KR20240059944A - A vehicle moving straight with motors and control method of the same - Google Patents

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KR20240059944A
KR20240059944A KR1020220141053A KR20220141053A KR20240059944A KR 20240059944 A KR20240059944 A KR 20240059944A KR 1020220141053 A KR1020220141053 A KR 1020220141053A KR 20220141053 A KR20220141053 A KR 20220141053A KR 20240059944 A KR20240059944 A KR 20240059944A
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김형석
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Abstract

본 발명은 이동체의 좌측 부분에 배치되는 제1 구동부; 상기 이동체의 우측 부분에 배치되는 제2 구동부; 및 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가하는 제어부를 포함하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.The present invention includes: a first driving unit disposed on the left side of a mobile body; a second driving unit disposed on the right side of the mobile body; and a control unit that applies drive signals according to commands to the first drive unit and the second drive unit, respectively. A moving body system having a plurality of motor shafts and a method of controlling the same are provided.

Description

직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템 및 그 제어 방법{A vehicle moving straight with motors and control method of the same}A moving vehicle system having a plurality of motor axes capable of moving straight and its control method {A vehicle moving straight with motors and control method of the same}

본 발명은 복수의 휠을 각각 개별 구동하는 복수의 모터를 구비하는 이동체가 직진을 수행하도록 모터를 제어하는 방법 및 그 제어 방법이 적용된 이동체에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling the motors so that a moving object having a plurality of motors that individually drive a plurality of wheels moves forward, and a moving object to which the control method is applied.

레일, 트랙, 슬라이더 등의 가이드가 없는 환경에서 작업을 수행하는 이동로봇은 정해진 작업 영역에서 일정한 작업을 수행하기 위해서 직진성이 유지되어야 한다.Mobile robots that perform work in an environment without guides such as rails, tracks, or sliders must maintain straight movement in order to perform certain tasks in a designated work area.

만약, 직진성이 유지되지 못하면 정해진 작업 영역을 벗어나게 되거나 계획된 작업을 수행하지 못하게 된다.If straightness is not maintained, the work may deviate from the designated work area or the planned work may not be performed.

1개의 모터로만 구동축을 구동하도록 구현할 경우 구동축이 로봇의 중심을 지나는 구조로 설계가 한정되는 문제점이 있으며, 또한 방향 전환을 위해서는 별도의 조향기구가 필요한 문제가 있다.When implementing the drive shaft with only one motor, there is a problem in that the design is limited to a structure in which the drive shaft passes through the center of the robot, and there is also a problem that a separate steering mechanism is needed to change direction.

대한민국 공개특허 제10-2020-0030476호, 공개일자 2020년03월20일 '이동로봇의 직진성 유지장치 및 이의 방법'Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0030476, published on March 20, 2020, ‘Device and method for maintaining straight movement of mobile robots’

본 발명은 복수의 휠을 각각 개별 구동하는 복수의 모터를 구비하는 이동체가 직진을 수행하도록 모터를 제어하는 방법 및 그 제어 방법이 적용된 이동체의 제공을 목적으로 한다. 구체적으로는 이동체의 좌측에 배치되는 모터는 좌측 부분을 구동하고, 이동체의 우측에 배치되는 모터는 우측 부분을 구동하는 이동체 시스템에서 좌측 배치 모터와 우측 배치 모터의 회전수를 일치시키는 구성을 통해 직진 확인을 위한 별도의 구성을 배재하면서도 직진 제어를 가능하게 하는 시스템 구성 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The purpose of the present invention is to provide a method of controlling the motors so that a moving object having a plurality of motors that individually drive a plurality of wheels moves forward, and a moving object to which the control method is applied. Specifically, the motor placed on the left side of the moving object drives the left part, and the motor arranged on the right side of the moving object drives the right part. In the moving object system, the rotation speed of the left motor and the right motor are aligned to move straight. It relates to a system configuration and control method that enables straight-line control while excluding a separate configuration for confirmation.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템은, 이동체의 좌측 부분에 배치되는 제1 구동부; 상기 이동체의 우측 부분에 배치되는 제2 구동부; 및 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가하는 제어부를 포함한다.In order to solve the above problem, a moving body system having a plurality of motor shafts capable of straight movement according to the present invention includes: a first driving unit disposed on the left side of the moving body; a second driving unit disposed on the right side of the mobile body; and a control unit that applies driving signals according to commands to the first driving unit and the second driving unit, respectively.

이때, 상기 제1 구동부는, 상기 이동체에 구동력을 인가하는 모터; 상기 모터의 회전축의 회전을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 엔코더; 및 상기 제어부의 구동 신호에 따라 상기 모터의 회전에 필요한 전압 및 전류를 인가하는 드라이버를 포함할 수 있다.At this time, the first driving unit includes a motor that applies driving force to the moving object; An encoder that measures rotation of the rotation shaft of the motor and transmits it to the control unit; And it may include a driver that applies the voltage and current necessary for rotation of the motor according to the driving signal from the control unit.

이때, 상기 제2 구동부는, 상기 제1 구동부와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 구동부와 대칭되도록 배치되는 것이 바람직하다.At this time, the second driving unit is preferably of the same shape as the first driving unit and is arranged symmetrically with the first driving unit.

이때, 상기 제어부는, 상기 명령이 '직진'인 경우 상기 제1 구동부의 엔코더와, 상기 제2 구동부의 엔코더에서 수신되는 모터의 회전 값을 측정하고, 설정된 기준을 초과하는 오차가 측정된 경우 회전수를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행할 수 있다.At this time, the control unit measures the rotation value of the motor received from the encoder of the first drive unit and the encoder of the second drive unit when the command is 'go straight', and rotates when an error exceeding the set standard is measured. Control may be performed to apply a driving signal that corrects the number to the first driver and the second driver.

또한, 상기 제어부는, 1ms 단위로 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 수행할 수 있다.Additionally, the control unit can control the 'go straight' command in 1 ms units.

한편, 상기 제어부는, 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 상기 이동체의 직진 주행 여부를 확인할 수 있다.Meanwhile, the control unit can count the control of the 'go straight' command and check whether the moving object is running straight when the count value reaches a set number of times.

아울러, 상기 이동체 시스템의 진행 방향을 측정하는 자이로 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 자이로 센서부의 측정값을 참조하여, 설정된 기준을 초과하는 각도가 측정된 경우 상기 각도를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하고, 상기 카운트를 재설정 할 수 있다.In addition, it further includes a gyro sensor unit that measures the moving direction of the mobile system, and the control unit refers to the measured value of the gyro sensor unit and, when an angle exceeding a set standard is measured, sends a drive signal to correct the angle. Control may be applied to the first driver and the second driver, and the count may be reset.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법은, 이동체의 좌측 부분에 배치되는 제1 구동부, 상기 이동체의 우측 부분에 배치되는 제2 구동부, 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가하는 제어부 및 상기 이동체 시스템의 진행 방향을 측정하는 자이로 센서부를 포함하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템의 제어 방법으로서, (a) 상기 이동체에 대한 이동 명령 수신 단계; (b) 상기 이동 명령에 따라 각각 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 구동 신호를 인가하는 단계; (c) 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 의한 실제 구동을 측정하는 단계; 및 (d) 이동 명령에 부합하도록 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 보정 명령을 인가하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problem, the control method of a moving object having a plurality of motor shafts capable of straight movement according to the present invention includes a first driving unit disposed on the left side of the moving object, a second driving portion disposed on the right side of the moving object, A method of controlling a mobile system having a plurality of motor axes, including a control unit that applies a driving signal according to a command to the first driving unit and the second driving unit, and a gyro sensor unit that measures the moving direction of the mobile system, comprising: (a) the Receiving a movement command for a moving object; (b) applying driving signals to the first driving unit and the second driving unit respectively according to the movement command; (c) measuring actual driving by the first driving unit and the second driving unit; and (d) applying a correction command to the first driving unit and the second driving unit to comply with the movement command.

이때, 상기 제1 구동부는, 상기 이동체에 구동력을 인가하는 모터; 상기 모터의 회전축의 회전을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 엔코더; 및 상기 제어부의 구동 신호에 따라 상기 모터의 회전에 필요한 전압 및 전류를 인가하는 드라이버를 포함할 수 있다.At this time, the first driving unit includes a motor that applies driving force to the moving object; An encoder that measures rotation of the rotation shaft of the motor and transmits it to the control unit; And it may include a driver that applies the voltage and current necessary for rotation of the motor according to the driving signal from the control unit.

또한, 상기 제2 구동부는, 상기 제1 구동부와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 구동부와 대칭되도록 배치될 수 있다.Additionally, the second driving unit may have the same shape as the first driving unit and may be arranged to be symmetrical to the first driving unit.

한편, 상기 (a) 단계에서 상기 명령이 '직진'인 경우, 상기 (c) 단계에서는 제1 구동부의 엔코더와, 상기 제2 구동부의 엔코더에서 수신되는 모터의 회전 값을 측정하고, 설정된 기준을 초과하는 오차가 측정된 경우, 상기 (d) 단계에서는 회전수를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행할 수 있다.Meanwhile, in step (a), if the command is 'go straight', in step (c), the rotation value of the motor received from the encoder of the first drive unit and the encoder of the second drive unit is measured, and the set standard is met. If an exceeding error is measured, in step (d), control may be performed to apply a driving signal that corrects the rotation speed to the first driving unit and the second driving unit.

아울러, 상기 (c) 단계는, 1ms 단위로 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 수행하고, 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 상기 자이로 센서부의 측정값을 참조하여 상기 이동체 시스템의 직진 주행 여부를 확인할 수 있다.In addition, step (c) performs control of the 'go straight' command in 1 ms units, counts the control of the 'go straight' command, and when the count value reaches a set number of times, the measured value of the gyro sensor unit is calculated. With reference to this, it is possible to check whether the mobile system is traveling straight.

이때, 설정된 기준을 초과하는 각도가 측정된 경우, 상기 (d) 단계는, 상기 각도를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하고, 상기 카운트를 재설정 할 수 있다.At this time, when an angle exceeding the set standard is measured, step (d) performs control to apply a driving signal to correct the angle to the first driver and the second driver, and resets the count. You can.

본 발명에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템 및 그 제어 방법에 의하면, 인코더를 통해 이동체의 좌측을 구동하는 모터와 우측을 구동하는 모터의 회전량 / 회전수를 간단하게 동기화 할 수 있으므로 머신 비전 또는 라이다 등의 솔루션을 배제하면서도 이동체의 직진이동이 가능한 시스템의 구현이 가능하다.According to the moving object system and its control method having a plurality of motor axes capable of straight movement according to the present invention, the rotation amount/number of revolutions of the motor driving the left side and the right side of the moving object can be easily synchronized through an encoder. Therefore, it is possible to implement a system that allows straight movement of moving objects while excluding solutions such as machine vision or LiDAR.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템의 블록도이다.
도 2는 제1 구동부와 제2 구동부의 배치 관계를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 제어부에서 수행되는 구체적인 제어 로직을 설명하는 순서도이다.Figure 1 is a block diagram of a moving body system having a plurality of motor axes capable of straight movement according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 explains the arrangement relationship between the first driving unit and the second driving unit.
Figure 3 is a flowchart explaining a control method of a moving object having a plurality of motor axes capable of straight movement according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart explaining specific control logic performed in the control unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, identical components are indicated by identical symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템의 블록도이고, 도 2는 제1 구동부와 제2 구동부의 배치 관계를 설명하는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of a moving body system having a plurality of motor shafts capable of straight movement according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement relationship between the first driving unit and the second driving unit.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이동체 시스템(1000)은 제1 구동부(100), 제2 구동부(200), 제어부(300) 및 자이로 센서부(400)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the mobile system 1000 according to the present invention includes a first driving unit 100, a second driving unit 200, a control unit 300, and a gyro sensor unit 400.

이동체(M)는 로봇과 같이 이동 동작을 수행하는 것으로서, 본 발명의 이동체 시스템(1000)이 탑재되는 본체에 해당한다. 즉, 이동체(M)는 로봇을 이루는 차체 또는 로봇의 골격을 이루는 프레임 정도로 이해하면 된다.The mobile body (M) performs movement operations like a robot and corresponds to the main body on which the mobile body system 1000 of the present invention is mounted. In other words, the mobile body (M) can be understood as a car body forming a robot or a frame forming the skeleton of the robot.

제1 구동부(100)는 이동체(M)의 좌측 부분에 배치되는 것으로서 모터(110), 엔코더(120) 및 드라이버(130)를 포함한다.The first driving unit 100 is disposed on the left side of the moving object M and includes a motor 110, an encoder 120, and a driver 130.

도시에서는 제1 구동부(100)를 이루는 구성으로서, 모터(110), 엔코더(120) 및 드라이버(130) 만이 도시되었으나, 이는 동력부로서의 최소 구성만을 도시한 것으로서, 실제 구현에서는 모터(110)의 축과 연결되어 모터의 회전수를 조절하는 기어박스 및 지면에 접하여 모터의 회전을 추진력으로 전환하는 바퀴(휠)가 더 포함된다. 기어박스 및 휠의 형태는 구현하고자 하는 이동체(M)의 특징에 따라 다양한 형태로 실시될 수 있다. 예를 들어, 바퀴는 원형 휠 형태로 실시될 수도 있고, 무한궤도 형태로 실시될 수도 있다.In the illustration, only the motor 110, encoder 120, and driver 130 are shown as components of the first driving unit 100, but this shows only the minimum configuration as a power unit, and in actual implementation, the motor 110 It further includes a gearbox that is connected to the shaft and controls the rotation speed of the motor, and a wheel that contacts the ground and converts the rotation of the motor into driving force. The shape of the gearbox and wheel can be implemented in various forms depending on the characteristics of the moving object (M) to be implemented. For example, the wheel may be implemented in the form of a circular wheel or in the form of an endless track.

모터(110)는 이동체(M)에 구동력을 인가하는 것으로서, DC 브러시 모터, 브러시리스 DC 모터 등 구현하고자 하는 이동체(M)의 특성에 맞추어 적당한 것이 선택될 수 있다. The motor 110 applies driving force to the moving object M, and may be selected as appropriate according to the characteristics of the moving object M to be implemented, such as a DC brush motor or brushless DC motor.

엔코더(120)는 모터(110)의 회전축의 회전을 측정하여 제어부(300)으로 전송한다. 엔코더(120)는 모터의 회전수 1회전 단위로 측정하는 것을 사용할 수 있으나, 이동체(M)가 보다 정교한 제어를 요구하는 경우에는 모터의 회전을 각도 단위로 측정하는 것을 사용할 수도 있다.The encoder 120 measures the rotation of the rotation axis of the motor 110 and transmits it to the control unit 300. The encoder 120 can be used to measure the number of rotations of the motor in units of one revolution, but if the moving object M requires more precise control, it can also be used to measure the rotation of the motor in units of angles.

드라이버(130)는 제어부(300)에서 인가되는 모터(110)의 '구동 신호'에 따라 모터(110)의 회전에 필요한 전압 및 전류를 인가한다. 예를 들어 제어부(300)에서 수신된 '구동 신호'가 1000rpm 인 경우 드라이버(130)는 모터(110)가 1000rpm으로 동작할 수 있는 적정 전압 및 전류를 모터(110)에 인가한다.The driver 130 applies the voltage and current required to rotate the motor 110 according to the 'driving signal' of the motor 110 applied from the control unit 300. For example, when the 'driving signal' received from the control unit 300 is 1000 rpm, the driver 130 applies appropriate voltage and current to the motor 110 to enable the motor 110 to operate at 1000 rpm.

도시에서는 제1 구동부(100)를 이루는 구성으로서, 모터(110) 및 엔코더(120)가 하나씩만 개시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 최소 실시 형태의 것으로서, 실시하고자 하는 이동체(M)의 형태에 따라서 모터(110) 및 엔코더(120)가 복수개로 구비될 수 있다. 즉, 하나의 구동부에 다수의 모터가 사용되는 경우도 본 발명의 실시 형태에 포함된다. In the figure, only the motor 110 and the encoder 120 are shown one by one as components forming the first driving unit 100, but this is a minimum embodiment for convenience of explanation and the shape of the moving object M to be implemented. Accordingly, a plurality of motors 110 and encoders 120 may be provided. That is, the case where multiple motors are used in one driving unit is also included in the embodiment of the present invention.

제2 구동부(200)는 이동체(M)의 우측 부분에 배치된다. 제2 구동부(200)는 제1 구동부(100)와 동일한 형태의 것으로서, 모터(210), 엔코더(220) 및 드라이버(230)를 포함한다. 제1 구동부가 복수의 모터, 복수의 엔코더로 이루어지는 경우 제2 구동부 또한 동일한 형태를 가진다.The second driving unit 200 is disposed on the right side of the moving body (M). The second driving unit 200 has the same form as the first driving unit 100 and includes a motor 210, an encoder 220, and a driver 230. When the first driving unit consists of multiple motors and multiple encoders, the second driving unit also has the same form.

제2 구동부(200)는 이동체(M)에서 제1 구동부(100)와 좌우 대칭되도록 배치된다. 제1 구동부(100)는 좌측, 제2 구동부(200)는 우측에 배치된다고 하였으나, 이는 설명의 편의상 구분한 것뿐이며, 한 쌍의 구동부(100, 200) 이동체(M)의 좌우에 대칭 형태로 배치되는 것으로 이해하면 된다.The second driving unit 200 is arranged to be left and right symmetrical to the first driving unit 100 in the moving body M. Although it is said that the first driving unit 100 is placed on the left and the second driving unit 200 on the right, this is only for convenience of explanation, and the pair of driving units 100 and 200 are arranged symmetrically on the left and right of the moving body M. You can understand it as being placed.

제어부(300)는 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가한다. 뒤에서 상세히 설명하겠으나, 제어부(300)는 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)를 병렬로 정렬하여 구동하는 제어를 수행한다. 구체적으로는 제1 구동부(100)를 이루는 모터(110)과 제2 구동부(200)를 이루는 모터(120)의 회전수가 완전히 동기 되도록 제어를 수행한다.The control unit 300 applies a driving signal according to a command to the first driving unit 100 and the second driving unit 200, respectively. As will be explained in detail later, the control unit 300 performs control to align and drive the first drive unit 100 and the second drive unit 200 in parallel. Specifically, control is performed so that the rotation speeds of the motor 110 forming the first driving unit 100 and the motor 120 forming the second driving unit 200 are completely synchronized.

여기서, '명령'은 이동체(M)에 이동 동작을 지시하는 명령이다. '명령'은 자율 주행의 경우 AI 구현부등과 같은 별도의 제어 모듈에서 소프트웨어적으로 생성되어 지시될 수도 있고, 사용자에 의해 임의로 입력되는 직접 명령 방식으로 지시될 수도 있다.Here, the 'command' is a command that instructs the moving object M to perform a movement operation. In the case of autonomous driving, the 'command' may be generated and instructed in software in a separate control module such as an AI implementation, or it may be given as a direct command arbitrarily input by the user.

제어부(300)는 '명령'이 '직진'인 경우 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 각각 동일한 구동 신호를 인가한다. When the 'command' is 'go straight', the control unit 300 applies the same drive signal to the first drive unit 100 and the second drive unit 200, respectively.

예를 들어 1000rpm 의 '구동 신호'를 동일하게 인가한다. 제1 구동부(100)의 모터(110)와 제2 구동부(100)의 모터(210)는 동일한 스펙의 모터로 구현되는 것이지만 제조상의 오차 등으로 인하여 동일한 '구동 신호'를 인가받더라도 완전히 동일하게 동작하지 못할 수 있다. 이 경우 두 모터간의 회전수 차이가 발생하여 완벽한 직진이 이루어 지지 않는다.For example, the 'driving signal' of 1000 rpm is equally applied. The motor 110 of the first driving unit 100 and the motor 210 of the second driving unit 100 are implemented as motors with the same specifications, but operate completely the same even when receiving the same 'driving signal' due to manufacturing errors, etc. You may not be able to do it. In this case, a difference in rotation speed occurs between the two motors, preventing perfect straight movement.

이러한 문제를 방지하기 위해 제어부(300)는 엔코더(120,220)에서 측정된 각 모터(110, 120)의 회전수를 확인하여 제어를 수행한다.To prevent this problem, the control unit 300 performs control by checking the rotation speed of each motor (110, 120) measured by the encoders (120, 220).

즉, 제어부(300)는 '명령'이 '직진'인 경우 제1 구동부(100)의 엔코더(120)와 제2 구동부(200)의 엔코더(220)를 통해 각 모터(110, 120)의 회전 값을 측정하고, 측정된 값이 설정된 기준을 초과할 경우(즉, 허용 오차를 초과할 경우) 회전수를 보정하는 구동 신호를 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 인가하는 제어를 수행한다. 다시 설명하자면 제어부(300)는 이동체(M)의 좌측을 이루는 모터와 우측을 이루는 모터를 병렬로 효과적으로 정렬하여 구동할 수 있다.That is, when the 'command' is 'go straight', the control unit 300 rotates each motor 110 and 120 through the encoder 120 of the first drive unit 100 and the encoder 220 of the second drive unit 200. Control for measuring a value and applying a drive signal to correct the rotation speed to the first drive unit 100 and the second drive unit 200 when the measured value exceeds a set standard (i.e., exceeds the tolerance). Perform. To explain again, the control unit 300 can effectively align and drive the motor forming the left side and the motor forming the right side of the moving object M in parallel.

예를 들어, 제어부(300)는 1ms 단위로 '직진'에 명령에 대한 제어를 수행할 수 있다. 일예로 60,000rpm 의 '구동 신호'를 인가했을 경우, 엔코더(120,220)에서는 각각 1ms 당 1회의 회전수가 측정되어야 한다.For example, the control unit 300 may control the 'go straight' command in 1 ms units. For example, when a 'driving signal' of 60,000 rpm is applied, the number of revolutions per 1 ms must be measured in each of the encoders 120 and 220.

제어부(300)가 1ms 마다 엔코더(120,220)로부터 동일한 타이밍에 회전 신호를 측정 받는 경우 두 모터(110, 120)가 동일하게 회전한다고 판단하여 별도의 추가 제어를 수행하지 않고, 다음번 제어를 수행하게 된다.When the control unit 300 receives a rotation signal at the same timing from the encoders 120 and 220 every 1 ms, it determines that the two motors 110 and 120 rotate the same and performs the next control without performing additional control. .

만약, 엔코더(120,220)로부터 수신되는 회전 신호에 오차가 발생한 경우 제어부(300)는 오차를 보정하기 위한 '보정 구동 신호'를 각각 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 추가로 인가한다.If an error occurs in the rotation signal received from the encoders 120 and 220, the control unit 300 additionally applies a 'correction drive signal' to correct the error to the first drive unit 100 and the second drive unit 200, respectively. do.

한편, 제어부(300)는 설정된 특정 주기 단위로 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고, 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인한다. Meanwhile, the control unit 300 counts the control of the 'go straight' command in a set specific cycle unit, and when the count value reaches the set number of times, it checks whether the moving object M is running straight by referring to the gyro sensor unit 400. do.

이는, 모터를 제외한 나머지 변수에 의해 발생하는 오차를 보정하기 위한 제어이다. 예를 들어 좌우측 바퀴가 지면과 접하는 마찰력 차이에 의해 엔코더(120, 220)에서는 측정되지 않는 이동체(M)의 틀어짐이 발생할 수 있다.This is a control to correct errors caused by variables other than the motor. For example, the moving object M, which is not measured by the encoders 120 and 220, may be distorted due to a difference in frictional force between the left and right wheels in contact with the ground.

제어부(300)가 1ms 마다 엔코더(120,220)로부터 회전 신호를 측정 받는 실시 형태의 경우, 카운트 수치는 1000회로 설정될 수 있다. 1ms x 1000 = 1s 로 계산되며, 1초 간격으로 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인할 수 있다. 제어부(300)가 1000회 제어어 루프를 카운트 한 후, 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인하고, 자이로 센서부(400)의 측정값이 설정된 기준을 초과하는 경우, 해당 각도를 보정하는 구동 신호를 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 추가로 인가는 제어를 수행하고, 해당 카운트를 초기화 하여 이후 1000회의 제어 루프의 카운트를 반복한다.In the case of an embodiment in which the control unit 300 measures rotation signals from the encoders 120 and 220 every 1 ms, the count value may be set to 1000. It is calculated as 1ms After the control unit 300 counts the control loop 1000 times, it checks whether the moving object M is traveling straight by referring to the gyro sensor unit 400, and determines whether the measured value of the gyro sensor unit 400 exceeds the set standard. In this case, control is performed by additionally applying a driving signal for correcting the angle to the first driver 100 and the second driver 200, the corresponding count is initialized, and the count of the control loop is repeated 1000 times.

자이로 센서부(400)의 측정값이 설정된 기준을 충족ㅎ는 경우 보정 제어는 발생하지 않으며, 해당 카운트를 초기화 하여 이후 1000회의 제어 루프의 카운트를 반복한다.If the measured value of the gyro sensor unit 400 meets the set standard, correction control does not occur, the corresponding count is initialized, and the count of the control loop is repeated 1000 times.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직진 이동이 가능한 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법을 설명하는 순서도이고, 도 4는 제어부에서 수행되는 구체적인 제어 로직을 설명하는 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart explaining a control method of a moving object having a plurality of motor axes capable of straight movement according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart explaining specific control logic performed in the control unit.

복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법은 도 3 및 도 4에 도시된 방식으로 수행된다. 도 1 및 도 2에 도시된 이동체 시스템(1000)을 시계열적으로 구현한 경우에도 본 실시예에 해당하므로 제1 구동부(100), 제2 구동부(200), 제어부(300) 및 자이로 센서부(400)에 대해 설명된 부분은 본 실시예예서도 그대로 적용된다.A method of controlling a moving object having a plurality of motor axes is performed in the manner shown in FIGS. 3 and 4. Even when the mobile system 1000 shown in FIGS. 1 and 2 is implemented in time series, it corresponds to this embodiment and includes the first driving unit 100, the second driving unit 200, the control unit 300, and the gyro sensor unit ( The parts described for 400) are also applied to this embodiment.

본 실시예에 따른 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법은 명령 수신단계(S100), 구동신호 인가 단계(S200), 실제 구동 측정 단계(S300) 및 보정 명령 인가 단계(S400)를 포함한다.The method of controlling a moving object having a plurality of motor axes according to this embodiment includes a command reception step (S100), a drive signal application step (S200), an actual drive measurement step (S300), and a correction command application step (S400).

S100 단계에서, 이동체(M)에 대한 이동 명령을 수신한다. '명령'은 이동체(M)에 이동 동작을 지시하는 명령이다. '명령'은 자율 주행의 경우 AI 구현부등과 같은 별도의 제어 모듈에서 소프트웨어적으로 생성되어 지시될 수도 있고, 사용자에 의해 임의로 입력되는 직접 명령 방식으로 지시될 수도 있다.In step S100, a movement command for the mobile object M is received. ‘Command’ is a command that instructs the moving object (M) to perform a movement operation. In the case of autonomous driving, the 'command' may be generated and instructed in software in a separate control module such as an AI implementation, or it may be given as a direct command arbitrarily input by the user.

도 4에 개시된 제어 방법은 명령이 '직진'인 경우의 제어 방법으로서, '구동 명령 수신'이 S100 단계에 해당한다. The control method disclosed in FIG. 4 is a control method when the command is 'go straight', and 'receiving driving command' corresponds to step S100.

S200 단계에서, 이동 명령에 따라 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 구동 신호를 인가한다. 도 4에서 '모터 구동'이 S200 단계에 해당한다.In step S200, a driving signal is applied to the first driving unit 100 and the second driving unit 200 according to the movement command. In Figure 4, 'motor driving' corresponds to step S200.

S300 단계에서, 실제 구동을 측정한다. 즉, 각 구동부의 모터(110, 210)의 회전수를 직접 측정한다. 앞서 설명된 바와 같이 제1 구동부(100)의 엔코더(120)와 제2 구동부(200)의 엔코더(220)를 통해 각 모터(110, 120)의 회전 값을 측정한다.In step S300, actual operation is measured. That is, the rotation speed of the motors 110 and 210 of each drive unit is directly measured. As described above, the rotation value of each motor 110 and 120 is measured through the encoder 120 of the first drive unit 100 and the encoder 220 of the second drive unit 200.

이때, 측정된 값이 설정된 기준을 초과할 경우(즉, 허용 오차를 초과할 경우) 보정 명령을 인가하는 S400 단계를 수행한다. 도 4에서 '좌우 속도/위치가 맞는가?' 단계에서 '아니오'인 경우 S400 단계가 수행되어 회전수를 보정하는 구동 신호를 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 인가하는 제어를 수행한다.At this time, if the measured value exceeds the set standard (i.e., exceeds the tolerance), step S400 is performed to apply a correction command. In Figure 4, 'Are the left and right speeds/positions correct?' If the answer is 'No' in step S400, control is performed to apply a driving signal for correcting the rotation speed to the first driving unit 100 and the second driving unit 200.

예를 들어, 제어부(300)는 1ms 단위로 '직진'에 명령에 대한 제어를 수행할 수 있다. 일예로 60,000rpm 의 '구동 신호'를 인가했을 경우, 엔코더(120,220)에서는 각각 1ms 당 1회의 회전수가 측정되어야 한다.For example, the control unit 300 may control the 'go straight' command in 1 ms units. For example, when a 'driving signal' of 60,000 rpm is applied, the number of revolutions per 1 ms must be measured in each of the encoders 120 and 220.

제어부(300)가 1ms 마다 엔코더(120,220)로부터 동일한 타이밍에 회전 신호를 측정 받는 경우 두 모터(110, 120)가 동일하게 회전한다고 판단하여 별도의 추가 제어를 수행하지 않고, 다음번 제어를 수행하게 된다.When the control unit 300 receives a rotation signal at the same timing from the encoders 120 and 220 every 1 ms, it determines that the two motors 110 and 120 rotate the same and performs the next control without performing additional control. .

만약, 엔코더(120,220)로부터 수신되는 회전 신호에 오차가 발생한 경우 제어부(300)는 오차를 보정하기 위한 '보정 구동 신호'를 각각 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 추가로 인가한다.If an error occurs in the rotation signal received from the encoders 120 and 220, the control unit 300 additionally applies a 'correction drive signal' to correct the error to the first drive unit 100 and the second drive unit 200, respectively. do.

한편, 제어부(300)는 설정된 특정 주기 단위로 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고, 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인한다. 도 4에서 '제어루프 Counter가 1000 이상인가'가 본 단계에 해당하는 것으로서, 제어부(300)가 1ms 마다 엔코더(120,220)로부터 회전 신호를 측정 받는 실시 형태의 경우, 카운트 수치는 1000회로 설정될 수 있다. 1ms x 1000 = 1s 로 계산되며, 1초 간격으로 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인할 수 있다. 제어부(300)가 1000회 제어어 루프를 카운트 한 후, 자이로 센서부(400)를 참조하여 이동체(M)의 직진 주행 여부를 확인하고, 자이로 센서부(400)의 측정값이 설정된 기준을 초과하는 경우, 해당 각도를 보정하는 구동 신호를 제1 구동부(100) 및 제2 구동부(200)에 추가로 인가는 제어를 수행하고, 해당 카운트를 초기화 하여 이후 1000회의 제어 루프의 카운트를 반복한다.Meanwhile, the control unit 300 counts the control of the 'go straight' command in a set specific cycle unit, and when the count value reaches the set number of times, it checks whether the moving object M is running straight by referring to the gyro sensor unit 400. do. In Figure 4, 'Is the control loop counter greater than 1000' corresponds to this step. In the case of an embodiment in which the control unit 300 measures the rotation signal from the encoders 120 and 220 every 1 ms, the count value can be set to 1000. there is. It is calculated as 1ms After the control unit 300 counts the control loop 1000 times, it checks whether the moving object M is traveling straight by referring to the gyro sensor unit 400, and determines whether the measured value of the gyro sensor unit 400 exceeds the set standard. In this case, control is performed by additionally applying a driving signal for correcting the angle to the first driver 100 and the second driver 200, the corresponding count is initialized, and the count of the control loop is repeated 1000 times.

자이로 센서부(400)의 측정값이 설정된 기준을 충족ㅎ는 경우 보정 제어는 발생하지 않으며, 해당 카운트를 초기화 하여 이후 1000회의 제어 루프의 카운트를 반복한다.If the measured value of the gyro sensor unit 400 meets the set standard, correction control does not occur, the corresponding count is initialized, and the count of the control loop is repeated 1000 times.

도 4에 도시된 제어 로직은 '직진' 명령을 수행하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 제어 방법이 도 4에 도시된 순서로 한정되는 것은 아니다.The control logic shown in FIG. 4 is only an example for executing the 'go straight' command, and the control method of the present invention is not limited to the order shown in FIG. 4.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely provided as specific examples to easily explain the technical content of the present invention and aid understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.

1000 : 이동체 시스템
100 : 제1 구동부
200 : 제2 구동부
300 : 제어부
400 : 자이로 센서부1000: Moving body system
100: first driving unit
200: second driving unit
300: control unit
400: Gyro sensor unit

Claims (10)

이동체의 좌측 부분에 배치되는 제1 구동부;
상기 이동체의 우측 부분에 배치되는 제2 구동부; 및
상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가하는 제어부를 포함하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템.a first driving unit disposed on the left side of the moving body;
a second driving unit disposed on the right side of the mobile body; and
A moving body system having a plurality of motor shafts including a control unit that applies drive signals according to commands to the first drive unit and the second drive unit, respectively. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 구동부는,
상기 이동체에 구동력을 인가하는 모터;
상기 모터의 회전축의 회전을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 엔코더; 및
상기 제어부의 구동 신호에 따라 상기 모터의 회전에 필요한 전압 및 전류를 인가하는 드라이버를 포함하고,
상기 제2 구동부는,
상기 제1 구동부와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 구동부와 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템.In claim 1,
The first driving unit,
a motor that applies driving force to the moving object;
An encoder that measures rotation of the rotation shaft of the motor and transmits it to the control unit; and
It includes a driver that applies the voltage and current necessary for rotation of the motor according to the driving signal from the control unit,
The second driving unit,
A moving body system having a plurality of motor shafts, which have the same shape as the first driving unit and are arranged symmetrically with the first driving unit. 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 명령이 '직진'인 경우 상기 제1 구동부의 엔코더와, 상기 제2 구동부의 엔코더에서 수신되는 모터의 회전 값을 측정하고, 설정된 기준을 초과하는 오차가 측정된 경우 회전수를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템.In claim 2,
The control unit,
When the command is 'go straight', a driving signal that measures the rotation value of the motor received from the encoder of the first driving unit and the encoder of the second driving unit, and corrects the rotation speed when an error exceeding the set standard is measured. A moving body system having a plurality of motor shafts, characterized in that control is applied to the first driving unit and the second driving unit. 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
1ms 단위로 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 수행하고,
상기 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 상기 이동체의 직진 주행 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템.In claim 3,
The control unit,
Control of the ‘go straight’ command is performed in 1 ms units,
A moving body system having a plurality of motor shafts, characterized in that it counts the control of the 'go straight' command and checks whether the moving body runs straight when the count value reaches a set number of times. 청구항 4에 있어서,
상기 이동체 시스템의 진행 방향을 측정하는 자이로 센서부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 자이로 센서부의 측정값을 참조하여,
설정된 기준을 초과하는 각도가 측정된 경우 상기 각도를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하고, 상기 카운트를 재설정 하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템.In claim 4,
Further comprising a gyro sensor unit that measures the direction of movement of the mobile system,
The control unit,
With reference to the measured value of the gyro sensor unit,
A moving body having a plurality of motor axes, wherein when an angle exceeding a set standard is measured, control is applied to the first drive unit and the second drive unit to correct the angle, and the count is reset. system. 이동체의 좌측 부분에 배치되는 제1 구동부, 상기 이동체의 우측 부분에 배치되는 제2 구동부, 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 명령에 따른 구동 신호를 각각 인가하는 제어부 및 상기 이동체 시스템의 진행 방향을 측정하는 자이로 센서부를 포함하는 복수의 모터축을 가지는 이동체 시스템의 제어 방법으로서,
(a) 상기 이동체에 대한 이동 명령 수신 단계;
(b) 상기 이동 명령에 따라 각각 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 구동 신호를 인가하는 단계;
(c) 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 의한 실제 구동을 측정하는 단계; 및
(d) 이동 명령에 부합하도록 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 보정 명령을 인가하는 단계를 포함하는 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법.A first driving unit disposed on the left side of the mobile body, a second driving unit disposed on the right side of the moving body, a control unit that applies driving signals according to commands to the first driving unit and the second driving unit, respectively, and a moving direction of the moving body system. A method of controlling a moving body system having a plurality of motor axes including a gyro sensor unit that measures,
(a) receiving a movement command for the moving object;
(b) applying driving signals to the first driving unit and the second driving unit respectively according to the movement command;
(c) measuring actual driving by the first driving unit and the second driving unit; and
(d) A method of controlling a moving object having a plurality of motor shafts, including the step of applying a correction command to the first driving unit and the second driving unit to comply with a movement command. 청구항 6에 있어서,
상기 제1 구동부는,
상기 이동체에 구동력을 인가하는 모터;
상기 모터의 회전축의 회전을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 엔코더; 및
상기 제어부의 구동 신호에 따라 상기 모터의 회전에 필요한 전압 및 전류를 인가하는 드라이버를 포함하고,
상기 제2 구동부는,
상기 제1 구동부와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 구동부와 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법.In claim 6,
The first driving unit,
a motor that applies driving force to the moving object;
An encoder that measures rotation of the rotation shaft of the motor and transmits it to the control unit; and
It includes a driver that applies the voltage and current necessary for rotation of the motor according to the driving signal from the control unit,
The second driving unit,
A method of controlling a moving object having a plurality of motor shafts, characterized in that it has the same shape as the first driving part and is arranged symmetrically with the first driving part. 청구항 7에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 명령이 '직진'인 경우,
상기 (c) 단계에서는 제1 구동부의 엔코더와, 상기 제2 구동부의 엔코더에서 수신되는 모터의 회전 값을 측정하고, 설정된 기준을 초과하는 오차가 측정된 경우,
상기 (d) 단계에서는 회전수를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법.In claim 7,
If the command in step (a) is 'go straight',
In step (c), the rotation value of the motor received from the encoder of the first drive unit and the encoder of the second drive unit is measured, and if an error exceeding the set standard is measured,
In the step (d), control is performed to apply a driving signal that corrects the rotation speed to the first driving unit and the second driving unit. 청구항 8에 있어서,
상기 (c) 단계는,
1ms 단위로 상기 '직진' 명령에 대한 제어를 수행하고,
상기 '직진' 명령에 대한 제어를 카운트하고 카운트 수치가 설정된 회수에 도달하면 상기 자이로 센서부의 측정값을 참조하여 상기 이동체 시스템의 직진 주행 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법.In claim 8,
In step (c),
Control of the ‘go straight’ command is performed in 1 ms units,
Control of a moving object having a plurality of motor shafts, characterized in that it counts the control of the 'go straight' command and checks whether the moving object system is running straight by referring to the measurement value of the gyro sensor unit when the count value reaches a set number of times. method. 청구항 9에 있어서,
설정된 기준을 초과하는 각도가 측정된 경우,
상기 (d) 단계는,
상기 각도를 보정하는 구동 신호를 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부에 인가하는 제어를 수행하고, 상기 카운트를 재설정 하는 것을 특징으로 하는 복수의 모터축을 가지는 이동체의 제어 방법.In claim 9,
If an angle is measured that exceeds the set criteria,
In step (d),
A method of controlling a moving object having a plurality of motor shafts, comprising performing control to apply a driving signal for correcting the angle to the first driving unit and the second driving unit, and resetting the count.
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