로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템
GPS surveying system based on Robot
특허 요약
본 발명은 GPS 측량시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GPS 측량부가 설치된 4바퀴 회전형 측량용 로봇과 원격지의 스마트기기 간의 무선 통신을 통해 측량용 로봇의 원격 제어 및 GPS 측량정보를 수신하여 위험 지역의 GPS 측량이 용이하도록 한 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 측량용 로봇을 이용한 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템에 있어서, 상기 측량용 로봇(10)은, 원격지의 스마트기기에 의해 측량지점으로 자율주행 또는 수동주행 되도록 원격 제어되는 4개의 바퀴로 이루어진 조향부(110)가 구비된 로봇 몸체부(Robot body, 100)와; 상기 로봇 몸체부의 상부면에 설치된 GPS 수신부(210)를 통해 수신되어진 GPS 위치정보와 지자기센서를 통해 검출된 방위각 데이터에 의해 측량용 로봇의 현재위치와 측량지점으로의 궤적을 산출하여 측량용 로봇이 측량지점으로 주행될 수 있도록 프로그램화 되어진 GPS 측량부(200)와; 상기 GPS 측량부를 통해 측량지점으로 주행되어진 측량용 로봇의 위치오차를 줄여 정확한 측량지점으로 이동시키기 위해 로봇몸체부의 전방 및 밑면을 촬영한 비전정보(vision data)를 원격지의 스마트기기에 제공하는 카메라부(300)와; 상기 GPS 측량부의 프로그램이 내장된 DSP 모듈(digital signal pro...(이하생략)
청구항
번호청구항
1

측량용 로봇을 이용한 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템에 있어서,상기 측량용 로봇(10)은, 원격지의 스마트기기에 의해 측량지점으로 자율주행 또는 수동주행 되도록 원격 제어되는 4개의 바퀴로 이루어진 조향부(110)가 구비된 로봇 몸체부(Robot body, 100)와;상기 로봇 몸체부의 상부면에 설치된 GPS 수신부(210)를 통해 수신되어진 GPS 위치정보와 지자기센서를 통해 검출된 방위각 데이터에 의해 측량용 로봇의 현재위치와 측량지점으로의 궤적을 산출하여 측량용 로봇이 측량지점으로 주행될 수 있도록 프로그램화 되어진 GPS 측량부(200)와;상기 GPS 측량부를 통해 측량지점으로 주행되어진 측량용 로봇의 위치오차를 줄여 정확한 측량지점으로 이동시키기 위해 로봇몸체부의 전방 및 밑면을 촬영한 비전정보(vision data)를 원격지의 스마트기기에 제공하는 카메라부(300)와;상기 GPS 측량부의 프로그램이 내장된 DSP 모듈(digital signal processor module, 410)이 설치되며, 스마트기기와의 무선통신과 전원공급 및 로봇 몸체부 전체를 제어하기 위한 장치들이 설치된 메인보드부(400) 및;상기 GPS 수신부(210)가 로봇 몸체부(100)의 상부면에 고정될 수 있도록 설치되며 정확한 GPS 위치정보 수신을 위해 GPS 수신부가 수평의 정립상태로 제어되도록 X축, Y축을 제어하는 2개의 DC모터(510a,510b)와 각도 조절부(520a,520b)가 구비된 짐벌부(gimbal unit, 500)가 포함되며,또한, 상기 측량용 로봇(10)의 메인보드부를 통해 카메라부(300)의 비전정보와 GPS 측량부(200)의 GPS 위치정보 및 방위각 데이터를 수신하며 상기 조향부에 원격 제어 명령을 송달하는 스마트기기(600)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템.

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제1 항에 있어서,상기 GPS 측량부(200)는, 상기 GPS 수신부(210)와 지자기센서(420)를 통해 수신 및 검출된 측량용 로봇의 현재위치와 방향 데이터 및 사전에 입력된 측량지점의 좌표 데이터를 분석하여 측량용 로봇의 현재위치를 인식하고 측량용 로봇이 측량지점으로 자율 주행될 수 있도록 궤적을 제어하는 궤적제어부(220)가 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템.

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제1 항에 있어서,상기 GPS 측량부(200)는, 상기 GPS 수신부(210)를 통해 수신 된 측량용 로봇의 현재위치에 대한 위치정보 오차를 보정하기 위해 칼만필터(Kalman filter)를 이용한 위치보정부(230)가 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 자동화 GPS 측량시스템.

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제1 항에 있어서,상기 카메라부(300)는, 상기 로봇 몸체부(100)의 전방 비전정보를 수집하는 전방 카메라(310)와, 상기 GPS 수신부(210)와 수직선 상에 위치될 수 있도록 로봇 몸체부의 밑면에 설치되며 상기 로봇 몸체부의 밑면 비전정보를 수집하는 밑면 카메라(320)로 구성되며, 상기 전방 카메라와 밑면 카메라는 CCD 이미지 센서(CCD image sensor)를 갖는 RF 무선 카메라인 것을 특징으로 하는 로봇기반의 GPS 측량시스템.

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제1 항에 있어서,상기 메인보드부(400)는, 측량용 로봇의 방위각을 검출하여 상기 DSP 모듈(410)에 전송하는 지자기센서(420)와, 상기 조향부(110)에 구비된 DC모터의 구동 제어를 위해 모터 드라이버(431)와 통신하는 모터 드라이버 통신부(430)와, 상기 조향부에 구비된 DC모터의 회전수를 측정하는 엔코더(441)의 측정값을 수신하는 엔코더 데이터 수신부(440)와, 스마트기기와 무선통신을 위한 블루투스 모듈(Bluetooth module, 450)과, 로봇 몸체부(100) 전반에 전원공급을 위한 14.6V, 5,600mAh를 갖는 배터리로 구성된 전원부(460)가 더 포함되어 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 GPS 측량시스템.

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제1 항에 있어서,상기 짐벌부(gimbal unit, 500)는, 상기 GPS 수신부(210)의 X축, Y축 각도 정보를 검출하기 위한 IMU(Inertial Measurement Unit, 관성측정유닛, 530)와, 상기 IMU의 검출값을 수신하여 X축, Y축의 DC모터(510a,510b)를 제어하여 GPS 수신부가 수평의 정립상태로 제어되도록 하는 MCU(Micro Controller Unit, 마이크로컨트롤러, 541)를 갖는 시스템보드(System board, 540)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 GPS 측량시스템.

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제6 항에 있어서,상기 짐벌부(500)는, GPS 수신부의 X축, Y축을 제어하는 2개의 DC모터(510a,510b)를 통한 각도 변화에 의해 로봇 몸체부(100)의 상부면으로부터 GPS 수신부(210) 간의 변화되는 높이를 검출하여 검출값을 상기 메인보드부(400)의 DPS 모듈(410)에 전송하는 높이 검출부(550)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇기반의 GPS 측량시스템.