기 마스터 이동체의 거리센서 및 방위센서를 이용하여 슬레이브 이동체에 대한 거리 및 방위 정보를 얻고, 슬레이브 이동체는 슬레이브 이동체의 통신부를 통해 마스터 이동체로부터 명령을 받는 슬레이브 이동체의 제어부가 슬레이브 이동체의 메모리에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 슬레이브 이동체의 거리센서와 방위센서에 의해 측정된 거리 및 방위 정보를 마스터 이동체에 보내고, 마스터 이동체의 제어부는 슬레이브 이동체와의 거리 및 방위 정보에 의하여 상대 위치를 파악하여 슬레이브 이동체의 위치 이동을 제어하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치를 제공한다.

바람직하기로는 사용자로부터 이동체에 보내는 제어신호는 유무선 전화를 이용한 DTMF 일 수도 있고, PC로부터 보내오는 인터넷전화신호인 VoIP 전화신호일 수도 있음을 특징으로 한다.

바람직하기로는 사용자로부터 이동체에 보내는 제어신호는 리모트콘트롤러(리모콘)에 의한 제어신호임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 거리센서는 적외선 센서 또는 초음파 센서이고, 상기 방위센서는 지자기 센서 또는 인공위성으로부터 위치신호를 수신하는 GPS 수신기임을 특징으로 한다.

발명의 또다른 태양에 의하면, 다중의 이동체의 동시 제어 방법을 수행하는 소프트웨어 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서, 상기 소프트웨어 프로그램은 상기 다중의 이동체를 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 구성하는 프로그램 코드; 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드; 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드; 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 프로그램 코드; 및 마스터 이동체가 상기 슬레이브 이동체들로부터의 명령 수행 완료 메시지를 받고 사용자에게 사용자 명령의 수행이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 프로그램 코드를 저장하고 있는 기록매체를 제공한다.

바람직하기로는 상기 사용자 명령은 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들로 마스터 이동체에 대하여 대형을 이루도록 이동하는 협동 위치 인식명령임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드는 마스터 이동체가 슬레이브 이동체로 슬레이브 이동체들 간의 거리와 각(방위)을 계산하기 위한 사용자 명령임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 프로그램 코드는 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체로부터 사용자 명령을 받으면 자신의 현재 각을 기억하는 프로그램 코드; 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체의 위치에 대한 상대각과 거리를 계산하여 계산된 상대각 및 거리를 마스터 이동체로 전송하는 프로그램 코드; 마스터 이동체는 사용자로부터 받은 사용자 명령을 수행하기 위해, 각 슬레이브 이동체가 이동할 목적지와 이동할 최적 각도 및 거리를 계산하고, 그 계산된 값들을 슬레이브 이동체로 전송하는 프로그램 코드; 슬레이브 이동체는 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 계산된 값을 수신한 후 해당 목적지로 이동하는 프로그램 코드; 슬레이브 이동체는 마스터 이동체와의 상대 거리를 측정하여 사용자 명령이 수행 완료되었는지 확인하고 완료 메시지를 마스터 이동체에게 전송하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드는 상기 사용자 명령을 받은 이동체들이 마스터 이동체인지를 확인하는 프로그램 코드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 이동체 간의 협동 위치 인식 알고리즘은 사용자로부터 명령을 수신받은 이동체는 명령을 파싱하는 프로그램 코드; 상기 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령인지를 파악하는 프로그램 코드; 수신받은 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령의 경우, 이동체는 자신이 마스터 이동체인지를 검사하는 프로그램 코드; 마스터 이동체의 경우 자신이 받은 명령을 슬레이브 이동체로 전송하고, 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인하는 프로그램 코드; 마스터 이동체는 상태 플래그를 "1"로 설정하고, 슬레이브 이동체들로부터의 상대각 및 거리 정보 수신을 위해 대기하는 프로그램 코드; 마스터 이동체는 상대각 및 거리 정보의 수신 여부를 체크하는 프로그램 코드; 마스터 이동체는 상기 상대각 및 거리 정보의 수신 후 대형 형성을 위해 슬래이브 이동체들이 이동해야 할 목적지에 대한 이동각도 및 거리를 계산하여 슬레이브 이동체들로 전송하고 완료하는 프로그램 코드를 포함한다.

바람직하기로는 상기 마스터 이동체 검사 프로그램 코드에서 이동체 자신이 슬레이브 이동체인 경우는 상태 플래그 값이 "0"인지 확인하고, "0"이면 "1"로 변경한 후, 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하여, 마스터 이동체로 계산된 값을 전송하고, 전송이 성공하면, 상태 플래그 값을 "2"로 설정한 후 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 정보를 수신 대기하는 프로그램 코드; 및 마스터 이동체로부터 이동할 목적지 정보를 수신하였는지 체크하여, 수신하면 목적지로 이동한 후 상태 플래그를 "0"으로 설정한 후 협동 위치 인식 알고리즘을 종료하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다중 이동체(로봇)의 협동 위치 인식 기반 동시 조작 방법은 사용자가 다중의 이동체를 조작할 때 하나의 이동체 조작을 통하여 다중의 이동체를 조작함으로써 다중의 이동체 조작의 편의성을 보장하고 작업을 신속하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다중 이동체 협동 위치 인식을 통한 다중 이동체 동시 제어 방법을 단계별로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 다중 이동체 동시 조작 방법의 협동 위치 인식 알고리즘의 순서도이다.
도 10은 본 발명에 적용되는 이동체의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다중 이동체 동시 제어 방법 및 장치, 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체의 구성 및 동작에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명에 적용되는 이동체의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 10에 의하면, 2개의 이동체(1001, 1002)가 도시되어 있는데, 그 중 하나는 마스터 이동체(1001)이고 다른 하나는 슬레이브 이동체(1002)이다. 도 10에서 마스터 이동체(1001)와 슬레이브 이동체(1002)의 구성은 편의상 동일한 구성 요소들을 구비하도록 구성하였으나, 마스터 이동체(1001)에 의해 제어되는 슬레이브 이동체(1002)에는 거리센서와 지자기센서를 구비하지 않게 구성할 수도 있고, 이에 따라 슬레이브 이동체(1002)의 작동 프로그램은 마스터 이동체(1001)의 작동 프로그램과 상이하게 할 수 있다. 본 실시예에서는 마스터 이동체(1001)와 슬레이브 이동체(1002)의 구성 요소를 동일하게 하여, 어느 이동체나 상황에 따라서는 마스터가 될 수 있게 구성하였다.

도 10을 참조하면, 마스터 이동체(1001)는 제어부(1010), 메모리(1012), 거리센서(1014), 방위센서(1016), 및 통신부(1018)로 구성되고, 마찬가지로 슬레이브 이동체(1002)는 제어부(1020), 메모리(1022), 거리센서(1024), 방위센서(1026), 및 통신부(1028)로 구성된다. 마스터 이동체(1001)의 제어부(1010)는 사용자(미도시)로부터 무선 또는 유선으로 제어신호를 받아서 메모리(1012)에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 통신부(1018)를 통해 슬레이브 이동체(1002)에 명령을 보냄으로써, 거리센서(1014) 및 방위센서(1016)를 이용하여 슬레이브 이동체(1002)에 대한 거리 및 방위 정보를 얻는다. 유사하게 슬레이브 이동체(1002)는 통신부(1028)를 통해 마스터 이동체(1001)로부터 명령을 받는 제어부(1020)가 메모리(1022)에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 거리센서(1024)와 방위센서(1026)에 의해 측정된 거리 및 방위 정보를 마스터 이동체(1001)에 보낸다.

이러한 이동체의 구성을 통하여 마스터 이동체(1001)의 제어부(1010)는 슬레이브 이동체(1002)와의 거리 및 방위 정보에 의하여 상대 위치를 파악하여 슬레이브 이동체(1002)의 위치 이동을 제어할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명에서 사용자로부터 이동체에 보내는 제어신호는 유무선 전화를 이용한 DTMF 일 수도 있고, PC로부터 보내오는 인터넷전화신호인 VoIP 전화신호일 수도 있고, 피제어기(여기서는 이동체)에 제어신호를 송출하는 리모트콘트롤러(리모콘)일 수도 있다. 이에 대한 기술은 당업자에게 명백한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명에서 거리센서는 적외선 센서 또는 초음파 센서로 구성될 수 있으며, 방위센서는 지자기 센서 (자이로 센서) 또는 인공위성으로부터 위치신호를 수신하는 GPS 수신기로 구성될 수 있으나, 이에 대한 기술은 당업자에게 명백한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 이동체의 구성 및 동작을 통하여, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다중 이동체 동시 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다중 이동체 협동 위치 인식을 통한 다중 이동체 동시 제어 방법을 단계별로 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 8에서, 사용자(1000)는 도면에는 도시되지 않았지만, 휴대단말 기반의 원격제어 사용자 인터페이스(I/F)를 포함하는 단말기를 사용하고, 이동체는 이동체 원격 제어 모듈을 포함하고 있다.

사용자 I/F는 사용자 UI 프로그램과 이동체 원격 제어 모듈과의 통신을 위한 원격 제어 스터브(stub) 모듈을 포함한다. UI 프로그램은 사용자가 다수의 이동 로봇을 동시 제어 가능하도록 하며, 그룹 이동 및 협동 위치 인식 등의 다양한 기능을 제공한다. 원격 제어 스터브 모듈에는 Atmega128 MCU, IEEE802.15.4a 하드웨어 모듈을 포함하여 원격 제어 명령을 생성하며, TinyOS 및 관련 MAC이 기본 탑재되어 있다. 또한, 사용자 IF는 WPAN (초고속 개인용 무선 네트워크) 통신 모듈을 내장하고 있고, 이 초고속 개인용 무선 네트워크 통신 모듈에 의해 이동체 원격 제어 모듈에 내장된 WPAN (초고속 개인용 무선 네트워크) 통신 모듈을 통해 이동체와 통신한다.

이동체 원격 제어 모듈은 각 이동 로봇의 이동체 제어기에 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter; 범용 비동기화 송수신기)를 통해 부착된다. 이동체 원격 제어 모듈은 도 10의 제어부에 해당하는 것으로, 사용자 휴대단말 혹은 타 이동 로봇으로부터 수신된 명령 전처리 모듈, 이동 로봇 실시간 제어 모듈, 정밀 거리 측정 모듈, 협동 위치 인식 모듈, 그리고 자동 스페이싱(auto-spacing) 모듈로 구성되어 있다. 본 발명에 적용되는 이동체 원격 제어 모듈은 첫째, IEEE 802.15.4a를 기반으로 한 최초의 다중 이동 로봇 원격 제어 플랫폼이다. 둘째, 다중 이동 로봇에 대한 그룹 이동 및 협동 위치 인식 등의 편리한 원격 제어 기능을 제공한다. 셋째, IEEE 802.15.4a의 거리 측정 및 상대각 측정 기능을 이용한 새로운 협동 위치 인식 제어 기법을 제공한다. 단, 본 발명에서는 원격 영상 전송은 다루고 있지 않으며, 로봇에서 제공하는 FM 방식 영상 전송을 이용한다.

정밀 거리 측정 모듈은 IEEE 802.15.4a 모듈을 기반으로 동작하며, SDS-TWR 기법(비특허문헌 [3] 참조)을 이용한다. 정밀 거리 측정 모듈은 이동 로봇 간의 일정 거리를 유지하는 자동 스페이싱 모듈과 협동 위치 인식 모듈에 의해서 사용된다. 자동 스페이싱 모듈은 사용자 UI 프로그램으로부터 다중 이동체에 대한 그룹 이동 명령 요청시 동작하는 모듈이며, 사용자가 그룹 이동 명령을 일련번호가 낮은 로봇(마스터 이동체)에 전송함으로 동작을 시작한다. 다음으로, 마스터 이동체는 사용자가 정해준 진행 각도로 진행 각도(나침판)를 조정한 후에, 나머지 로봇(슬레이브 이동체)으로 진행 각도를 송신하여 진행 각도를 동일하게 맞추도록 한다. 끝으로, 마스터 이동체는 정해준 방향으로 진행하게 되며, 각 슬레이브 이동체는 정밀거리측정 모듈을 통하여 마스터 이동체와의 거리 측정을 실시하면서 마스터 이동체로부터 수신된 거리 유지값(d)을 넘지 않도록 한다. 일정 거리 유지를 위해 d 값에 두 경계치 값(HWM, LWM)을 부가적으로 이용한다. 마스터 이동체와 슬레이브 이동체 사이의 거리가 (d-LWM) 보다 커지면 슬레이브 이동체는 마스터 이동체 방향으로 이동을 시작하며, 둘 사이의 거리가 (d-HWM) 보다 작아지면 움직임을 멈춘다. 협동 위치 인식 모듈은 다중 이동 로봇들이 사용자가 요구한 특정 위치형태 (간격이 k 미터인 일렬 횡대)를 사용자의 추가적인 조작 없이 갖추도록 한다. 본 발명에서는 기존 협동 위치 인식 기법과 달리 이동 로봇 간의 거리 정보와 상대각 정보를 이용하여 동작한다.

도 1을 참조하면, 이동체의 그룹은 하나의 마스터 이동체(1001)와 두 슬레이브 이동체(1002, 1003)로 구성된다(단계 1).

본 실시예에서는 사용자(1000)가 상술한 유무선 전화기 또는 리모콘을 이용하여, 도 1에 도시된 이동체 그룹(1001, 1002, 1003)을 마스터 이동체(1001)를 기준으로 슬레이브 이동체를 수평으로 거리 d만큼 떨어져 정렬된 대형을 갖추려고 한다고 가정한다.

도 1 내지 도 8에서 2차원 좌표(0,d)에 존재하고 있는 마스터 이동체(1001)는 (a1, d1), (a2, d2)에 위치하고 있는 슬레이브 이동체 (1002, 1003)에 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 구해달라는 명령을 전송한다. 각 슬레이브 이동체(1002, 1003)는 자이로 센서와 초음파 (마스터 이동체(1001)로 향한 초음파 발생 후, 자이로를 이용한 방향 감지)를 이용하여 상대각을 구하고 IEEE 802.15.4a를 이용하여 거리를 구한 뒤에 마스터 이동체(1001)로 그 값을 전송한다. 마스터 이동체(1001)는 이를 기반으로 각 슬레이브 이동체들(1002, 1003)이 이동해야 할 목적지 T1과 T2를 잘 정의된 알고리즘에 따라 결정하고, 각 슬레이브 이동체들(1002, 1003)이 이동할 각과 방향을 수식을 이용하여 최종 결정하여 각 슬레이브 이동체(1002, 1003)에게 알려줌으로써 실질적인 이동을 시작하도록 한다.

이러한 마스터 이동체(1001)와 슬레이브 이동체(1002, 1003) 간의 명령 처리 과정을 이하 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에서 사용자(1000)가 이동체(1001-1003)를 마스터 이동체(1001)와 슬레이브 이동체(1002, 1003)로 그룹화하는 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 사용자(1000)가 마스터 이동체(1001)에 사용자 명령, 즉 제어신호를 보낸다 (단계 2). 이러한 제어신호는 이동체 간의 대형 형성과 같은 협동 위치 인식 명령으로서 (수평, d)와 같은 명령 구조를 취할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이 마스터 이동체(1001)는 슬레이브 이동체들(1002, 1003) 간의 거리와 각(방위)을 계산하기 위해 슬레이브 이동체들(1002, 1003)로 명령을 보내고 슬레이브 이동체들(1002, 1003)은 마스터 이동체(1001)로부터 명령을 받으면 자신의 현재 각을 기억한다 (단계 3).

그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 예로써 슬레이브 이동체(1003)가 현재 위치에서 회전하면 거리센서(초음파 센서 또는 적외선 센서) 및 지자기 센서를 이용하여 마스터 이동체(1001)의 위치에 대한 상대각(a2)과 거리(d2)를 계산한다 (단계 4).

그 다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 슬레이브 이동체(1003)는 원래 자신의 각으로 복귀한 후 계산된 상대각(a2) 및 거리(d2)를 마스터 이동체(1001)로 전송한다(단계 5). 마찬가지 과정을 통하여, 단계 5에서 슬레이브 이동체(1002)는 계산된 상대각(a1) 및 거리(d1)를 마스터 이동체(1001)로 전송한다.

그 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 마스터 이동체(1001)는 사용자(1000)로부터 받은 대형(수평, d)을 형성하기 위해, 각 슬레이브 이동체(1002, 1003)가 이동할 목적지(T1, T2)와 이동할 최적 각도(a1'. a2') 및 거리(d1', d2')를 계산하고, 그 계산된 값들을 슬레이브 이동체(1002, 1003)로 전송한다(단계 6).

그런 다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 각 슬레이브 이동체(1002, 1003)는 마스터 이동체(1001)로부터 이동할 목적지(T1, T2)에 대한 계산된 값을 수신한 후 대형 형성을 위해 해당 목적지로 이동한다(단계 7). 단계 7에서는 슬레이브 이동체(1002, 1003)는 오도메트리(odometry)(주행거리측정)를 이용하여 대형을 이루는 목적지(T1, T2)까지 이동하며, 마스터 이동체(1001)와의 상대적인 거리(d)는 측정하지 않으며, 이동체의 실시간 제어 모듈을 이용하여 관련 명령을 발생시킨다.

끝으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 슬레이브 이동체(1002, 1003)는 마스터 이동체(1001)와의 상대 거리(d)를 측정하여 대형 형성이 완료되었는지 확인하고 대형 형성 완료 메시지를 마스터 이동체(1001)에게 전송한다. 슬레이브 이동체(1002, 1003)로부터 대형 형성 완료 메시지를 받은 마스터 이동체(1001)는 사용자에게 대형 형성이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송함으로써, 이동체간의 협동 위치 인식 명령 (수평, d)과 같은 사용자 명령에 의해 이동체 그룹의 대형 형성이 완료된다 (단계 8).

상술한 바와 같이, 본 발명의 다중 이동체 동시 제어 방법을 이용하여, 다중의 이동체들을 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 그룹화하고, 사용자가 마스터 이동체에 명령을 주면 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에게 명령을 전달하여 사용자가 원하는 대로 마스터 이동체와 슬레이브 이동체들을 동시 제어할 수 있다.

본 발명에서 그룹을 이루는 이동체들은 각각 협동 위치 인식을 위한 알고리즘이 탑재되어 있으며, 도 9는 본 발명에 적용되는 협동 위치 인식 알고리즘의 순서도이다. 본 발명에서는 IEEE 802.15.4a에서 제공하는 거리 측정 기능과 로봇에 장착되어 있는 자이로(gyro)센서와 초음파를 이용한 상대 각(angle) 측정 기능을 이용하는 새로운 협동 위치 인식 (Cooperative Localization; CL) 기법을 이용한다.

도 9에 의하면, 사용자로부터 명령을 수신받은 이동체는 명령을 파싱하여(901), 협동 위치 인식을 위한 명령인지를 파악하고(903), 수신받은 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령의 경우, 이동체는 자신이 마스터 이동체인지를 검사한다(905). 마스터 이동체의 경우 자신이 받은 명령을 슬레이브 이동체로 전송한 후(907), 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인한다(909).

그 다음, 상태 플래그를 "1"로 설정하고, 슬레이브 이동체들로부터의 상대각 및 거리 정보 수신을 위해 대기한다(911). 여기서, 각 상태 플래그의 의미는 마스터 이동체의 경우, "0"은 협동 위치 인식 상태가 아니거나 종료되었음을 나타내고, "1"은 슬레이브 이동체로부터의 응답 대기 상태를 나타낸다. 슬레이브 이동체의 경우 "0"은 협동 위치 인식이 종료되었음을 의미하고 "1"은 협동 위치 인식을 위하여 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하는 단계를 시작함을 의미한다. 또한 "2"는 마스터 이동체로부터의 이동 명령 대기 상태를 의미한다.

그 다음, 상대각 및 거리 정보의 수신 여부를 체크하여(913), 상대각 및 거리 정보의 수신 후 마스터 이동체는 대형 형성을 위해 슬래이브 이동체들이 이동해야 할 목적지에 대한 이동각도 및 거리를 계산하여 슬레이브 이동체들로 전송하고(915), 알고리즘 수행을 완료한다.

한편 단계 905에서 이동체 자신이 슬레이브 이동체인 경우는 상태 플래그 값이 "0"인지 확인하고(917), "0"이면 "1"로 변경한 후(919), 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하여(921, 923), 마스터 이동체로 계산된 값을 전송한다(925). 전송이 성공하면(927), 상태 플래그 값을 "2"로 설정한 후 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 정보를 수신 대기한다(929). 마스터 이동체로부터 이동할 목적지 정보를 수신하였는지 체크하여(931), 수신하면 목적지로 이동한 후 상태 플래그를 "0"으로 설정(933)한 후 협동 위치 인식 알고리즘을 종료한다.

본 발명에서 사용한 이동체(로봇)는 2개의 바퀴를 장착하고 있으며, 로봇 제어를 위해 ATmega128 MCU를 기반한 펌웨어가 동작하고 있다. 원격 제어 플랫폼(특히, 원격 제어 스터브 모듈)은 독립적인 ATmega128 MCU 및 Nanotron사의 IEEE 802.15.4a모듈 하드웨어를 이용하며 TinyOS 및 관련 MAC(nanoLOC)을 이용한다. 이동체 (로봇) 내 제어 모듈과 사용자 휴대 단말과 원격 제어기 플랫폼은 보드레이드 38,400의 UART로 연결된다. 첫째, 정밀 거리 측정 모듈(자동 스페이싱/협동위치인식) 성능 측정 결과에 따르면 실내(양측에 3~4m 간격으로 철문이 있는 폭이 3m정도의 복도)에서의 평균오차는 64.6cm, 실외에서의 평균오차는 115.4cm정로도 파악되었다. 본 발명의 로봇 제어기의 주요 사용용도가 실외 환경임을 고려할 때, 오차가 다소 높음을 확인할 수 있다.

위험지역에서 동작하는 다중 이동체(로봇) 제어를 위해 요구하고 있는 실시간성은 약 100msec 정도로 파악하고 있다. 플랫폼 설계시, 제어를 위해 소요되는 최악의 시간은 약 54.19msec로 분석 되었다(분석 모델 생략). 실제 실험을 통하여 측정된 값은 약 338msec로 확인되었다. 무선 통신을 위해 소요되는 시간은 68.5msec 미만인 반면, UART 모듈을 통과하는데 소요되는 시간의 200msec를 넘는 것으로 파악되었다. 이는 TinyOS에서 사용하고 있는 프로그래밍 모델 및 장치 구동기 구조로 인한 오버헤드로 판단되며 성능 최적화가 필수적이다.

본 발명에서 의한 다중 이동체(로봇) 협동 위치 인식을 통한 다중 이동체의 동시 조작 방법 및 장치 및 그를 수행하는 컴퓨터 판독가능 프로그램을 저장한 기록매체는 다중의 이동체(로봇)가 투입되어 수행해야 하는 다양한 산업 현장에서 이동체(로봇)의 동시 조작을 위해 유용하게 사용될 수 있다.

1001...마스터 이동체 1002...슬레이브 이동체
1010, 1020...제어부 1012, 1022...메모리
1014, 1024...거리센서 1016, 1026...방위센서
1018, 1028...통신부

Claims

다중의 이동체의 동시 제어 방법에 있어서,
(a) 상기 다중의 이동체를 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 구성하는 단계;
(b) 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계;
(c) 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계;
(d) 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 단계; 및
(e) 마스터 이동체가 상기 슬레이브 이동체들로부터의 명령 수행 완료 메시지를 받고 사용자에게 사용자 명령의 수행이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서 사용자 명령은 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들로 마스터 이동체에 대하여 대형을 이루도록 이동하는 협동 위치 인식명령임을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제2항에 있어서, 상기 단계 (c)는 마스터 이동체가 슬레이브 이동체로 슬레이브 이동체들 간의 거리와 각(방위)을 계산하기 위한 사용자 명령을 보내는 단계임을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 단계 (d)는 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체로부터 사용자 명령을 받으면 자신의 현재 각을 기억하는 단계;
슬레이브 이동체들은 마스터 이동체의 위치에 대한 상대각과 거리를 계산하여 계산된 상대각 및 거리를 마스터 이동체로 전송하는 단계;
마스터 이동체는 사용자로부터 받은 사용자 명령을 수행하기 위해, 각 슬레이브 이동체가 이동할 목적지와 이동할 최적 각도 및 거리를 계산하고, 그 계산된 값들을 슬레이브 이동체로 전송하는 단계;
슬레이브 이동체는 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 계산된 값을 수신한 후 해당 목적지로 이동하는 단계;
슬레이브 이동체는 마스터 이동체와의 상대 거리를 측정하여 사용자 명령이 수행 완료되었는지 확인하고 완료 메시지를 마스터 이동체에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 단계는 상기 사용자 명령을 받은 이동체들이 마스터 이동체인지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 그룹을 이루는 이동체들은 각각 협동 위치 인식을 위한 알고리즘이 탑재되어 있음을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제6항에 있어서, 상기 이동체간의 협동 위치 인식 알고리즘은
사용자로부터 명령을 수신받은 이동체는 명령을 파싱하는 단계;
상기 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령인지를 파악하는 단계;
수신받은 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령의 경우, 이동체는 자신이 마스터 이동체인지를 검사하는 단계;
마스터 이동체의 경우 자신이 받은 명령을 슬레이브 이동체로 전송하고, 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인하는 단계;
마스터 이동체는 상태 플래그를 "1"로 설정하고, 슬레이브 이동체들로부터의 상대각 및 거리 정보 수신을 위해 대기하는 단계;
마스터 이동체는 상대각 및 거리 정보의 수신 여부를 체크하는 단계;
마스터 이동체는 상기 상대각 및 거리 정보의 수신 후 대형 형성을 위해 슬래이브 이동체들이 이동해야 할 목적지에 대한 이동각도 및 거리를 계산하여 슬레이브 이동체들로 전송하고 완료하는 단계를 포함하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 마스터 이동체 검사 단계에서 이동체 자신이 슬레이브 이동체인 경우는 상태 플래그 값이 "0"인지 확인하고, "0"이면 "1"로 변경한 후, 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하여, 마스터 이동체로 계산된 값을 전송하고, 전송이 성공하면, 상태 플래그 값을 "2"로 설정한 후 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 정보를 수신 대기하는 단계; 및
마스터 이동체로부터 이동할 목적지 정보를 수신하였는지 체크하여, 수신하면 목적지로 이동한 후 상태 플래그를 "0"으로 설정한 후 협동 위치 인식 알고리즘을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 각 상태 플래그의 의미는 마스터 이동체의 경우, "0"은 협동 위치 인식 상태가 아니거나 종료되었음을 나타내고, "1"은 슬레이브 이동체로부터의 응답 대기 상태를 나타내고, 슬레이브 이동체의 경우 "0"은 협동 위치 인식이 종료되었음을 의미하고 "1"은 협동 위치 인식을 위하여 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하는 단계를 시작함을 의미하고, "2"는 마스터 이동체로부터의 이동 명령 대기 상태를 의미하는 것을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 방법.
하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체를 구비하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치에 있어서,
상기 마스터 이동체 및 슬레이브 이동체의 각각은 제어부, 메모리, 거리센서, 방위센서, 및 통신부를 포함하여 구성되고,
상기 마스터 이동체의 제어부는 사용자로부터 무선 또는 유선으로 제어신호를 받아서 상기 마스터 이동체의 메모리에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 상기 마스터 이동체의 통신부를 통해 슬레이브 이동체에 명령을 보냄으로써, 상기 마스터 이동체의 거리센서 및 방위센서를 이용하여 슬레이브 이동체에 대한 거리 및 방위 정보를 얻고, 슬레이브 이동체는 슬레이브 이동체의 통신부를 통해 마스터 이동체로부터 명령을 받는 슬레이브 이동체의 제어부가 슬레이브 이동체의 메모리에 저장된 데이터 및 프로그램에 의해 슬레이브 이동체의 거리센서와 방위센서에 의해 측정된 거리 및 방위 정보를 마스터 이동체에 보내고, 마스터 이동체의 제어부는 슬레이브 이동체와의 거리 및 방위 정보에 의하여 상대 위치를 파악하여 슬레이브 이동체의 위치 이동을 제어하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치.
제10항에 있어서, 사용자로부터 이동체에 보내는 제어신호는 유무선 전화를 이용한 DTMF 일 수도 있고, PC로부터 보내오는 인터넷전화신호인 VoIP 전화신호일 수도 있음을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치.
제10항에 있어서, 사용자로부터 이동체에 보내는 제어신호는 리모트콘트롤러(리모콘)에 의한 제어신호임을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치.
제10항에 있어서, 상기 거리센서는 적외선 센서 또는 초음파 센서이고, 상기 방위센서는 지자기 센서 또는 인공위성으로부터 위치신호를 수신하는 GPS 수신기임을 특징으로 하는 다중의 이동체의 동시 제어 장치.
다중의 이동체의 동시 제어 방법을 수행하는 소프트웨어 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서, 상기 소프트웨어 프로그램은
상기 다중의 이동체를 하나의 마스터 이동체와 슬레이브 이동체로 구성하는 프로그램 코드;
사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드;
마스터 이동체가 슬레이브 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드;
슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 프로그램 코드; 및
마스터 이동체가 상기 슬레이브 이동체들로부터의 명령 수행 완료 메시지를 받고 사용자에게 사용자 명령의 수행이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송하는 프로그램 코드를 저장하고 있는 기록매체.
제14항에 있어서, 상기 사용자 명령은 마스터 이동체가 슬레이브 이동체들로 마스터 이동체에 대하여 대형을 이루도록 이동하는 협동 위치 인식명령임을 특징으로 하는 기록매체.
제15항에 있어서, 상기 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드는 마스터 이동체가 슬레이브 이동체로 슬레이브 이동체들 간의 거리와 각(방위)을 계산하기 위한 사용자 명령임을 특징으로 하는 기록매체.
제16항에 있어서, 상기 슬레이브 이동체들이 마스터 이동체와의 협동 위치 인식 알고리즘에 의하여 사용자 명령을 수행하고 사용자 명령 수행 완료 메시지를 마스터 이동체에 전송하는 프로그램 코드는 슬레이브 이동체들은 마스터 이동체로부터 사용자 명령을 받으면 자신의 현재 각을 기억하는 프로그램 코드;
슬레이브 이동체들은 마스터 이동체의 위치에 대한 상대각과 거리를 계산하여 계산된 상대각 및 거리를 마스터 이동체로 전송하는 프로그램 코드;
마스터 이동체는 사용자로부터 받은 사용자 명령을 수행하기 위해, 각 슬레이브 이동체가 이동할 목적지와 이동할 최적 각도 및 거리를 계산하고, 그 계산된 값들을 슬레이브 이동체로 전송하는 프로그램 코드;
슬레이브 이동체는 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 계산된 값을 수신한 후 해당 목적지로 이동하는 프로그램 코드;
슬레이브 이동체는 마스터 이동체와의 상대 거리를 측정하여 사용자 명령이 수행 완료되었는지 확인하고 완료 메시지를 마스터 이동체에게 전송하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
제14항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용자가 이동체들에 사용자 명령을 전송하는 프로그램 코드는 상기 사용자 명령을 받은 이동체들이 마스터 이동체인지를 확인하는 프로그램 코드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
제18항에 있어서, 상기 이동체간의 협동 위치 인식 알고리즘은
사용자로부터 명령을 수신받은 이동체는 명령을 파싱하는 프로그램 코드;
상기 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령인지를 파악하는 프로그램 코드;
수신받은 명령이 협동 위치 인식을 위한 명령의 경우, 이동체는 자신이 마스터 이동체인지를 검사하는 프로그램 코드;
마스터 이동체의 경우 자신이 받은 명령을 슬레이브 이동체로 전송하고, 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인하는 프로그램 코드;
마스터 이동체는 상태 플래그를 "1"로 설정하고, 슬레이브 이동체들로부터의 상대각 및 거리 정보 수신을 위해 대기하는 프로그램 코드;
마스터 이동체는 상대각 및 거리 정보의 수신 여부를 체크하는 프로그램 코드;
마스터 이동체는 상기 상대각 및 거리 정보의 수신 후 대형 형성을 위해 슬래이브 이동체들이 이동해야 할 목적지에 대한 이동각도 및 거리를 계산하여 슬레이브 이동체들로 전송하고 완료하는 프로그램 코드를 포함하는 기록매체.
제19항에 있어서, 상기 마스터 이동체 검사 프로그램 코드에서 이동체 자신이 슬레이브 이동체인 경우는 상태 플래그 값이 "0"인지 확인하고, "0"이면 "1"로 변경한 후, 마스터 이동체에 대한 상대각 및 거리를 계산하여, 마스터 이동체로 계산된 값을 전송하고, 전송이 성공하면, 상태 플래그 값을 "2"로 설정한 후 마스터 이동체로부터 이동할 목적지에 대한 정보를 수신 대기하는 프로그램 코드; 및
마스터 이동체로부터 이동할 목적지 정보를 수신하였는지 체크하여, 수신하면 목적지로 이동한 후 상태 플래그를 "0"으로 설정한 후 협동 위치 인식 알고리즘을 종료하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.