KR101059927B1

KR101059927B1 - Apparatus and method for pallet position recognition of unmanned conveying equipment

Info

Publication number: KR101059927B1
Application number: KR1020090026975A
Authority: KR
Inventors: 김성신; 김정민; 정승영
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2011-08-26
Also published as: KR20100108776A

Abstract

본 발명은 레이저 스캐너를 통해 환경 정보를 측정하게 하고 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법으로 강인하고 정밀한 작업이 가능하도록 한 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법에 관한 것으로, 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리 정보를 계측하기 위한 정보 계측부;입력받은 거리 정보를 저장하기 위한 메모리부;상기 거리 정보를 통해 팔레트 정보를 추출하는 팔레트 정보 처리부;상기 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산하기 위한 연산 및 제어를 하는 위치 인식 제어부;를 포함한다.The present invention is to measure the environmental information through the laser scanner and find the characteristic points of the standardized pallets in the warehouse, calculate the center position and the angle of entry, the pallet position recognition device of the unmanned transfer device to enable robust and precise work And a method, comprising: an information measuring unit for measuring distance information between the unmanned transfer apparatus and the surrounding environment; a memory unit for storing the received distance information; a pallet information processing unit extracting pallet information through the distance information; And a position recognizing control unit for performing calculation and control to find feature points of the center and calculate a center position and an entrance angle.

이송 장치, 팔레트, 위칙 인식, 레이저 스캐너, 동차 행렬, 포크 수평부 Conveyers, pallets, illegality recognition, laser scanners, homogeneous matrix, fork horizontals

Description

System and method for positioning palette of unmanned autonomous guided vehicle}

본 발명은 무인 이송 장치에 관한 것으로, 구체적으로 레이저 스캐너를 통해 환경 정보를 측정하게 하고 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법으로 강인하고 정밀한 작업이 가능하도록 한 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned transfer device, specifically, to measure the environmental information through a laser scanner and find the characteristic points of the standardized pallets in the warehouse to calculate the center position and the angle of entry so that robust and precise work is possible. The present invention relates to a pallet position recognition apparatus and a method of an unmanned transfer apparatus.

일반적으로 부피가 크고 중량이 무거운 화물을 지게차나 크레인으로 들어올려 차량에 적재 또는 하역을 하거나 운반 및 보관시에 화물을 받쳐주기 위해서 팔레트가 널리 사용되고 있다.In general, pallets are widely used to lift bulky and heavy cargoes by forklifts or cranes to load or unload vehicles or to support cargoes during transportation and storage.

이와 같은 팔레트의 이동에는 지게차가 주로 사용되고 있는데, 최근 물류의 양이 증가함에 따라 지게차 운전자들의 작업량이 증가하여 운전자의 피로, 조작 실수 등에 의한 충돌, 낙하 등의 사고 위험이 높아지고 있다.Forklifts are mainly used to move such pallets. Recently, as the amount of logistics increases, the workload of forklift drivers increases, increasing the risk of accidents such as collision, falling due to driver fatigue, operation mistakes, and the like.

이러한 문제를 해결하기 위하여 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서는 물류자동화 추세에 맞춰 무인 이송장치에 대한 집중적인 기술 개발이 이루어지고 있으며, 국내에서도 이에 대한 수요가 확대되면서 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있 다.In order to solve these problems, developed countries such as the US, Japan, and Europe have been intensively developing technologies for unmanned transportation systems in line with the trend of logistics automation. .

무인 이송장치(autonomous guided vehicle)는 운전자가 필요 없기 때문에 물류현장의 인력절감, 생산성 향상, 근로환경 개선을 통해 제품이나 서비스의 가격 경쟁력을 높이는 역할을 할 수 있다.Since an autonomous guided vehicle does not require an operator, it can play a role in increasing the price competitiveness of a product or service by reducing labor force, productivity, and working environment in the logistics field.

하지만, 무인 이송장치 기술 중에서도 팔레트의 위치 인식 또는 적재를 위한 기술들에 대한 연구는 많지 않다.However, there are not many researches on techniques for position recognition or loading of pallets among the unmanned transportation equipment.

종래 기술의 팔레트의 위치 인식 방법들 중 대표적인 방법은 팔레트의 위치와 자세를 정확히 알고 있다는 것을 전제로 무인 이송장치가 팔레트의 앞으로 이동하여 제자리 회전 후, 적재물을 적재하는 방법이다. 하지만 이 방법은 팔레트가 정확한 위치에서 정확한 자세로 놓여있다는 전제가 필요하므로 팔레트의 위치나 자세가 조금이라도 달라지면 무인 이송장치는 이에 대한 적재가 불가능하다는 문제를 가지고 있다.A representative method of the position recognition method of the pallet of the prior art is a method of loading the load after the unmanned transfer value moves forward of the pallet and rotates in place, assuming that the position and attitude of the pallet are known correctly. However, this method requires the premise that the pallet is placed in the correct position at the correct position. Therefore, if the position or posture of the pallet is slightly changed, the unmanned conveying device has a problem that it cannot be loaded.

이러한 문제점으로 인해 현재는 단일 카메라 혹은 스테레오 카메라를 이용하여 팔레트의 색상 정보와 형태학적인 정보를 이용하는 방법과 인공 표식(artificial landmark)을 부착하여 인식하는 방법에 관한 연구를 하고 있다. Due to these problems, the present researches on the method of using color information and morphological information of the palette using a single camera or stereo camera and the method of recognizing by attaching an artificial landmark.

하지만, 팔레트의 특징인 색상 정보와 형태학적인 정보들은 작업장 조명이나 햇빛에 의해 쉽게 변하게 되어 팔레트의 위치 오차가 매우 크게 변하게 된다.However, color information and morphological information, which are characteristic of the palette, are easily changed by workplace lighting or sunlight, so the positional error of the palette is changed greatly.

또한, 인공 표식을 이용하는 방법은 작업장에서의 하역 작업으로 인한 인공표식의 손상·손실에 의해 인식을 못하는 경우가 발생하게 된다. 이에 카메라를 이용한 팔레트 인식 방법은 아직은 연구 단계이다. In addition, the method using the artificial mark is not recognized due to damage or loss of the artificial mark due to the unloading operation in the workplace. The palette recognition method using the camera is still in the research stage.

다른 형태로는 팔레트에 반사체(reflector)를 부착시키고 레이저를 통해 인식하는 방법이 있지만, 이 방법은 작업장 환경에 따라 반사체가 마모되거나 떨어져 나가는 현상이 일어나며, 실제로 모든 팔레트에 부착해야한다는 문제점을 가지고 있다.Another method is to attach a reflector to the pallet and recognize it with a laser. However, this method causes the reflector to wear out or fall off depending on the workplace environment, and has to be attached to all pallets. .

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 무인 이송 장치의 동작 제어 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 레이저 스캐너를 통해 환경 정보를 측정하게 하고 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법으로 강인하고 정밀한 작업이 가능하도록 한 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the operation control method of the prior art unmanned transfer device, it is to measure the environmental information through a laser scanner and find the feature points of the standardized pallet in the warehouse warehouse to find the center position and angle It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for recognizing pallets of an unmanned conveying apparatus, which enables robust and precise work by calculating methods.

본 발명은 환경 변화가 큰 상황에서도 정확한 팔레트 인식 성공률을 보장할 수 있는 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for recognizing pallets of an unmanned conveying apparatus capable of guaranteeing an accurate success rate of pallet recognition even in a large environment.

본 발명은 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 방법을 개선하여 고가의 적재물, 적재용 차량의 파손을 막고 인명 사고를 방지할 수 있는 팔레트 위치 인식 방법을 적용하여 효율적인 작업이 가능하도록 한 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention improves the pallet position recognition method of the unmanned conveying apparatus to prevent the damage of expensive loads, loading vehicles and to prevent the accident of people by applying a pallet position recognition method to enable efficient work pallets It is an object of the present invention to provide a location recognition device and method.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치는 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리 정보를 계측하기 위한 정보 계측부;입력받은 거리 정보를 저장하기 위한 메모리부;상기 거리 정보를 통해 팔레트 정보를 추출하는 팔레트 정보 처리부;상기 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산하기 위한 연산 및 제어를 하는 위치 인식 제어부;를 포함하 는 것을 특징으로 한다.The pallet position recognition apparatus of the unmanned conveying apparatus according to the present invention for achieving the above object includes an information measuring unit for measuring the distance information between the unmanned conveying apparatus and the surrounding environment; a memory unit for storing the received distance information; And a pallet information processing unit for extracting pallet information through the information; a location recognizing control unit for calculating and controlling a center position and an entrance angle by finding feature points of the pallet.

그리고 상기 정보 계측부는,상기 무인 이송장치의 주행 방향에 장착되며, 그 위치는 변경 또는 고정이 가능한 것을 특징으로 한다.And the information measuring unit, is mounted in the driving direction of the unmanned transfer device, the position is characterized in that it can be changed or fixed.

그리고 상기 정보 계측부는,120°~180°의 스캔 반경을 갖는 레이저 스캐너인 것을 특징으로 한다.The information measuring unit is a laser scanner having a scan radius of 120 ° to 180 °.

그리고 팔레트 정보 처리부는,상기 정보 계측부에서 제공되는 연속되는 데이터의 변화율을 비교하여 팔레트의 가장자리가 되는 부분을 찾고, 가장자리 점을 중심으로 연속된 데이터를 각각 직선부분으로 구분시켜 팔레트의 중심 위치를 찾고, 무인 이송 장치의 포크 수평부의 진입 각도를 계산하는 것을 특징으로 한다.The pallet information processing unit compares the rate of change of continuous data provided by the information measuring unit to find a portion that becomes the edge of the palette, and finds the center position of the palette by dividing the continuous data around the edge points into straight portions. To calculate the entry angle of the fork horizontal portion of the unmanned transfer device.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 방법은 팔레트 위치 인식을 위하여, 레이저 스캐너를 이용한 스캔으로 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리 정보를 계측하는 단계;측정된 거리 정보에서 팔레트의 특징을 구하여 팔레트를 인식하는 단계;인식된 정보에서 팔레트의 위치를 계산하는 단계;인식된 팔레트의 위치 정보를 이용하여 무인 이송장치의 주행 궤적을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for recognizing a pallet position of a pallet transfer apparatus, the method including: measuring distance information between an unmanned transfer apparatus and a surrounding environment by scanning using a laser scanner to recognize a pallet position; measured distance information Recognizing a pallet by obtaining a feature of the pallet in the; Computing the position of the pallet from the recognized information; Computing the driving trajectory of the unmanned transport apparatus using the recognized position information of the pallet; do.

여기서, 상기 팔레트를 인식하는 단계는,측정된 연속 데이터에서 변화 크기를 계산하고, 팔레트의 가장자리(Edge) 좌표 계산을 하는 단계와,원점과의 거리(r)과 문턱값을 비교하여 작은 경우에 팔레트의 기울기를 계산하는 단계와,팔레트의 기울기가 기울기가 -45°~+45° 이내인 점들만 남겨 무인 이송장치의 포크 수평부가 진입할 좌측, 중앙, 우측의 패턴 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으 로 한다.The step of recognizing the palette may include calculating a change size from the measured continuous data, calculating edge coordinates of the palette, and comparing the distance (r) with a reference point and a threshold value, Calculating the slope of the pallet, and detecting the left, center, and right pattern positions to enter the fork horizontal portion of the unmanned transportation device, leaving only the points where the slope of the pallet is within -45 ° to + 45 °. It is characterized by.

이와 같은 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.Such a pallet position recognition apparatus and method of the unmanned transfer apparatus according to the present invention has the following effects.

첫째, 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법으로 강인하고 정밀한 작업이 가능하도록 한다.First, robust and precise work is possible by finding the feature points of standardized pallets in the warehouse and calculating the center position and entry angle.

둘째, 무인 이송장치의 팔레트위치 인식이 정확하게 이루어지도록 하여 적재물 이송의 실패를 막고 고가의 적재물과 그 적재용 차량의 파손을 막을 수 있다.Second, the pallet position recognition of the unmanned transfer device can be accurately made to prevent the failure of the load transfer and to prevent the damage of the expensive load and its loading vehicle.

셋째, 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법에 의해 작업 환경 변화가 아주 큰 상황에서도 정확한 인식 성공률을 보장할 수 있다.Third, by finding the characteristic points of the palette and calculating the center position and the entry angle, it is possible to guarantee accurate recognition success rate even in the case of the great change in the working environment.

이하, 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the pallet position recognition apparatus and method of the unmanned transfer apparatus according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the pallet position recognition device and method of the unmanned transfer device according to the present invention will become apparent from the detailed description of each embodiment below.

도 1은 본 발명에 따른 무인 이송장치의 구성도이고, 도 2는 ISO 국제 규격의 팔레트 구성도이다.1 is a block diagram of an unmanned conveying apparatus according to the present invention, Figure 2 is a pallet block diagram of the ISO international standard.

그리고 도 3은 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 과정을 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram showing a pallet position recognition process of the unmanned transfer apparatus according to the present invention.

본 발명은 레이저 스캐너를 이용한 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 방법을 제공한다.The present invention provides a pallet position recognition method of an unmanned transfer apparatus using a laser scanner.

즉, 무인 이송장치가 하역 작업을 하기 위해서는 스스로가 팔레트의 위치 인식할 수 있어야 하는데, 본 발명에서는 무인 이송장치에 설치된 레이저 스캐너를 통해 환경 정보를 측정하게 하고 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아, 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법을 사용한다.That is, in order for the unmanned conveying device to perform the unloading operation, it must be able to recognize the position of the pallet itself. In the present invention, environmental information is measured through a laser scanner installed in the unmanned conveying device, and the characteristics of the standardized pallets in the warehouse Find and calculate the center position and the angle of entry.

이와 같은 본 발명은 팔레트의 위치와 자세를 알고 있지 않아도 되며, 팔레트에 인공 표식을 표시 혹은 부착하지 않고, 미지 환경에서도 정밀하고 강인한 팔레트의 위치측정이 가능하다.The present invention does not need to know the position and posture of the pallet, it is possible to measure the position of the pallet precise and robust even in an unknown environment without displaying or attaching an artificial mark on the pallet.

도 1은 무인 이송장치(100)를 나타낸 것으로, 무인 이송장치(100)의 포크 주변부에 주변 환경들과의 거리 혹은 윤곽(contour) 정보를 계측하고, 팔레트 위치를 인식하기 위한 위치 인식 수단이 탑재된다.FIG. 1 shows an unmanned conveying apparatus 100. A position recognition means for measuring distance or contour information with surrounding environments and recognizing a pallet position is mounted at a periphery of a fork of the unmanned conveying apparatus 100. FIG. do.

본 발명의 실시예에서는 위치 인식 수단으로 레이저 스캐너(200)를 사용하는 것이 바람직하다.In the embodiment of the present invention, it is preferable to use the laser scanner 200 as the position recognition means.

레이저 스캐너(200)를 통해서 무인 이송장치와 주변 환경들과의 거리 혹은 윤곽(contour) 정보를 계측하고, 팔레트 위치를 인식하는 것으로, 레이저 스캐너(200)는 팔레트(300) 내부의 구멍(301)을 관통하여 측정할 수 있도록 높이가 조정되어야 하며 적재 시에 팔레트에 부딪히지 않는 위치인 포크 수직부(111) 주변 에 설치한다. 도 1에서와 같이 좌우의 포크 수직부(111)의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다.By measuring the distance or contour information between the unmanned transfer device and the surrounding environment through the laser scanner 200 and recognizing the pallet position, the laser scanner 200 is a hole 301 inside the pallet 300. The height should be adjusted to measure through and installed around the vertical fork 111, a position that does not hit the pallet during loading. As shown in Figure 1 it is preferably located in the center of the fork vertical portion 111 on the left and right.

그리고 본 발명의 실시예에서 팔레트는 아시아 및 국내에서 가장 많이 사용되는 1100x1100(mm) 크기의 ISO 규격의 팔레트(300)를 사용하는 것을 일예로 한다.In the embodiment of the present invention, the pallet is an example of using an ISO standard pallet 300 having a size of 1100x1100 (mm), which is most used in Asia and Korea.

도 2는 팔레트의 모양과 크기를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the shape and size of the palette.

정방형의 팔레트로써, 4 방향으로 같은 크기의 구멍(301)이 뚫려있고, 내부에는 총 9개의 기둥(302)이 세워져있기 때문에 레이저 스캐너(200)로 스캔 할 경우 팔레트(300)의 위치에 따라 다양한 패턴을 확인할 수 있다.As a square pallet, holes 301 of the same size are drilled in four directions, and a total of nine pillars 302 are erected therein, so when scanning with the laser scanner 200, it varies according to the position of the pallet 300. You can check the pattern.

팔레트의 구멍(301)은 포크 수평부(110)가 진입하는 곳이다.The hole 301 of the pallet is where the fork horizontal portion 110 enters.

레이저 스캐너(200)는 기본적으로 120°~180° 정도의 스캔 반경(212)을 가져야 하며 일정 샘플 각도 동안 스캔된 데이터(210)를 제공해 줄 수 있는 장비이다.The laser scanner 200 basically has a scan radius 212 of about 120 ° to 180 ° and is a device that can provide the scanned data 210 for a predetermined sample angle.

임의의 위치에 팔레트(300)가 놓였을 때 레이저 스캐너(200)를 통해서 획득되는 정보는 도 3과 같으며, 팔레트(300)의 기둥 부분(302)이 레이저 스캐너(200)에 읽혀서 특정의 제1,2,3 패턴(302a)(302b)(302c)을 가짐을 알 수 있다. 이러한 제 1,2,3 패턴(302a)(302b)(302c)을 분석하여 팔레트(300)의 위치를 인식할 수 있다.The information obtained through the laser scanner 200 when the pallet 300 is placed at an arbitrary position is shown in FIG. 3, and the pillar portion 302 of the pallet 300 is read by the laser scanner 200 to provide a specific product. It can be seen that the 1,2,3 patterns 302a, 302b and 302c are provided. The position of the palette 300 may be recognized by analyzing the first, second, and third patterns 302a, 302b, and 302c.

이와 같은 팔레트 위치 인식 과정을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The palette position recognition process will be described in more detail as follows.

도 3에서 레이저 스캐너(200)를 통해서 입력 받은 데이터(210)는 일반적으로 스캐너를 원점으로 구 좌표계를 통해서 표현된다. θ(403)의 경우 레이저 스캐너 사양 또는 세팅에 따라서 평균 1° 정도의 샘플 주기로 연속된 데이터를 받을 수 있다.In FIG. 3, the data 210 received through the laser scanner 200 is generally expressed through a spherical coordinate system with the scanner as the origin. θ 403 may receive continuous data at an average sample cycle of about 1 ° depending on the laser scanner specification or setting.

레이저 스캐너(200)는 도 3과 같이 연속된 θ(403) 변화에 따른 점들의 연속으로 나타나게 되고 이러한 연속 데이터의 변화율을 비교해 보면 팔레트의 가장자리 부분을 찾을 수 있다.The laser scanner 200 appears as a series of points according to the continuous change of θ 403 as shown in FIG. 3 and compares the rate of change of the continuous data to find the edge of the palette.

가장자리 점을 중심으로 연속된 데이터를 각각 직선부분으로 구분시켜보면 추출된 연속된 점들은 도 4 내지 도 6에서와 같이 스캐너와 팔레트의 상대적인 위치에 따른 일반적인 패턴을 확인 할 수 있다.By dividing the continuous data around the edge points into straight portions, the extracted continuous points can identify a general pattern according to the relative positions of the scanner and the pallet as shown in FIGS. 4 to 6.

도 4a와 도 4b는 시계방향으로 기울어진 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지이고, 도 5a와 도 5b는 반시계방향으로 기울어진 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지이다.4A and 4B are pattern images when the palette is tilted in a clockwise direction, and FIGS. 5A and 5B are pattern images when the palette is tilted in a counterclockwise direction.

그리고 도 6a와 도 6c는 기울어짐 없이 X축 변위에 따른 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지이고, 도 7은 팔레트 변위 좌표를 구하기 위해 레이저 스캐너를 원점으로 표현한 기준 좌표 이미지이다.6A and 6C are pattern images when the palette is recognized according to the X-axis displacement without tilting, and FIG. 7 is a reference coordinate image representing the laser scanner as the origin to obtain the palette displacement coordinates.

스캐너와 팔레트의 상대적인 위치에 따른 일반적인 패턴을 확인한 이후에, 연속된 점들의 기울기가 -45°~+45° 이내인 점들만 남기고 상대적으로 원점(400)으로부터 거리가 긴 선들을 제거하면 수학식 1에서와 같이 세 개의 직선(302a)(302b)(302c)을 추출 해낼 수 있다. After checking the general pattern according to the relative position of the scanner and the pallet, remove the long distance line from the origin 400, leaving only the points where the consecutive points are in the range of -45 ° ~ + 45 °, As can be seen three straight lines 302a, 302b, 302c can be extracted.

각각 직선의 평균 좌표를 수학식 2에서와 같이 각각

라 하면, 레이저 스캐너를 기준(400)으로 팔레트까지의 변환을 나타내는 동차행렬을 다음 수학식 3을 통해서 구할 수 있다.The average coordinate of each straight line

In this case, a homogeneous matrix representing transformation of the laser scanner to the palette with reference 400 can be obtained through Equation 3 below.

무인 이송장치(100)의 경우 개발 환경에 따라서 다양한 플랫폼을 가질 수 있다. 그렇기 때문에 다양한 방식의 팔레트(300) 위치 인식 방법이 상존하고 있지만 상기에서 설명한 방법을 통해서 레이저 스캐너(200)를 통해서 데이터를 획득함으로 주위 환경에 강인하고 최종 연산 결과물로 동차행렬이 구해지기 때문에 어떠한 방식의 이송장치(100)라도 팔레트(300)를 뜨기 위한 정확한 궤적을 만든다.In the case of the unmanned transfer device 100 may have a variety of platforms depending on the development environment. Therefore, there are various methods for recognizing the position of the pallet 300 in various ways. However, the method described above can obtain the data through the laser scanner 200 so that it is robust to the surrounding environment and the homogeneous matrix is obtained as the final calculation result. Even if the conveying device 100 of the pallet 300 to make the correct trajectory.

이를 위한 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치의 구성은 다음과 같다.Configuration of the pallet position recognition device of the unmanned transfer apparatus according to the present invention for this purpose is as follows.

도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 팔레트 위치 인식 장치의 구성 블록도 및 팔레트의 위치 인식을 위한 플로우 차트이다.8A and 8B are a block diagram illustrating a configuration of a pallet position recognition apparatus according to the present invention and a flowchart for position recognition of a pallet.

도 8a에서와 같이 팔레트의 위치를 측정하기 위해서, 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리(윤곽) 정보를 계측하기 위한 정보 계측부(800)와, 입력받은 거리 정보를 저장하기 위한 메모리부(801)와, 상기 거리 정보를 통해 팔레트 정보를 추출하는 팔레트 정보 처리부(802)와, 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산하여 팔레트의 위치를 측정하기 위한 연산 및 제어를 하는 위치 인식 제어부(803)를 포함하고 구성된다.In order to measure the position of the pallet as shown in Figure 8a, the information measuring unit 800 for measuring the distance (contour) information between the unmanned transfer device and the surrounding environment, and the memory unit 801 for storing the received distance information And a pallet information processing unit 802 for extracting pallet information through the distance information, and a position recognition control unit for calculating and controlling the location of the pallet by finding the feature points of the pallet and calculating a center position and an entrance angle; 803).

여기서, 상기 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리 정보를 계측하는 정보 계측부(800)는 무인 이송장치의 주행 방향에 장착되며, 그 위치는 변경 또는 고정이 가능하도록 구성된다.Here, the information measuring unit 800 for measuring the distance information between the unmanned transport device and the surrounding environment is mounted in the driving direction of the unmanned transport device, the position is configured to be changed or fixed.

그리고 팔레트 정보 처리부(802)는, 상기 정보 계측부(800)에서 제공되는 연속되는 데이터의 변화율을 비교하여 팔레트의 가장자리가 되는 부분을 찾고, 가장자리 점을 중심으로 연속된 데이터를 각각 직선부분으로 구분시켜 팔레트의 중심 위치를 찾고, 무인 이송 장치의 포크 수평부의 진입 각도를 계산한다.The pallet information processing unit 802 compares the rate of change of continuous data provided by the information measuring unit 800 to find a portion that becomes the edge of the palette, and divides the continuous data into straight portions based on the edge points. Find the center position of the pallet and calculate the entry angle of the fork horizontal part of the unmanned transfer unit.

도 8a에서와 같은 팔레트 위치 인식 장치에서의 위치 인식 과정은 다음과 같다.The position recognition process in the pallet position recognition apparatus as shown in FIG. 8A is as follows.

위치 인식 과정은 크게, 무인 이송장치와 주변 환경과의 거리(윤곽) 정보를 계측하는 단계와, 측정된 거리 정보에서 팔레트의 특징을 이용해 팔레트를 인식하는 단계와, 인식된 정보에서 팔레트의 위치를 계산하는 단계와, 인식된 팔레트의 위치 정보를 이용하여 무인 이송장치의 주행 궤적을 계산하는 단계로 이루어진다.The location recognition process is largely performed by measuring distance (contour) information between the unmanned transportation device and the surrounding environment, recognizing the pallet using the characteristics of the pallet from the measured distance information, and determining the location of the pallet from the recognized information. And calculating a driving trajectory of the unmanned transportation apparatus using the recognized position information of the pallet.

구체적으로 무인 이송 장치의 레이저 스캐너를 이용하여 도 3에서와 같이 레이저 스캔을 수행하여 팔레트 위치를 계측하고(S802), 측정된 연속 데이터에서 변화 크기를 계산한다.(S803)Specifically, the laser scanner of the unmanned transfer apparatus is used to perform a laser scan as in FIG. 3 to measure the pallet position (S802), and calculate the magnitude of change in the measured continuous data (S803).

팔레트의 가장자리(Edge) 좌표 계산을 하고(S804), 원점과의 거리(r)를 설정된 문턱값과 비교한다.(S805)The edge coordinates of the palette are calculated (S804), and the distance (r) from the origin is compared with the set threshold (S805).

원점과의 거리(r)가 문턱값보다 작으면 팔레트의 기울기를 계산한다.(S806)If the distance r from the origin is less than the threshold value, the slope of the palette is calculated (S806).

팔레트의 기울기가 기울기가 -45°~+45° 이내인 점들만 남겨(S807) 무인 이송장치의 포크 수평부가 진입할 좌측, 중앙, 우측의 패턴 위치를 검출 해낸다.(S808)Only the points where the slope of the pallet is within the range of -45 ° to + 45 ° are left (S807). The pattern position of the left, center, and right sides of the fork horizontal part of the unmanned transfer device is detected is detected (S808).

그리고 무인 이송 장치의 위치와 상기 팔레트의 좌측, 중앙, 우측의 패턴 위치를 기준으로 무인 이송장치의 주행 궤적을 계산하기 위한 동차 행렬 계산을 수행한다.(S809)In addition, a homogeneous matrix calculation is performed to calculate a driving trajectory of the unmanned transport device based on the position of the unmanned transport device and the pattern positions of the left, center, and right sides of the pallet.

이어, 계산된 결과를 무인 이송장치로 전송한다.(S810)Subsequently, the calculated result is transmitted to the unmanned transport device.

이와 같은 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 장치 및 방법은 레이저 스캐너를 통해 환경 정보를 측정하게 하고 물류 창고 내의 규격화된 팔레트의 특징 점들을 찾아 중심 위치와 진입 각도를 계산 내는 방법으로 강인하고 정밀한 작업이 가능하도록 한다.The pallet position recognition device and method of the unmanned transfer device allow for robust and precise work by measuring environmental information through a laser scanner and finding the characteristic points of the standardized pallets in the warehouse to calculate the center position and entry angle. Do it.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

도 1은 본 발명에 따른 무인 이송장치의 구성도1 is a block diagram of an unmanned transfer apparatus according to the present invention

도 2는 ISO 국제 규격의 팔레트 구성도2 is a palette diagram of ISO international standard

도 3은 본 발명에 따른 무인 이송장치의 팔레트 위치 인식 과정을 나타낸 구성도3 is a block diagram showing a pallet position recognition process of the unmanned transfer apparatus according to the present invention

도 4a와 도 4b는 시계방향으로 기울어진 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지4A and 4B are pattern images when the palette tilted clockwise is recognized.

도 5a와 도 5b는 반시계방향으로 기울어진 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지5A and 5B are pattern images when recognizing a palette tilted in a counterclockwise direction

도 6a와 도 6c는 기울어짐 없이 X축 변위에 따른 팔레트를 인식 했을 때의 패턴 이미지6A and 6C are pattern images when the palette is recognized according to the X-axis displacement without tilting.

도 7은 팔레트 변위 좌표를 구하기 위해 레이저 스캐너를 원점으로 표현한 기준 좌표 이미지7 is a reference coordinate image representing the laser scanner as the origin to obtain the palette displacement coordinates

도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 팔레트 위치 인식 장치의 구성 블록도 및 팔레트의 위치 인식을 위한 플로우 차트8A and 8B are a block diagram illustrating a configuration of a pallet position recognition apparatus and a flowchart for position recognition of a pallet according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100. 무인 이송장치100. Unmanned Feeding Device

200. 레이저 스캐너200. Laser Scanner

300. 팔레트300. Pallet

Claims

An apparatus for pallet position recognition,

An information measuring unit for measuring distance information between the unmanned transfer apparatus and the surrounding environment;

A memory unit for storing the received distance information;

Compare the rate of change of the continuous data provided from the information measuring unit to find the portion that becomes the edge of the pallet, and find the center position of the pallet by dividing the continuous data into straight portions around the edge point, and fork the unmanned transfer device. A pallet information processor for calculating an entrance angle of the horizontal part;

And a position recognition controller for calculating and controlling a center position and an entrance angle by finding feature points of the pallet.

The method of claim 1, wherein the information measuring unit,

Mounted in the driving direction of the unmanned transport device, the position of the pallet position recognition device of the unmanned transport device, characterized in that the position can be changed or fixed.

The method of claim 1, wherein the information measuring unit,

A pallet position recognition device of an unmanned conveying apparatus, characterized in that the laser scanner having a scan radius of 120 ° ~ 180 °.

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To recognize palette position,

Measuring distance information between the unmanned transfer apparatus and the surrounding environment by scanning using a laser scanner;

The magnitude of change is calculated from the measured continuous data, the edge coordinates of the palette are calculated, the slope of the palette is calculated when the distance (r) and the threshold value from the origin are small, and the slope of the palette is Recognizing a pallet by detecting pattern positions of left, center, and right sides of the fork horizontal portion of the unmanned conveying apparatus, leaving only the points whose slope is within -45 ° to + 45 °;

Calculating a position of the palette from the recognized information;

Computing a driving trajectory of the unmanned conveying apparatus using the recognized position information of the pallet.

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