KR102432148B1 - 무인반송차(agv) 구동 운용 방법 - Google Patents

무인반송차(agv) 구동 운용 방법 Download PDF

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이재환
박준희
위지수
주수영
박은지
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(주)코윈테크
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Abstract

본 발명은 무인반송차의 구동 운용 시 두개의 기준점인 출발점, 도착점을 이용하는 네비게이션 데이터(Navigation Data) 또는 SLAM을 이용하여 정밀한 운용이 가능한 자율 주행 타입 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 무인반송차(AGV)에 구비된 무선통신장치를 통해 목적위치를 수신하는 단계(S10); 상기 무인반송차에 구비된 레이져 센서를 이용하여 상기 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하는 단계(S20); 상기 무인반송차는 계산된 각도 데이터를 이용하여 무인반송차(AGV) 휠의 각도를 구동하는 단계(S30); 상기 무인반송차(AGV)의 현재위치와 목적위치를 이용하여 주행 전 목표진행각도, 목표주행거리를 계산하고, 상기 무인반송차(AGV) 휠을 구동하는 구동부를 구동하는 단계(S40); 상기 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50); 및 상기 무인반송차(AGV) 휠의 각도와 주행부 속도 제어에 따라 주행중 속도를 제어하고, 휠의 각도 제어를 통해 목적위치 도착과 도착전 다음 위치가 수신여부(S60)에 따라 목적위치에 도착한 후 다음 목적위치를 수신하면 무인반송파 구동을 위한 재설정을 하는 단계(S70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 제공한다.

Description

무인반송차(AGV) 구동 운용 방법{Driving operation method of unmanned vehicle(AGV)}
본 발명은 무인반송차 구동 운용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인반송차의 구동 운용 시 두개의 기준점인 출발점, 도착점을 이용하는 네비게이션 데이터(Navigation Data) 또는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)을 이용하여 정밀한 운용이 가능한 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법에 관한 것이다.
오늘날 생산시스템이 보다 대형화되고 복잡화되면서 대부분의 장비가 자동화되고 무인화되고 있다. 이로 인하여, 자재의 운반이나 보관 및 수화물의 자동 운송을 위해 무인반송차에 대한 수요가 증가 하고 있다.
무인반송차는 차체에 운반물을 적재하거나 대차를 견인하여 자동으로 지시된 장소에서 이적을 수행하는 용도로 사용된다. 도입 초기에 공장과 같은 제조 현장에서 자재의 운송에 국한되어 사용되었으나 반도체 산업, 디스플레이 산업, 철강 산업 등의 발달에 따라 이들 산업 관련 공장에서 무인 자동화의 요구가 증가하면서 사용이 증가하고 있다.
산업현장에서는 무인반송차를 컨트롤하기 위해 PLC 제품을 활용하고 있으나 무인반송차에 최적화된 제품이 전무하고 또한 범용 PLC 제품들이 고가이고 PLC 자체의 부피로 인하여 무인반송차의 경량화나 소형화가 어려운 문제가 있다.
그리고 무인반송차의 여러 경로 유도 방식 중에서 바닥면에 자기 테이프를 부착하고 무인반송차의 밑면에 부착된 자기센서를 이용하여 주행 경로를 검출하는 자성체 유도 방식의 고정 경로식이 현재 국내외의 산업 현장에서 많이 사용되고 있는데, 과거 무인반송차의 정확한 경로 추종은 상대적으로 중요성이 덜하였으나 자동화 작업이 다양하고 복잡해짐에 따라 가능한 작은 오차로 경로를 추종하는 것이 필요하게 되었다. 따라서 정밀한 센싱을 위해서는 보다 많은 센서를 설치하면 되겠지만, 센서 설치시에 공간적인 제약 때문에 한계가 있다.
따라서 고가의 범용 PLC를 대체할 무인반송차 전용의 저가형 소형화된 PLC와 비용을 증가시키지 않으면서도 기존의 센서의 배열을 기반으로 경로를 보다 정밀하게 센싱하여 무인반송차를 보다 정밀하게 제어 하는 장치 및 방법이 필요한 실정이다. 즉, 소형화된 PLC 엔진 내장형 온보드 타입의 일체화된 APC를 통해서 산업현장에서 흔히 사용하는 무인반송차의 경로 추정 정밀도와 운행 안정성을 향상시키는 일체형 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다.
본 발명과 관련한 기존의 선행기술문헌으로, 한국공개특허 제2002-0007030호(2002.01.26.)는 무인차 및 무인차의 경로감지방법에 관한 발명으로, 적어도 하나의 구동부, 복수의 경로감지센서와 상기 경로감지센서의 신호에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 갖는 무인차에 관한 것으로서, 상기 제어부는 상기 경로감지센서를 소정의 시간간격을 두고 순차적으로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 한국공개특허 제2007-0079676호(2007.08.08.)는 무인 운반 차량 운전 시스템 및 그 제어방법에 관한 발명으로, 루프형 경로를 이동하면서 각종 물품을 자동 적재 및 하역하는 무인 운반 차량에 대하여 공차 상태로의 이동거리를 최소화하기 위한 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 다수의 정지위치가 설정되어 있는 루프형 경로 상에서 물품을 적재하거나 공차 상태로 이동하는 무인 운반 차량과; 상기 무인 운반 차량의 위치 및 물품의 적재 상태를 무선으로 인식하는 RFID 리더와; 입고 물품의 정보 및 각 물품의 목적지 정보를 보관하는 데이터베이스와; 상기 무인 운반 차량의 이동경로를 생성하는 경로선택 연산장치와; 상기 RFID 리더, 데이터베이스, 그리고 경로선택 연산장치에 연결되어, 상기 무인 운반 차량의 정보를 트랙킹하는 동시에, 상기 무인 운반 차량의 운전을 제어하는 공정제어 PLC로 구성되어, 무인 운반 차량에 대한 효율 증대로 작업시간 감소 및 수명 연장을 도모하며, 설치비용 및 유지보수비용을 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.
또한, 한국등록특허 제1132189호(2012.03.26.)는 무인반송 시스템의 무인 유도 제어 장치에 관한 발명으로, 자기위치 추정 센싱 기법을 이용하여 랜드마크를 검출함으로써 무인반송시스템의 현재 위치에 대한 검출을 통해 무인반송 시스템의 자기위치추정 정밀도를 향상시킬 수 있는 무인반송 시스템의 무인 유도 제어 장치에 관한 것이다.
그러나 상기 선행기술문헌들은 무인반송차의 제어장치나 제어방법에 대한 제시는 있으나, 기존의 고가의 범용 PLC를 대체할 장치나 방법에 대한 제시가 없고, 또한 비용을 증가 시키지 않으면서도 무인반송차의 경로 추종오차를 줄이기 위해 경로를 보다 정밀하게 센싱하는 장치나 방법에 대한 제안이 없어서 무인반송차를 보다 정밀하게 제어하는 데는 한계가 있다는 문제가 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제2002-0007030호(2002.01.26.) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 제2007-0079676호(2007.08.08.) 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 제1132189호(2012.03.26.)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네비게이션 데이터(Navigation Data) 또는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)과 같이 위치 추적 및 맵핑(지도작성)을 바탕으로 무인반송차의 구동 운용 시 두개의 기준점인 출발점, 도착점을 이용하여 무인반송차의 정밀한 운용이 가능한 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 기준점의 출발점과 도착점 즉 NODE를 설정하여 어느곳이든 자유롭게 무선 정밀운용을 할 수 있으며, NODE와 NODE의 경로인 LINK를 구현하여 직진 이동, 곡선 이동이 위치하는지를 판단하여 출발점과 도착점을 자유롭게 정밀 운용할 수 있고, 연산량이 크게 줄고 간단해져서 응답성 향상으로 신속하고 자유로운 이동 및 에러 발생을 현저히 줄일 수 있는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무인반송차(AGV)에 구비된 무선통신장치를 통해 목적위치를 수신하는 단계(S10); 상기 무인반송차에 구비된 레이져 센서를 이용하여 상기 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하는 단계(S20); 상기 무인반송차는 계산된 각도 데이터를 이용하여 무인반송차(AGV) 휠의 각도를 구동하는 단계(S30); 상기 무인반송차(AGV)의 현재위치와 목적위치를 이용하여 주행 전 목표진행각도, 목표주행거리를 계산하고, 상기 무인반송차(AGV) 휠을 구동하는 구동부를 구동하는 단계(S40); 상기 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50); 및 상기 무인반송차(AGV) 휠의 각도와 주행부 속도 제어에 따라 주행중 속도를 제어하고, 휠의 각도 제어를 통해 목적위치 도착과 도착전 다음 위치가 수신여부(S60)에 따라 목적위치에 도착한 후 다음 목적위치를 수신하면 무인반송파 구동을 위한 재설정을 하는 단계(S70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 제공한다.
여기서, 상기 무인반송차에 구비된 레이져 센서를 이용하여 상기 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하는 단계(S20)에서, 상기 무인반송차의 WHEEL(Potensiameter) 각도는, 상기 무인반송차에 구비된 네비게이션 수신각도 데이터와, 서로 다른 두점의 노드 좌표 2개를 이용하여 얻은 각도 데이터 및 포텐셔미터(potentiometer) 수신각도 데이터를 이용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 서로 다른 두점인 노드 좌표 2개를 이용하여 얻은 각도 데이터는,
에 의해 획득되는 것을 특징으로 한다.
또한 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50)에서,
주행부 속도는,
거리 S =
Figure 112021144195786-pat00001
2
∴ V=At -> 감속시간 t =
Figure 112021144195786-pat00002
(여기서, V=속도)
Figure 112021144195786-pat00003
(여기서, A
Figure 112021144195786-pat00004
, 프로그램상 A=가감속도, V=최고속도)
에 의해 제어됨을 특징으로 한다.
한편 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50)에서, 휠의 조향 각도는, 직선 운동 일 경우, 직선의 방정식 공식은, 알고 있는 값 => 임의의 좌표 D(x3, y3)이고, 구하려는 값 => 임의의 좌표와 가장 가까운 E(x4, y4)라 할 때,
두점 D와 E를 지나는 직선의 방정식과, Ax + By + c = 0 방정식의 기울기를 곱한 값이 '-1'이라는 성질을 이용하여(직교하는 두 직선의 방정식의 기울기간의 곱은 '-1') 직선 운동의 탈선 방지하되,
상수 k =
Figure 112021144195786-pat00005
{(
Figure 112021144195786-pat00006
) x A} +
Figure 112021144195786-pat00007
{(
Figure 112021144195786-pat00008
) x B} +
Figure 112021144195786-pat00009
를 이용하고,
휠의 조향 각도 중, 곡선(원) 운동 일 경우 선행해서 구해야 하는 값은 주행 경로 반지름, 주행 경로 원점 좌표이고, 임의의 좌표와 가장 가까운 경로 상의 좌표 구하는 방법은,
점 A와 B의 각도는
Figure 112021144195786-pat00010
이고, 점 A, B, C는 일직선상에 있는 경우,
점 C(x2 , y2) 에서의 접선의 기울기(직교하는 두 직선의 기울기의 곱은 '-1'이므로, 점 A와 B를 지나는 직선의 기울기는
Figure 112021144195786-pat00011
이고, 점 C와 주행경로간의 접선의 기울기는
Figure 112021144195786-pat00012
를 통해 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기준점의 출발점, 도착점 즉 NODE를 설정하여 어느곳이든 자유롭게 무선 정밀운용을 할수 있으며, NODE와 NODE의 경로인 LINK를 구현하여 직진 이동, 곡선 이동의 위치하는지를 판단하여 출발점과 도착점을 자유롭게 정밀 운용할 수 있다.
둘째, 구동부의 형태나 구조에 상관없이 제어가 가능하며, 연산량이 크게 줄고 간단해져서 응답성 향상으로 신속하고 자유로운 이동 및 에러 발생을 현저히 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용에 이용되는 무인반송차의 위치측정센서(Navigation) 기준 좌표계를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용에 이용되는 WHEEL(Potensiameter) 기준 좌표계를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 WHEEL(Potensiameter) 각도를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 감속거리를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 주행시작 전, 기준 조향 각도를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 직선 운동일 경우의 조향 각도 보정을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 원 운동일 경우의 조향 각도 보정을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용에 이용되는 무인반송차의 위치측정센서(Navigation) 기준 좌표계를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자율 주행 타입 무인반송차(AGV) 구동 운용에 이용되는 WHEEL(Potensiameter) 기준 좌표계를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용에 이용되는 무인반송차의 위치측정센서(Navigation) 기준 좌표계는 도 1에 나타낸 바와 같고, 무인반송차 WHEEL(Potensiameter)의 기준 좌표계는 도 2에 나타낸 바와 같은데, 기준좌표계의 각도는 도 1에서와 같이 우에서 좌로 회전 시가 + 각도이고, 좌에서 우로 회전시가 - 각도이며, 무인반송차(AGV) 전방 기준은 네비게이션이 설치된 부분이 전면부인 것으로 한다. 이러한 도 1 및 도 2는 무인반송차(AGV)와 휠의 기준 절대 좌표계이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 WHEEL(Potensiameter) 각도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 WHEEL(Potensiameter) 각도는 도 3에 나타낸 바와 같은데, 무인반송차에서 사용되는 각도 데이터는 1. 네비게이션 수신각도 데이터, 2. 서로 다른 두점의 좌표를 이용하여 얻은 각도 데이터 및 3. 포텐셔미터(potentiometer) 수신각도 데이터이다.
여기서 서로 다른 두점인 노드 좌표 2개를 이용하여 얻은 각도 데이터는 공식은 식1과 같다.
Figure 112021144195786-pat00013
이때 수신데이터는 네비게이션 기준 근처점의 리플렉터(Reflector) 3~4개의 데이터(절대위치값)를 수신한다. 즉 예를 들어 무인반송차가 운용되는 창고의 기준 마크인 리플렉터나 April 태그들, QR 코드 등)을 수신하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 감속거리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 감속거리 그래프는 도 4에 나타낸 바와 같고, 여기서, 속도v는 감속거리 S는 식2와 같다.
Figure 112021144195786-pat00014
∴ V=At -> 감속시간 t =
Figure 112021144195786-pat00015
(여기서, V=속도)
Figure 112021144195786-pat00016
(여기서, A
Figure 112021144195786-pat00017
, 프로그램상 A=가감속도, V=최고속도)
도 5는 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 주행시작 전, 기준 조향 각도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 무인반송차의 주행시작 전, 기준 조향 각도는 원 운동일 경우 도 5에 나타낸 바와 같은데, 원의 둘레는 2πR이라 할때, 무인반송차(10)를 90°회전시키기 위해 필요한 이동거리 공식은
Figure 112021144195786-pat00018
가 최단이동거리이다.
네비게이션(12) 기준 근처점의 리플렉터로부터 절대위치값 데이터 수신후, 수신된 DATA(절대위치값)으로 부터 다음 Node의 이동 방향을 계산 한다음, 주행 시작 전 기준 조향 각도를 구한다. 이때, 출발지, 목적지, AGV 현재 위치 등 서로 다른 두 좌표 데이터를 가지고 두 점간의 기울기 공식을 이용하여 얻어진 각도 정보를 이용한다.
직선 운동일 경우에는 X, Y, Z의 고정값을 기준으로 다음 Node 까지 네비게이션의 DATA(절대위치값)과 구동부 Encoder 값을 비교하여 이동 거리값 만큼 이동하며, 도착 하기 전 DATA와 구동부 Encoder 값을 비교하며 이동한 거리를 계산한다.
그리고 원 운동일 경우 X, Y, Z의 고정값을 기준으로 다음 Node 까지 Wheel(11) 조향 각도에 따라서 이동거리가 비례하여 변하는 조건은 AGV를 기준으로
Figure 112021144195786-pat00019
(절대값)을 바탕으로 AGV 휠(Wheel) 각도를 θ 로 설정하고 주행시에 AGV 중심이 90도 회전하는데 필요한 거리를 S라고 하면,
Figure 112021144195786-pat00020
이다. 여기서 Θ=sin-1(
Figure 112021144195786-pat00021
) + 180°.
그에 따라 위치 S = 주행경로를 이루는 중심축을 기준으로 한 원의 둘레를 ¼ 길이이고, 원의 ¼ 둘레 이동거리 DATA와 구동부 Encoder 값을 비교하며 이동한 거리를 계산한다.
참고로 본 발명 무인반송차(AGC)에는 목적위치를 수신하기 위한 무선통신장치와, 무인반송차(AGV)의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하기 위한 레이더(레이져 센서), 휠을 구동하기 위한 구동부, 무인반송차를 주행시키는 주행부(엔진)와 각종 데이터를 계산하기 위한 제어부 등이 더 구성되어 있다.
도 6은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 직선 운동일 경우의 조향 각도 보정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 직선 운동일 경우의 조향 각도 보정은 선형 대수학의 개념을 이용하여 임의의 어떤 좌표(점)에서 가장 가까운 특정함수(경로) 위의 좌표를 찾아 이를 응용하여 경로를 보정한다.
직선 운동 일 경우, 직선의 방정식 공식은,
1) Y = mx + a
2) Ax + By + c = 0 이라 할때,
출발점(x1, y1)/도착점(x2, y2)을 지나는 직선을 방정식 Ax + By + c = 0 에 대입하여 A, B, C 값을 표현할 수 있는데,
※ A = y2 - y1
※ B = - (x2 - x1)
※ C = - (Ax1 - By1)이 된다.
한편 임의의 좌표와 가장 가까운 Ax + By + c = 0 좌표는,
※ 조건
* 알고 있는 값 => 임의의 좌표 D(x3, y3)
* 구하려는 값 => 임의의 좌표와 가장 가까운 E(x4, y4)라 할 때,
두점 D와 E를 지나는 직선의 방정식과, Ax + By + c = 0 방정식의 기울기를 곱한 값이 '-1'이라는 성질을 이용하여(직교하는 두 직선의 방정식의 기울기간의 곱은 '-1') 직선 운동의 탈선 방지한다.
여기서 상수 k =
Figure 112021144195786-pat00022
{(
Figure 112021144195786-pat00023
) x A} +
Figure 112021144195786-pat00024
{(
Figure 112021144195786-pat00025
) x B} +
Figure 112021144195786-pat00026
본 발명에서는 이러한 주행중 조향 각도 보정 로직을 사용하여 탈선을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 원 운동(곡선)일 경우의 조향 각도 보정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 시 주행 중, 원 운동일 경우의 조향 각도 보정은 도 7에 나타낸 바와 같이, 원 운동 일 경우 선행해서 구해야 하는 값은 주행 경로 반지름, 주행 경로 원점 좌표이다.
이때, 임의의 좌표와 가장 가까운 경로 상의 좌표 구하는 방법은,
점 A와 B의 각도는
Figure 112021144195786-pat00027
점 A, B, C는 일직성상에 있으므로, 점 C의 x2 좌표 : a + (rx cosθ), y2 좌표 : b + (rx sinθ)이다. 참고로, 1° = 0.0174533 rad이고, 1rad = 57.2958°이다.
그리고 점 C(x2 , y2) 에서의 접선의 기울기(직교하는 두 직선의 기울기의 곱은 '-1'이므로, 점 A와 B를 지나는 직선의 기울기는
Figure 112021144195786-pat00028
이고, 점 C와 주행경로간의 접선의 기울기는
Figure 112021144195786-pat00029
이다.
한편 본 발명 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법에서는 구동 휠의 자동 보정을 제공하는데, 구동 휠 90°, 180°, 270° 자동 보정 System 을 제공한다.
이때, 각 기구의 오차 범위를 제어적으로 자동 보정하기 위하여,
90° : 구동 Wheel 90° 위치에서 AGV 10회 3m 반복 이동하며, 네비게이션 절대좌표값(X,Y,Z) DATA 비교하여 오차 범위를 보정한다.
180°: 구동 Wheel 180° 위치에서 AGV 10회 5m 반복 이동하며, 네비게이션 절대좌표값(X,Y,Z) DATA 비교하여 오차 범위를 보정한다.
270°: 구동 Wheel 270° 위치에서 AGV 10회 3m 반복 이동하며, 네비게이션 절대좌표값(X,Y,Z) DATA 비교하여 오차 범위를 보정한다.
또한 근접 Node 이동 시에는 작업자가 별도의 위치에서 AGV 구동 시 현재의 절대위치값을 실시간 체크하고 있기에 근접한 Node 로 이동할 수 있도록 근접 Node 의 X, Y, Z 값을 주행 시작 전 기준조향 각도(원 운동일때)를 활용하여 근접 Node 로 이동한다.
도 8은 본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법은 무인반송차(AGV)에 구비된 무선통신장치를 통해 목적위치를 수신한다(S10).
그리고 목적위치를 수신한 후 레이져 센서를 이용하여 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적지 위치까지의 Wheel(Auto 휠)의 각도를 계산한다(S20). 이에 대하여는 도 3과 수학식 1을 통해 상세히 설명하였다.
그 다음 계산된 각도 데이터를 이용하여 무인반송차(AGV) 휠의 각도를 구동한다(S30).
이어 무인반송차(AGV)의 현재위치와 목적위치를 이용하여 목표진행각도, 목표주행거리 계산 후 휠을 구동하는 구동부를 구동한다(S40).
무인반송차(AGV)의 주행 전 직진(직선 운동)이나 R턴(원 운동, 즉 곡선 운동)에서 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어(속도, 가속도)한다(S50). 이러한 주행부 속도제어 단계는 직진이나 원 운동에서 주행 중 여기서 휠의 각도(조향각도) 보정이 이루어지며, 이에 대하여는 도 6(직진)과 도 7(원운동)에서 설명하였다. 또한 주행 중 속도제어에 대하여는 도 4 및 수학식 2를 통해 설명하였다. 그에 따라 주행 중 경로 보정이 가능하다.
이러한 휠의 각도와 주행부 속도 제어에 따라 주행중 속도를 제어하고, 휠의 각도 제어를 통해 목적위치 도착과 도착전 다음 위치가 수신되는 가를 판단하고(S60), 목적위치에 도착한 후 다음 목적위치를 수신하면 다시 주행하게 된다.
한편, 본 발명에서는 동시적 위치 추정 및 지도작성을 실행하는 기술인 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)이 적용될 수 있는 것으로, 본 발명에서 SLAM은 상술한 레이져 센서 등을 이용하여 주변 환경을 감지해가면서 주변을 맵핑(지도 작성)하고, 무인반송차의 현재 위치를 추정한 후 출발점과 도착점 까지의 경로 등을 생성하는 것이다.
이러한 SLAM의 대표적인 기술로는 EKF-SLAM, FastSLAM 등이 있는데, 본 발명에서는 EKF-SLAM, FastSLAM 중 어느 하나의 기술적 구성을 이용할 수 있다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 무인반송차(AGV)에 구비된 무선통신장치를 통해 목적위치를 수신하는 단계(S10);
    상기 무인반송차에 구비된 레이져 센서를 이용하여 상기 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하는 단계(S20);
    상기 무인반송차는 계산된 각도 데이터를 이용하여 무인반송차(AGV) 휠의 각도를 구동하는 단계(S30);
    상기 무인반송차(AGV)의 현재위치와 목적위치를 이용하여 주행 전 목표진행각도, 목표주행거리를 계산하고, 상기 무인반송차(AGV) 휠을 구동하는 구동부를 구동하는 단계(S40);
    상기 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50); 및
    상기 무인반송차(AGV) 휠의 각도와 주행부 속도 제어에 따라 주행중 속도를 제어하고, 휠의 각도 제어를 통해 목적위치 도착과 도착전 다음 위치가 수신여부(S60)에 따라 목적위치에 도착한 후 다음 목적위치를 수신하면 무인반송파 구동을 위한 재설정을 하는 단계(S70);를 포함하여 이루어지되,
    상기 무인반송차에 구비된 레이져 센서를 이용하여 상기 무인반송차의 현재위치와 수신된 목적위치까지의 각도를 계산하는 단계(S20)에서,
    상기 무인반송차의 WHEEL(Potensiameter) 각도는
    상기 무인반송차에 구비된 네비게이션 수신각도 데이터와, 서로 다른 두점의 노드 좌표 2개를 이용하여 얻은 각도 데이터 및 포텐셔미터(potentiometer) 수신각도 데이터를 이용하며,
    상기 서로 다른 두점인 노드 좌표 2개를 이용하여 얻은 각도 데이터는,
    Figure 112022051831961-pat00030
    에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50)에서,
    주행부 속도는,
    Figure 112021144195786-pat00031

    ∴ V=At -> 감속시간 t =
    Figure 112021144195786-pat00032
    (여기서, V=속도)
    Figure 112021144195786-pat00033

    (여기서, A
    Figure 112021144195786-pat00034
    , 프로그램상 A=가감속도, V=최고속도)
    에 의해 제어됨을 특징으로 하는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무인반송차(AGV)의 주행 전 목표각도와 거리를 산출한 후 산출된 목표각도와 거리에 따라 휠의 각도와 주행부 속도를 제어하는 단계(S50)에서,
    휠의 조향 각도는, 직선 운동 일 경우, 직선의 방정식 공식은,
    알고 있는 값 => 임의의 좌표 D(x3, y3)이고, 구하려는 값 => 임의의 좌표와 가장 가까운 E(x4, y4)라 할 때,
    두점 D와 E를 지나는 직선의 방정식과, Ax + By + c = 0 방정식의 기울기를 곱한 값이 '-1'이라는 성질을 이용하여(직교하는 두 직선의 방정식의 기울기간의 곱은 '-1') 직선 운동의 탈선 방지하되,
    상수 k =
    Figure 112021144195786-pat00035

    {(
    Figure 112021144195786-pat00036
    ) x A} +
    Figure 112021144195786-pat00037

    {(
    Figure 112021144195786-pat00038
    ) x B} +
    Figure 112021144195786-pat00039
    를 이용하고,
    휠의 조향 각도 중, 곡선(원) 운동 일 경우 선행해서 구해야 하는 값은 주행 경로 반지름, 주행 경로 원점 좌표이고, 임의의 좌표와 가장 가까운 경로 상의 좌표 구하는 방법은,
    점 A와 B의 각도는
    Figure 112021144195786-pat00040
    이고, 점 A, B, C는 일직선상에 있는 경우,
    점 C(x2 , y2) 에서의 접선의 기울기(직교하는 두 직선의 기울기의 곱은 '-1'이므로, 점 A와 B를 지나는 직선의 기울기는
    Figure 112021144195786-pat00041
    이고, 점 C와 주행경로간의 접선의 기울기는
    Figure 112021144195786-pat00042
    를 통해 구하는 것을 특징으로 하는 무인반송차(AGV) 구동 운용 방법.
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