KR102617712B1 - Quarantine system using heterogeneous multi-robot - Google Patents

Quarantine system using heterogeneous multi-robot Download PDF

Info

Publication number
KR102617712B1
KR102617712B1 KR1020210177098A KR20210177098A KR102617712B1 KR 102617712 B1 KR102617712 B1 KR 102617712B1 KR 1020210177098 A KR1020210177098 A KR 1020210177098A KR 20210177098 A KR20210177098 A KR 20210177098A KR 102617712 B1 KR102617712 B1 KR 102617712B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
quarantine
task
robot
list
segment
Prior art date
Application number
KR1020210177098A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230088169A (en
Inventor
이나현
이정우
노경석
황정환
최영호
이종득
이효준
김종찬
윤성조
정구봉
Original Assignee
한국로봇융합연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국로봇융합연구원 filed Critical 한국로봇융합연구원
Priority to KR1020210177098A priority Critical patent/KR102617712B1/en
Publication of KR20230088169A publication Critical patent/KR20230088169A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102617712B1 publication Critical patent/KR102617712B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/008Manipulators for service tasks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06311Scheduling, planning or task assignment for a person or group

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 소독 대상 물체들의 오염도를 기반으로 방역 작업을 계획하는 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템은,
방역 공간(Zone), 방역 세그먼트(Segment), 방역 객체(Object)를 포함하는 방역 대상 정보와, 스테이션 정보와, 맵 정보와, 방역 처리할 로봇에 대한 초기정보를 입력 받는 초기정보 입력부; 상기 방역 세그먼트의 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들을 선택하여 오염도가 높은 순으로 정렬하여 작업을 생성하는 작업 생성부; 공간의 사용불가 시간을 최소화할 수 있도록 상기 방역 공간를 기준으로 작업 순서를 설정하거나 변경하는 작업 계획부; 상기 방역 공간 기준으로 정렬된 작업에 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당하는 작업 할당부;를 포함한다.
The present invention relates to a quarantine system using heterogeneous multi-robots that plans quarantine work based on the contamination level of objects to be disinfected.
The quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention,
An initial information input unit that receives quarantine target information including quarantine space (Zone), quarantine segment (Segment), and quarantine object (Object), station information, map information, and initial information about the robot to be quarantined; a task creation unit that selects quarantine segments whose representative contamination level is higher than a standard contamination level, sorts them in order of highest contamination level, and generates a task; A work planning unit that sets or changes the work order based on the quarantine space to minimize unusable time in the space; It includes a task allocation unit that allocates a robot that can quickly perform the task in consideration of parameters related to the robot to the tasks arranged based on the quarantine space.

Description

이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템 {Quarantine system using heterogeneous multi-robot}Quarantine system using heterogeneous multi-robot}

본 발명은 다중 이용시설에 대한 바이러스 방역을 위한 방역 시스템에 관한 것으로, 소독 대상 물체들의 오염도를 기반으로 방역 작업을 계획하는 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a quarantine system for virus quarantine in multi-use facilities, and to a quarantine system using heterogeneous multi-robots that plans quarantine work based on the contamination level of objects to be disinfected.

현재 대부분의 다중 로봇 작업 계획 방법들은 모든 작업들을 개별적인 작업으로 구성하여 로봇의 운용 효율을 향상시키거나, 전체 작업에 소요되는 시간을 줄이는 방향으로 로봇에 작업을 할당하고 있다.Currently, most multi-robot work planning methods organize all tasks into individual tasks to improve the operating efficiency of robots or assign tasks to robots in a way that reduces the time required for the entire task.

그러나, 방역 작업의 경우, 로봇 운용 효율과 전체 작업에 소요되는 시간을 줄이기보다는 오염도가 높은 대상을 우선적으로 방역하는 방향으로 진행되어야 하며, 또한 방역을 진행하는 동안에는 공간을 사용할 수 없기 때문에 개별 방역 단위가 아닌 특정 공간 단위로 방역 작업이 이루어 질 수 있도록 공간에 대한 정보를 고려해야 하는 특수성이 있다. However, in the case of quarantine work, rather than reducing robot operation efficiency and the time required for the overall work, it should be carried out in the direction of disinfecting highly contaminated objects first. Additionally, since space cannot be used while quarantine is in progress, individual quarantine units There is a special characteristic in which information about space must be taken into consideration so that quarantine work can be carried out by specific space units rather than by unit.

또한, 방역 작업의 경우, 단순 소독제 살포 방식보다 방역 대상을 닦는 방식이 방역 효과가 좋으며, 이를 위해서는 바닥을 닦는 로봇, 물체를 닦는 로봇, 벽을 닦는 로봇 등 다양한 형태의 로봇을 사용하여 방역 작업을 해야 할 필요가 있다. In addition, in the case of quarantine work, the method of wiping the object to be quarantined is more effective than the simple method of spraying disinfectants, and for this purpose, various types of robots such as robots that wipe the floor, robots that wipe objects, and robots that wipe the walls are used for quarantine work. There is a need to do this.

따라서, 이종 다중 로봇 운용을 위해서는 작업을 진행할 영역을 설정하고, 작업 순서를 결정하는 작업 계획을 구성하는 것이 반드시 필요하며, 본 발명은 이에 대해 개시한다.Therefore, in order to operate heterogeneous multi-robots, it is essential to set up an area in which work will be performed and configure a work plan to determine the work order, and the present invention discloses this.

한국공개특허 제2021-0147685호Korean Patent Publication No. 2021-0147685

본 발명은 소독 대상 물체들의 오염도를 기반으로 다중 이용시설에 대한 바이러스 방역을 위한 방역 작업을 계획하는 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a quarantine system using heterogeneous multi-robots that plans quarantine work for virus quarantine for multi-use facilities based on the contamination level of objects to be disinfected.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템은,The quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention,

적어도 하나의 방역 공간(Zone), 방역 세그먼트(Segment)들, 방역 객체(Object)들을 포함하는 방역 대상 정보와, 스테이션 정보와, 맵 정보와, 방역 처리할 로봇에 대한 초기정보를 입력 받는 초기정보 입력부; 상기 방역 세그먼트의 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들을 선택하여 오염도가 높은 순으로 정렬하여 세그먼트 리스트를 생성하는 작업 생성부; 공간의 사용불가 시간을 최소화할 수 있도록 상기 방역 공간를 기준으로 작업 순서를 설정하거나 변경하는 작업 계획부; 상기 방역 공간 기준으로 정렬된 작업에 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당하는 작업 할당부;를 포함한다.Initial information that receives quarantine target information including at least one quarantine space, quarantine segments, and quarantine objects, station information, map information, and initial information about the robot to be quarantined. input unit; a task creation unit that selects quarantine segments whose representative contamination level is higher than the standard contamination level and sorts them in descending order of contamination level to generate a segment list; A work planning unit that sets or changes the work order based on the quarantine space to minimize unusable time in the space; It includes a task allocation unit that allocates a robot that can quickly perform the task in consideration of parameters related to the robot to the tasks arranged based on the quarantine space.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 방역 공간은 방역 대상 물리적인 공간이며, 상기 방역 객체는 방역 처리 대상이 되는 객체이며, 상기 방역 세그먼트는 상기 방역 공간 내에서 한 대의 로봇이 처리 가능한 범위로 분할된 영역 또는 상기 방역 객체들이 하나의 그룹을 형성한 객체 그룹일 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the quarantine space is a physical space subject to quarantine, the quarantine object is an object subject to quarantine processing, and the quarantine segment is one area within the quarantine space. It may be an area divided into a range that can be processed by a large robot, or an object group in which the quarantine objects form one group.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 스테이션 정보는 스테이션 타입과 소독 시간을 포함하고, 상기 스테이션 타입은 로봇의 배터리를 충전하는 충전 스테이션과 로봇을 소독하는 소독 스테이션을 포함하며, 상기 소독 시간에는 상기 소독 스테이션에서 로봇을 소독하는데 걸리는 시간이 할당될 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multiple robots according to an embodiment of the present invention, the station information includes a station type and disinfection time, and the station type includes a charging station for charging the battery of the robot and a disinfection station for disinfecting the robot. Included, the disinfection time may be allocated to the time it takes to disinfect the robot at the disinfection station.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 맵 정보는 로봇이 이동하는 경로와 이동에 소요되는 시간을 계산하는데 사용되는 노드 정보와 엣지 정보를 포함하고, 상기 노드 정보는 로봇의 이동 목적지 정보 및 해당 목적지로의 경로 정보인 타입과, 노드의 점유 여부를 나타내는 상태 값을 포함하며, 상기 엣지 정보는 시작 노드의 ID와 끝 노드의 ID를 포함하고, 상기 시작 노드에서 상기 끝 노드로 이동시의 로봇 속도값을 포함할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the map information includes node information and edge information used to calculate the path the robot moves and the time required for movement, and the node information It includes information on the robot's movement destination, a type that is path information to the destination, and a status value indicating whether the node is occupied. The edge information includes the ID of the start node and the ID of the end node, and the edge information includes the ID of the start node and the ID of the end node. The robot speed value when moving to the end node can be included.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 작업 생성부는, 상기 방역 세그먼트들로 이루어진 제1 세그먼트 리스트에서, 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들의 UID(Uuique ID)를 제2 세그먼트 리스트로 저장하고, 대표 오염도가 높은 순으로 상기 제2 세그먼트 리스트의 순서를 정렬하여 제3 세그먼트 리스트를 생성하고, 상기 제3 세그먼트 리스트에 저장된 각 방역 세그먼트에 포함된 방역 객체들 중 기준 오염도 이상인 방역 객체들의 UID를 포함하는 제1 방역 객체 리스트(Object List)를 생성하고, 상기 제1 방역 객체 리스트에 포함된 방역 객체들을 오염도가 높은 순으로 정렬하여 제2 방역 객체 리스트를 생성할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the task creation unit generates UIDs (Uuique IDs) of quarantine segments whose representative contamination level is higher than the reference contamination level from the first segment list consisting of the quarantine segments. Store it as a 2-segment list, create a third segment list by sorting the order of the second segment list in descending order of representative contamination, and determine the standard contamination level among the quarantine objects included in each quarantine segment stored in the third segment list. A first quarantine object list containing the UIDs of the above quarantine objects can be created, and a second quarantine object list can be generated by sorting the quarantine objects included in the first quarantine object list in descending order of contamination. .

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 제2 방역 객체 리스트는 방역 세그먼트와 해당 방역 세그먼트에서의 방역 객체 리스트로 이루어진 튜플(tuple)들로 구성된 튜플(tuple) 리스트를 포함하는 제1 작업 리스트이고, 상기 작업 계획부는 상기 제1 작업 리스트에서 방역 공간를 이용하여 동일 방역 공간에 해당하는 방역 세그먼트 작업들끼리 그룹화하여 생성된 작업 그룹들로 이루어진 제2 작업 리스트를 생성하고, 상기 제2 작업 리스트에 속한 각 방역 공간 내의 작업들에서 바닥 방역 작업이 가장 마지막에 수행되도록 순서를 정렬한 제3 작업 리스트를 생성할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the second quarantine object list includes a tuple list consisting of a quarantine segment and a list of quarantine objects in the corresponding quarantine segment. A first task list including, and the task planning unit uses the quarantine space in the first task list to generate a second task list composed of task groups created by grouping quarantine segment tasks corresponding to the same quarantine space, A third task list can be created in which the tasks within each quarantine space included in the second task list are ordered so that the floor quarantine task is performed last.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 작업 할당부는 상기 제3 작업 리스트 내의 각 방역 작업에 대해 모든 로봇의 작업 수행 완료 시간을 계산하여 최적의 로봇을 선택하여 할당을 진행하되, 모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료되었지를 판단하고, 작업 수행 완료 시간 계산이 완료된 경우, 방역 세그먼트 타입에 따라 그에 매칭되는 로봇을 할당할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the task allocation unit calculates the task performance completion time of all robots for each quarantine task in the third task list, selects the optimal robot, and makes the assignment. However, it is determined whether the calculation of the task completion time for all robots has been completed, and if the calculation of the task completion time has been completed, the matching robot can be assigned according to the quarantine segment type.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 작업 할당부는 로봇에 작업을 할당하기 전에, 로봇 소독, 로봇 충전,로봇 툴 교체 작업을 포함하는 로봇 상태 회복 작업 필요 여부를 먼저 판단하며, 상기 로봇 상태 회복 작업이 완료된 후, 로봇 타입과 상기 제 3작업 리스트의 방역 세그먼트 타입이 매칭되는지 판단할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the task allocation unit first determines whether robot status restoration work, including robot disinfection, robot charging, and robot tool replacement, is necessary before assigning tasks to the robot. After the robot state recovery task is completed, it can be determined whether the robot type matches the quarantine segment type in the third task list.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 로봇 타입과 방역 세그먼트 타입이 매칭되는 경우, 상기 작업 할당부는 매칭된 로봇의 기존 작업 종료 예정 시간을 계산하고, 기존 작업의 완료 위치를 시작 위치로 하여, 새롭게 매칭된 작업의 소요 시간을 계산하고, 기존 작업의 완료 예정 시간과 더하여 새로운 작업의 수행 완료 시간을 계산할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, when the robot type and the quarantine segment type match, the task allocation unit calculates the expected completion time of the existing task of the matched robot and completes the existing task. Using the location as the starting position, the time required for the newly matched task can be calculated, and the completion time of the new task can be calculated by adding it to the expected completion time of the existing task.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 상기 작업 할당부는, 새롭게 매칭된 작업의 세그먼트 타입이 바닥 소독인지 아닌지를 판단하여, 바닥일 경우, 그 바닥이 속한 동일 방역 공간 내에서의 바닥을 제외한 방역 작업 완료 시간과 바닥 방역 작업 시작과의 시간 차이의 절댓값이 가장 작은 로봇을 할당할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, the task allocation unit determines whether the segment type of the newly matched task is floor disinfection or not, and if it is a floor, within the same quarantine space to which the floor belongs. The robot with the smallest absolute value of the difference between the completion time of the quarantine work excluding the floor and the start of the floor quarantine work can be assigned.

본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템에 있어서, 실제 환경에서 오염 관련 데이터를 수집하여 구축된 오염도 모델을 반영하여 오염도를 갱신하는 정보 갱신부를 더 포함하며, 상기 작업 생성부는 갱신된 오염도를 기반으로 오염도가 높은 순으로 재정렬하여 세그먼트 리스트를 생성할 수 있다.In the quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention, it further includes an information updating unit that updates the pollution level by reflecting a pollution level model built by collecting pollution-related data in the actual environment, and the task creation unit updates the updated level. Based on the level of contamination, you can create a segment list by rearranging the segments in order of highest level of contamination.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Details of other implementations of various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 소독 대상 물체들의 오염도를 기반으로 다중 이용시설에 대한 바이러스 방역을 위한 방역 작업을 계획할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, quarantine work for virus quarantine in a multi-use facility can be planned based on the degree of contamination of objects to be disinfected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템이 도시된 블록도이다.
도 2는 초기 정보 입력부에서 입력 받는 방역 대상, 스테이션, 맵, 로봇에 대한 초기 정보가 도시된 표이다.
도 3은 작업 생성부에서 작업을 생성하고 오염도 순으로 작업을 정렬하는 과정이 도시된 순서도이다.
도 4는 작업 계획부에서 공간 정보를 기준으로 작업을 재구성하는 과정이 도시된 순서도이다.
도 5는 작업 할당부에서 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당하는 과정이 도시된 순서도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
Figure 1 is a block diagram showing a quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a table showing initial information about quarantine targets, stations, maps, and robots input from the initial information input unit.
Figure 3 is a flowchart showing the process of creating a task in the task creation unit and sorting the tasks in order of contamination level.
Figure 4 is a flowchart showing the process of reorganizing work based on spatial information in the work planning department.
Figure 5 is a flowchart showing the process of allocating a robot that can quickly perform a task by considering parameters related to the robot in the task allocation unit.
6 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템을 설명한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Hereinafter, a quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템이 도시된 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing a quarantine system using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템(100, 이하 "방역 시스템"이라고도 함)은, 초기정보 입력부(110), 작업 생성부(120), 작업 계획부(130), 작업 할당부(140), 정보 갱신부(150)를 포함한다.As shown in Figure 1, the quarantine system 100 (hereinafter also referred to as "quarantine system") using heterogeneous multi-robots according to an embodiment of the present invention includes an initial information input unit 110, a task creation unit 120, It includes a work planning unit 130, a work allocation unit 140, and an information update unit 150.

본 발명의 방역 시스템에서, 방역 대상은 방역 공간(Zone), 방역 세그먼트(Segment), 방역 객체(Object) 순의 계층 구조를 가지며, 본 발명의 방역 시스템은 이러한 계층 구조를 이용하여 효율적인 방역 순서를 결정한다. In the quarantine system of the present invention, the quarantine target has a hierarchical structure in the order of quarantine space (Zone), quarantine segment (Segment), and quarantine object (Object), and the quarantine system of the present invention uses this hierarchical structure to ensure an efficient quarantine order. decide

방역 공간(Zone)은 방역 대상 물리 공간을 의미하며, 방역 세그먼트(Segment)는 한 대의 로봇이 방역 처리할 수 있는 영역을 의미하며, 방역 객체(Object)는 방역 처리 대상이 되는 객체를 의미한다. 방역 세그먼트는 방역 객체들이 하나의 그룹을 형성한 객체 그룹을 포함한다. 예를 들어, 개개의 방역 객체인 침대, 탁자, 옷장은 하나의 객체 그룹을 형성하여 하나의 방역 세그먼트가 될 수 있다.Quarantine space (Zone) refers to the physical space subject to quarantine, quarantine segment (Segment) refers to the area that can be quarantined by one robot, and quarantine object (Object) refers to the object subject to quarantine treatment. The quarantine segment includes an object group in which quarantine objects form one group. For example, individual quarantine objects such as a bed, table, and closet can form one object group and become one quarantine segment.

초기정보 입력부(110)는 방역 대상(Zone, Segment, Object) 정보, 맵(map) 정보, 방역 처리할 로봇 등에 대한 초기정보를 입력 받는다.The initial information input unit 110 receives initial information about quarantine targets (Zone, Segment, Object) information, map information, robots to be quarantined, etc.

작업 생성부(120)는 방역 세그먼트(Segment)의 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들을 선택하여 오염도가 높은 순으로 정렬하여 작업을 생성한다. 방역 세그먼트의 대표 오염도는 해당 방역 세그먼트 내 방역 객체(Object)들의 오염도 중 가장 높은 값으로 설정된다.The task creation unit 120 selects quarantine segments whose representative contamination level is higher than the standard contamination level, sorts them in descending order of contamination level, and generates the task. The representative pollution level of a quarantine segment is set to the highest value among the contamination levels of quarantine objects within the corresponding quarantine segment.

작업 계획부(130)는 공간의 사용불가 시간을 최소화할 수 있도록 물리적 공간 정보인 방역 공간(Zone)를 기준으로 작업 순서를 설정하거나 변경한다. The work planning unit 130 sets or changes the work order based on the quarantine space (Zone), which is physical space information, to minimize space unusability time.

작업 할당부(140)는 방역 공간 기준으로 정렬된 작업에 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당한다. The task allocation unit 140 allocates robots that can quickly perform tasks to tasks sorted based on quarantine space, taking robot-related parameters into consideration.

한편, 오염도는 시간의 흐름에 따라 상승하거나 사람의 접촉과 같은 이벤트 상황에 따라 상승할 수 있으며, 이러한 내용은 오염도 모델에 포함된다. 오염도 모델은 실제 환경에서 오염 관련 데이터를 수집하여 구축할 수 있다. 정보 갱신부(150)는 오염도 모델을 반영하여 오염도를 갱신할 수 있다. 정보 갱신부(150)에 의해 오염도가 갱신되면, 작업 생성부(120)는 갱신된 오염도를 기반으로, 오염도가 높은 순으로 재정렬하여 작업을 생성/변경한다.Meanwhile, the pollution level may increase over time or depending on event situations such as human contact, and this information is included in the pollution level model. A pollution model can be built by collecting pollution-related data in the real environment. The information update unit 150 may update the pollution level by reflecting the pollution level model. When the pollution level is updated by the information update unit 150, the job creation unit 120 creates/changes jobs by rearranging them in descending order of pollution level based on the updated pollution level.

도 2를 참조하여 초기정보 입력부(110)에 대해 설명한다. 도 2는 초기정보 입력부(110)에서 입력 받는 방역 대상, 스테이션, 맵, 로봇에 대한 초기정보가 도시된 표이다.The initial information input unit 110 will be described with reference to FIG. 2 . Figure 2 is a table showing initial information on quarantine targets, stations, maps, and robots input from the initial information input unit 110.

도 2를 참조하면, 초기정보 입력부(110)에 입력되는 초기정보는 방역 대상 정보(111 ~ 113), 스테이션 정보(114), 맵 정보(115, 116), 로봇 정보(117) 등에 대한 초기정보를 포함한다.Referring to FIG. 2, the initial information input to the initial information input unit 110 includes initial information on quarantine target information (111 to 113), station information (114), map information (115, 116), robot information (117), etc. Includes.

방역 대상 정보(111 ~ 113)는 방역 공간(111, Zone), 방역 세그먼트(112, Segment), 방역 객체(113, Object)를 포함한다.The quarantine target information 111 to 113 includes a quarantine space (111), a quarantine segment (112), and a quarantine object (113).

방역 공간(111)은 방, 복도, 홀 등과 같은 물리적 공간을 의미한다. Quarantine space 111 refers to a physical space such as a room, hallway, hall, etc.

방역 세그먼트(112)는 하나의 방역 공간 내에서 한 대의 로봇이 방역 처리 가능한 범위로 분할된 영역을 의미하는 것으로, 예를 들어, 일정 영역의 바닥이나 침대, 탁자, 옷장 등과 같은 객체 그룹이 될 수 있다. The quarantine segment 112 refers to an area divided into a range that can be quarantined by one robot within one quarantine space. For example, it can be the floor of a certain area or a group of objects such as a bed, table, closet, etc. there is.

방역 객체(113)는 방역 객체를 소독하는데 소요되는 시간(Time), 소독에 사용되는 로봇 타입(Matching Robot Type), 방역 객체의 오염도(Disinfection)를 포함하고 있으며, 이 정보는 로봇 할당 시에 사용된다.The quarantine object 113 includes the time required to disinfect the quarantine object (Time), the robot type used for disinfection (Matching Robot Type), and the contamination level of the quarantine object (Disinfection), and this information is used when assigning robots. do.

스테이션 정보(114, Station)는 스테이션의 타입, 소독 시간(Disinfection Time)을 포함한다. 스테이션의 타입은 로봇의 배터리를 충전하는 충전 스테이션과 로봇을 소독하는 소독 스테이션을 포함한다. 소독 시간에는 소독 스테이션에서 로봇을 소독하는데 걸리는 시간이 할당되며, 나머지 소독이 필요하지 않은 로봇은 0의 값이 할당된다.Station information 114 (Station) includes the type of station and disinfection time. Station types include a charging station that charges the robot's battery and a disinfection station that disinfects the robot. The disinfection time is assigned the time it takes to disinfect the robot at the disinfection station, and the remaining robots that do not require disinfection are assigned a value of 0.

맵 정보(115, 116)는 노드 정보(115, Node)와 엣지 정보(116, Edge)를 포함하며, 이 정보들은 로봇이 이동하는 경로와 이동에 소요되는 시간을 계산하는데 사용된다.The map information 115 and 116 includes node information 115 (Node) and edge information 116 (Edge), and this information is used to calculate the path the robot moves and the time required for movement.

노드 정보(115)는 타입, 상태 값을 포함하며, 타입의 종류에는 로봇의 이동 목적지 정보 및 해당 목적지로의 경로 정보(Moving Point)가 있다. 구체적으로, 로봇의 이동 목적지 정보는 로봇의 방역 작업을 위한 방역 객체(Object)의 위치 정보, 바닥(Floor)의 위치 정보, 로봇의 회복 작업을 위한 스테이션(Station)의 위치 정보 등이 있다. 그리고, 상태 값은 해당 노드가 점유되어 있는지에 대한 정보를 나타낸다. The node information 115 includes a type and a status value, and the type includes the robot's movement destination information and path information (Moving Point) to the destination. Specifically, the robot's movement destination information includes the location information of the quarantine object for the robot's quarantine work, the location information of the floor, and the location information of the station for the robot's recovery work. And, the status value indicates information about whether the corresponding node is occupied.

엣지 정보(116)는 노드와 노드의 연결 관계를 나타낸다. 엣지 정보(116)는 시작 노드의 ID(Start Node UID), 끝 노드의 ID(End Node UID)를 포함하고, 시작 노드에서 끝 노드로 이동시의 로봇 속도값(Speed)을 포함한다. Edge information 116 represents the connection relationship between nodes. Edge information 116 includes a start node ID (Start Node UID), an end node ID (End Node UID), and a robot speed value (Speed) when moving from the start node to the end node.

로봇 정보(117)는 로봇의 타입, 현재 속도, 현재 목표 지점, 배터리, 오염도, 소독 툴의 잔량에 대한 정보를 포함하며, 이 정보들은 로봇 할당시 사용된다.The robot information 117 includes information on the type of robot, current speed, current target point, battery, contamination level, and remaining amount of disinfection tool, and this information is used when assigning a robot.

다음, 도 3을 참조하여 작업 생성부(120)에 대해 설명한다. 도 3은 작업 생성부에서 작업을 생성하고 오염도 순으로 작업을 정렬하는 과정이 도시된 순서도이다. Next, the task creation unit 120 will be described with reference to FIG. 3 . Figure 3 is a flowchart showing the process of creating a task in the task creation unit and sorting the tasks in order of contamination level.

먼저, 작업 생성부(120)는 초기정보 입력부(110)로부터 전달된 방역 세그먼트(Segment)들로 이루어진 제1 세그먼트 리스트(Segment List)를 호출한다. (S121)First, the task creation unit 120 calls the first segment list consisting of quarantine segments delivered from the initial information input unit 110. (S121)

다음, 작업 생성부(120)는 방역 기준 오염도보다 높은 대표 오염도를 가진 방역 세그먼트들의 UID(Uuique ID)를 제2 세그먼트 리스트로 저장한다. (S122) 방역 기준 오염도는 방역 대상 공간에 따라 다를 수 있으며, 이는 사용자 변수로 변경할 수 있다. Next, the task creation unit 120 stores the UID (Uuique ID) of quarantine segments with a representative contamination level higher than the quarantine standard contamination level as a second segment list. (S122) The quarantine standard contamination level may vary depending on the quarantine target space, and this can be changed as a user variable.

다음, 작업 생성부(120)는 S122 단계에서 저장된 제2 세그먼트 리스트의 순서를, 대표 오염도가 높은 순으로 정렬하여 제3 세그먼트 리스트를 생성한다. (S123)Next, the job creation unit 120 generates a third segment list by sorting the stored second segment list in step S122 in descending order of representative contamination. (S123)

다음, 작업 생성부(120)는 제3 세그먼트 리스트에 저장된 각 방역 세그먼트(Segment)에 포함된 방역 객체들 중 기준 오염도 이상인 방역 객체들의 UID를 포함하는 제1 방역 객체 리스트(Object List)를 생성한다. (S124)Next, the task creation unit 120 generates a first quarantine object list (Object List) including the UIDs of quarantine objects with a standard contamination level or higher among the quarantine objects included in each quarantine segment stored in the third segment list. . (S124)

다음, 작업 생성부(120)는 제1 방역 객체 리스트에 포함된 방역 객체들이 오염도가 높은 순으로 정렬되도록 제2 방역 객체 리스트를 생성한다. (S125)Next, the task creation unit 120 creates a second quarantine object list so that the quarantine objects included in the first quarantine object list are sorted in descending order of contamination. (S125)

다음, 작업 생성부(120)는 오염도 순으로 정렬된 세크먼트 및 방역 객체를 포함하는 작업 리스트(제2 방역 객체 리스트)를 작업 계획부(130)로 전달한다. (S126)Next, the task creation unit 120 transmits a task list (second quarantine object list) including segments and quarantine objects sorted in order of contamination level to the task planning unit 130. (S126)

다음, 도 4를 참조하여 작업 계획부(130)에 대해 설명한다. 도 4는 작업 계획부에서 방역 효과를 향상시키고 공간 사용 불가 시간을 최소화하기 위해 공간 정보를 기준으로 작업을 재구성하는 과정이 도시된 순서도이다.Next, the work planning unit 130 will be described with reference to FIG. 4 . Figure 4 is a flowchart showing the process of reorganizing work based on spatial information in the work planning department to improve quarantine effectiveness and minimize space unusability time.

먼저, 작업 계획부(130)는 작업 생성부(120)로부터 전달된 제2 방역 객체 리스트를 호출한다. (S131) 이때, 전달된 제2 방역 객체 리스트를 제1 작업 리스트라 한다. 제1 작업 리스트는 [(segment, [object list]), ?? ] 형태로 방역 세그먼트와 해당 세그먼트에서의 방역 객체 리스트로 이루어진 튜플(tuple)들로 구성된 튜플(tuple) 리스트를 포함한다. 튜플(tuple) 리스트에 대한 예시는 부호 131의 블록에 기재되어 있다. 여기서, 튜플(tuple)이란, 여러 개의 데이터를 열거하여 담아두는 데에 사용되는 자료 구조이다.First, the task planning unit 130 calls the second quarantine object list transmitted from the task creation unit 120. (S131) At this time, the second quarantine object list delivered is called the first work list. The first task list is [(segment, [object list]), ?? ] format and includes a tuple list consisting of tuples consisting of a quarantine segment and a list of quarantine objects in the segment. An example of a tuple list is described in block 131. Here, a tuple is a data structure used to enumerate and store multiple data.

다음, 작업 계획부(130)는 공간 사용 불가 시간을 최소화하기 위해 동일 공간에 해당하는 작업을 그룹화하는 과정을 수행한다. 구체적으로, 작업 계획부(130)는 제1 작업 리스트에서 방역 공간(Zone)를 이용하여 동일 방역 공간에 해당하는 방역 세그먼트(Segment) 작업들끼리 그룹화하여 작업 그룹을 생성한다. (S132)Next, the task planning unit 130 performs a process of grouping tasks corresponding to the same space to minimize space unusability time. Specifically, the work planning unit 130 uses the quarantine space (Zone) in the first task list to group quarantine segment tasks corresponding to the same quarantine space to create a work group. (S132)

부호 132의 블록에 기재된 예시를 참조하면, 동일 방역 공간에 해당하는 [[Segment5, segment2, segment8]]이 하나의 작업 그룹을 이루며, 각 방역 공간의 작업 그룹들은 리스트 형태로 구성되어 제2 작업 리스트를 구성한다.Referring to the example written in the block at code 132, [[Segment5, segment2, segment8]] corresponding to the same quarantine space form one work group, and the work groups in each quarantine space are organized in the form of a list and form a second work list. constitutes.

한편, 방역 효과를 높이기 위해서는 로봇에 의한 방역 작업은 위에서 아래로 진행되어야 한다. 이를 위해 작업 계획부(130)는 제2 작업 리스트에 속한 각 방역 공간 내의 작업들에서 바닥 방역 작업이 가장 마지막에 수행될 수 있도록 순서를 정렬한 제3 작업 리스트를 생성한다. (S133)Meanwhile, in order to increase the effectiveness of quarantine, quarantine work by robots must be carried out from top to bottom. To this end, the work planning unit 130 creates a third work list in which the order of the floor disinfection work is performed last among the tasks in each quarantine space included in the second work list. (S133)

부호 133의 블록에 기재된 예시를 참조하면, 첫 번째 작업 그룹에서 바닥 방역 작업인 "Segment2"가 다른 방역 세그먼트(Segment)들의 뒤에 위치하도록 순서가 변경되었음을 알 수 있다.Referring to the example written in the block at symbol 133, it can be seen that the order has been changed so that “Segment2,” the floor disinfection work, is located behind the other quarantine segments in the first work group.

다음, 작업 계획부(130)는 S133 단계에서 생성된 제3 작업 리스트를 작업 할당부(140)로 전달한다. (S134)Next, the task planning unit 130 transmits the third task list generated in step S133 to the task allocation unit 140. (S134)

다음, 도 5를 참조하여 작업 할당부(140)에 대해 설명한다. 도 5는 작업 할당부에서 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당하는 과정이 도시된 순서도이다.Next, the task allocation unit 140 will be described with reference to FIG. 5 . Figure 5 is a flowchart showing the process of allocating a robot that can quickly perform a task by considering parameters related to the robot in the task allocation unit.

먼저, 작업 할당부(140)는 작업 계획부(130)에서 생성된 제3 작업 리스트를 호출하여, 제3 작업 리스트 내의 모든 방역 작업에 대해 방역 세그먼트(Segment) 기준으로 순차적으로 로봇 할당을 진행한다. (S141, S142) 이때, 제3 작업 리스트 내의 각 방역 작업에 대해 모든 로봇의 작업 수행 완료 시간을 계산하여 최적의 로봇을 선택하여 할당한다. First, the task allocation unit 140 calls the third task list generated by the task planning unit 130 and sequentially assigns robots to all quarantine tasks in the third task list based on quarantine segments. . (S141, S142) At this time, the task completion time of all robots is calculated for each quarantine task in the third task list, and the optimal robot is selected and assigned.

작업 할당부(140)는 모든 작업에 대한 로봇 할당이 완료되지 않은 경우, 모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료되었지를 판단하고 (S143), 작업 수행 완료 시간 계산이 완료된 경우, 방역 세그먼트(Segment) 타입에 따라 그에 매칭되는 로봇을 할당한다. (S147 ~ S149)If the assignment of robots to all tasks has not been completed, the task allocation unit 140 determines whether the calculation of the task completion time for all robots has been completed (S143), and if the calculation of the task completion time has been completed, the quarantine segment ( Depending on the Segment type, a matching robot is assigned. (S147 ~ S149)

작업 할당부(140)는 모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료되지 않은 경우, 작업 수행 완료 시간을 계산한다. 이때, 작업 할당부(140)는 로봇에 작업을 할당하기 전에 로봇 상태 회복 작업 필요 여부를 먼저 판단한다. (S144) 로봇 상태 회복 작업은 로봇 소독/로봇 충전/로봇 툴 교체 작업을 포함한다. The task allocation unit 140 calculates the task completion time when the calculation of the task completion time for all robots is not completed. At this time, the task allocation unit 140 first determines whether robot state recovery work is necessary before assigning the task to the robot. (S144) Robot state recovery work includes robot disinfection/robot charging/robot tool replacement work.

작업 할당부(140)는 로봇 자체의 오염도를 판단하여, 오염도가 기준치 이상일 경우, 로봇 소독 작업을 할당한다. (S144_11, S144_12)The task allocation unit 140 determines the degree of contamination of the robot itself and, if the degree of contamination is greater than the standard value, assigns a robot disinfection task. (S144_11, S144_12)

또한, 작업 할당부(140)는 로봇의 패터리 상태를 판단하여, 로봇의 배터리가 기준치 이하일 경우, 로봇 충전 작업을 할당한다. (S144_21, S144_22) Additionally, the task allocation unit 140 determines the battery status of the robot and assigns a robot charging task when the robot's battery is below the standard value. (S144_21, S144_22)

또한, 작업 할당부(140)는 로봇 툴의 잔량 상태를 판단하여, 로봇 툴 잔량이 기준치 이하일 경우, 로봇 툴 교체 작업을 할당한다. (S144_31, S144_32)Additionally, the task allocation unit 140 determines the remaining amount of the robot tool and, when the remaining amount of the robot tool is below the standard value, assigns a robot tool replacement task. (S144_31, S144_32)

상기 (S144_11, S144_12)단계, (S144_21, S144_22)단계, (S144_31, S144_32)단계는 반드시 이 순서대로 진행되는 것은 아니며, 판단 순서는 다르게 조합될 수 있다.The steps (S144_11, S144_12), (S144_21, S144_22), and (S144_31, S144_32) do not necessarily proceed in this order, and the judgment order may be combined differently.

로봇 상태 회복 작업이 완료된 후, 작업 할당부(140)는 로봇 타입과 제 3작업 리스트의 방역 세그먼트(Segment) 타입이 매칭되는지 판단한다. (S145) 예를 들어, 방역 세그먼트 타입이 객체 그룹(Object List) 일 경우에는 툴로 방역 객체를 닦는 로봇이 매칭되고, 방역 세그먼트 타입이 바닥(Floor)일 경우 바닥 소독 로봇이 매칭된다.After the robot state recovery task is completed, the task allocation unit 140 determines whether the robot type and the quarantine segment type of the third task list match. (S145) For example, if the quarantine segment type is object group (Object List), a robot that wipes the quarantine object with a tool is matched, and if the quarantine segment type is floor (Floor), a robot that disinfects the floor is matched.

로봇 타입과 방역 세그먼트(Segment) 타입이 매칭되는 경우, 작업 할당부(140)는 매칭된 로봇의 작업 종료 예정 시간을 계산한다. 여기서, "작업 종료 예정 시간"은 현재 작업의 종료 예정 시간과 현재 작업 이후에 예약된 작업의 종료 예정 시간을 포함한다. 그 다음, 작업 할당부(140)는 과거에 예약된 작업의 완료 위치를 시작위치로 하여, 새롭게 매칭된 작업의 소요 시간을 계산하고, 과거 예약된 작업의 완료 예정 시간과 더하여 새로운 작업의 수행 완료 시간을 계산한다. (S146)If the robot type and the quarantine segment type match, the task allocation unit 140 calculates the estimated task completion time of the matched robot. Here, the “task end time” includes the scheduled end time of the current task and the scheduled end time of the task scheduled after the current task. Next, the task allocation unit 140 uses the completion position of the previously scheduled task as the starting position, calculates the time required for the newly matched task, and adds it to the expected completion time of the previously scheduled task to complete the execution of the new task. Calculate time. (S146)

작업 할당부(140)는 모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료될 때까지, S144 ~ S146 단계를 반복하고, 모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료된 경우, 작업의 세그먼트 타입에 따라, 그에 해당 로봇을 할당한다. (S147 ~ S149) 이때, 작업 할당부(140)는 작업의 세그먼트 타입이 바닥 소독인지 아닌지를 판단(S147)하여, 바닥일 경우, 그 바닥이 속한 동일 방역 공간(Zone) 내에서의 방역 작업 완료 시간(바닥을 제외한 Object 및 Segment 완료시간)과 바닥 방역 작업 시작 시간 차이의 절댓값이 가장 작은 로봇(바닥 소독용 로봇)을 할당하고(S148), 세그먼트 타입이 바닥이 아닐 경우, 작업 수행 완료 시간이 가장 빠른 로봇을 할당한다. (S149)The task allocation unit 140 repeats steps S144 to S146 until the calculation of the task completion time for all robots is completed, and when the calculation of the task completion time for all robots is completed, Depending on the segment type of the task, the corresponding robot is assigned. (S147 ~ S149) At this time, the task allocation unit 140 determines whether the segment type of the task is floor disinfection (S147), and if it is a floor, the quarantine work is completed within the same quarantine space (Zone) to which the floor belongs. Assign the robot (floor disinfection robot) with the smallest absolute value of the difference between time (object and segment completion time excluding floor) and floor disinfection work start time (S148). If the segment type is not floor, the task completion time is assigned (S148). Assign the fastest robot. (S149)

작업의 타입이 바닥인 지 여부를 먼저 판단하는 이유는, 방역 작업을 위에서 아래로 진행하여야 방역 효과가 상승하며, 위쪽에 위치한 물체들을 방역하면서 바닥으로 먼지가 떨어져서 바닥의 오염도가 상승하기 때문이다. 즉, 방역 객체(Object)들에 대한 방역을 완료한 뒤, 바닥 방역을 수행해야 방역 효과가 상승하며, 따라서 세그먼트 타입이 바닥일 경우에는 동일 방역 공간(Zone) 내에서 바닥을 제외한 나머지 방역이 완료된 후 진행될 수 있도록 로봇을 할당하여야 한다.The reason to first determine whether the type of work is on the floor is because the quarantine effect increases only when quarantine work is done from top to bottom, and while disinfecting objects located above, dust falls to the floor and the level of contamination on the floor increases. In other words, after completing quarantine for the quarantine objects, disinfection of the floor must be performed to increase the quarantine effect. Therefore, if the segment type is floor, all quarantines other than the floor within the same quarantine space (Zone) have been completed. A robot must be assigned to proceed later.

그러나, 단순히 로봇의 작업 시작 시간이 Object나 Segment 방역 완료 시점보다 늦은 로봇을 할당할 경우, 두 작업 사이에 빈 시간이 큰 경우가 발생할 수 있으며, 이럴 경우 공간을 쓰지 못하는 시간이 길어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 로봇이 잠시 기다리더라도 두 시점의 차이의 절댓값이 가장 작은 로봇을 할당하는 것이 바람직하다.However, if you simply assign a robot whose work start time is later than the Object or Segment quarantine completion time, there may be a large empty time between the two tasks, and in this case, the time when space cannot be used may be prolonged. To prevent this, it is desirable to assign the robot with the smallest absolute value of the difference between the two points in time, even if the robot waits for a while.

리스트 내 모든 작업에 대해 로봇 할당이 완료되면, 작업 할당부(140)의 작업은 종료되고, 정보 갱신부(150)는 완료된 할당 정보를 갱신한다. When robot allocation is completed for all tasks in the list, the work of the task allocation unit 140 is completed, and the information update unit 150 updates the completed allocation information.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 6의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 이종 다중 로봇을 이용한 방역을 수행하기 위한 장치일 수 있다. 6 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention. The computing device TN100 of FIG. 6 may be a device for performing quarantine using heterogeneous multi-robots described in this specification.

도 6의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In the embodiment of FIG. 6, the computing device TN100 may include at least one processor TN110, a transceiver device TN120, and a memory TN130. Additionally, the computing device TN100 may further include a storage device TN140, an input interface device TN150, an output interface device TN160, etc. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 and communicate with each other.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with embodiments of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100.

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 can store various information related to the operation of the processor TN110. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory TN130 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다. The transceiving device TN120 can transmit or receive wired signals or wireless signals. The transmitting and receiving device (TN120) can be connected to a network and perform communication.

한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the present invention may be implemented as a computer program. The present invention can be combined with hardware and implemented as a computer program stored on a computer-readable recording medium.

본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of programs readable through various computer means and recorded on a computer-readable recording medium. Here, the recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination.

기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. Program instructions recorded on the recording medium may be those specifically designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. For example, recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. optical media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다. Examples of program instructions may include machine language, such as that created by a compiler, as well as high-level languages that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.These hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of rights of the present invention.

110 : 초기정보 입력부 120 : 작업 생성부
130 : 작업 계획부 140 : 작업 할당부
150 : 정보 갱신부
110: initial information input unit 120: task creation unit
130: Work planning department 140: Work allocation department
150: Information update department

Claims (11)

적어도 하나의 방역 공간(Zone), 방역 세그먼트(Segment)들, 방역 객체(Object)들을 포함하는 방역 대상 정보와, 스테이션 정보와, 맵 정보와, 방역 처리할 로봇에 대한 초기정보를 입력 받는 초기정보 입력부;
상기 방역 세그먼트의 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들을 선택하여 오염도가 높은 순으로 정렬하여 세그먼트 리스트를 생성하는 작업 생성부;
공간의 사용불가 시간을 최소화할 수 있도록 상기 방역 공간를 기준으로 작업 순서를 설정하거나 변경하는 작업 계획부;
상기 방역 공간 기준으로 정렬된 작업에 로봇과 관련된 파라미터들을 고려하여 신속하게 작업을 수행할 수 있는 로봇을 할당하는 작업 할당부;
를 포함하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
Initial information that receives quarantine target information including at least one quarantine space, quarantine segments, and quarantine objects, station information, map information, and initial information about the robot to be quarantined. input unit;
a task creation unit that selects quarantine segments whose representative contamination level is higher than the standard contamination level and sorts them in descending order of contamination level to generate a segment list;
A work planning unit that sets or changes the work order based on the quarantine space to minimize unusable time in the space;
a task allocation unit that allocates a robot that can quickly perform the task in consideration of parameters related to the robot to the tasks sorted based on the quarantine space;
A quarantine system using heterogeneous multi-robots, including.
청구항 1에 있어서,
상기 방역 공간은 방역 대상 물리적인 공간이며,
상기 방역 객체는 방역 처리 대상이 되는 객체이며,
상기 방역 세그먼트는 상기 방역 공간 내에서 한 대의 로봇이 처리 가능한 범위로 분할된 영역 또는 상기 방역 객체들이 하나의 그룹을 형성한 객체 그룹인, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 1,
The quarantine space is a physical space subject to quarantine,
The quarantine object is an object subject to quarantine processing,
The quarantine segment is an area divided into a range that can be processed by one robot within the quarantine space, or an object group in which the quarantine objects form one group. A quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 1에 있어서,
상기 스테이션 정보는 스테이션 타입과 소독 시간을 포함하고,
상기 스테이션 타입은 로봇의 배터리를 충전하는 충전 스테이션과 로봇을 소독하는 소독 스테이션을 포함하며,
상기 소독 시간에는 상기 소독 스테이션에서 로봇을 소독하는데 걸리는 시간이 할당되는,
이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 1,
The station information includes station type and disinfection time,
The station type includes a charging station that charges the battery of the robot and a disinfection station that disinfects the robot,
The disinfection time is allocated to the time it takes to disinfect the robot at the disinfection station,
Quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 1에 있어서,
상기 맵 정보는 로봇이 이동하는 경로와 이동에 소요되는 시간을 계산하는데 사용되는 노드 정보와 엣지 정보를 포함하고,
상기 노드 정보는 로봇의 이동 목적지 정보 및 해당 목적지로의 경로 정보인 타입과, 노드의 점유 여부를 나타내는 상태 값을 포함하며,
상기 엣지 정보는 시작 노드의 ID와 끝 노드의 ID를 포함하고, 상기 시작 노드에서 상기 끝 노드로 이동시의 로봇 속도값을 포함하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 1,
The map information includes node information and edge information used to calculate the path the robot moves and the time required to move,
The node information includes a type that is the robot's movement destination information and route information to the destination, and a status value indicating whether the node is occupied.
The edge information includes the ID of the start node and the ID of the end node, and includes the robot speed value when moving from the start node to the end node. A quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 1에 있어서, 상기 작업 생성부는,
상기 방역 세그먼트들로 이루어진 제1 세그먼트 리스트에서, 대표 오염도가 기준 오염도 이상인 방역 세그먼트들의 UID(Uuique ID)를 제2 세그먼트 리스트로 저장하고,
대표 오염도가 높은 순으로 상기 제2 세그먼트 리스트의 순서를 정렬하여 제3 세그먼트 리스트를 생성하고,
상기 제3 세그먼트 리스트에 저장된 각 방역 세그먼트에 포함된 방역 객체들 중 기준 오염도 이상인 방역 객체들의 UID를 포함하는 제1 방역 객체 리스트(Object List)를 생성하고,
상기 제1 방역 객체 리스트에 포함된 방역 객체들을 오염도가 높은 순으로 정렬하여 제2 방역 객체 리스트를 생성하는,
이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
The method of claim 1, wherein the job creation unit,
In the first segment list consisting of the quarantine segments, the UID (Uuique ID) of the quarantine segments whose representative contamination level is higher than the standard contamination level is stored as a second segment list,
Creating a third segment list by sorting the second segment list in descending order of representative contamination,
Generating a first quarantine object list (Object List) including the UIDs of quarantine objects with a standard contamination level or higher among the quarantine objects included in each quarantine segment stored in the third segment list,
Creating a second quarantine object list by sorting the quarantine objects included in the first quarantine object list in descending order of contamination,
Quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 방역 객체 리스트는 방역 세그먼트와 해당 방역 세그먼트에서의 방역 객체 리스트로 이루어진 튜플(tuple)들로 구성된 튜플(tuple) 리스트를 포함하는 제1 작업 리스트이고,
상기 작업 계획부는 상기 제1 작업 리스트에서 방역 공간를 이용하여 동일 방역 공간에 해당하는 방역 세그먼트 작업들끼리 그룹화하여 생성된 작업 그룹들로 이루어진 제2 작업 리스트를 생성하고,
상기 제2 작업 리스트에 속한 각 방역 공간 내의 작업들에서 바닥 방역 작업이 가장 마지막에 수행되도록 순서를 정렬한 제3 작업 리스트를 생성하는,
이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 5,
The second quarantine object list is a first task list including a quarantine segment and a tuple list composed of tuples consisting of a quarantine object list in the quarantine segment,
The work planning unit uses the quarantine space in the first task list to generate a second task list consisting of task groups created by grouping quarantine segment tasks corresponding to the same quarantine space,
Generating a third task list in which the tasks in each quarantine space belonging to the second task list are ordered so that the floor quarantine task is performed last,
Quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 6에 있어서,
상기 작업 할당부는 상기 제3 작업 리스트 내의 각 방역 작업에 대해 모든 로봇의 작업 수행 완료 시간을 계산하여 최적의 로봇을 선택하여 할당을 진행하되,
모든 로봇에 대한 작업 수행 완료 시간 계산이 완료되었지를 판단하고, 작업 수행 완료 시간 계산이 완료된 경우, 방역 세그먼트 타입에 따라 그에 매칭되는 로봇을 할당하는,
이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 6,
The task allocation unit calculates the task completion time of all robots for each quarantine task in the third task list, selects the optimal robot, and performs the assignment,
Determines whether the calculation of the task completion time for all robots has been completed, and if the calculation of the task completion time is complete, assigns the matching robot according to the quarantine segment type.
Quarantine system using heterogeneous multi-robots.
청구항 7에 있어서,
상기 작업 할당부는 로봇에 작업을 할당하기 전에, 로봇 소독, 로봇 충전,로봇 툴 교체 작업을 포함하는 로봇 상태 회복 작업 필요 여부를 먼저 판단하며,
상기 로봇 상태 회복 작업이 완료된 후, 로봇 타입과 상기 제 3작업 리스트의 방역 세그먼트 타입이 매칭되는지 판단하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 7,
Before assigning a task to the robot, the task allocation unit first determines whether robot status restoration work, including robot disinfection, robot charging, and robot tool replacement, is necessary,
A quarantine system using heterogeneous multi-robots that determines whether the robot type matches the quarantine segment type of the third task list after the robot state recovery task is completed.
청구항 8에 있어서,
상기 로봇 타입과 방역 세그먼트 타입이 매칭되는 경우,
상기 작업 할당부는 매칭된 로봇의 기존 작업 종료 예정 시간을 계산하고, 기존 작업의 완료 위치를 시작 위치로 하여, 새롭게 매칭된 작업의 소요 시간을 계산하고, 기존 작업의 완료 예정 시간과 더하여 새로운 작업의 수행 완료 시간을 계산하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
In claim 8,
If the robot type and quarantine segment type match,
The task allocation unit calculates the expected completion time of the existing task of the matched robot, uses the completion position of the existing task as the starting position, calculates the time required for the newly matched task, and adds the expected completion time of the existing task to the new task. A quarantine system using heterogeneous multi-robots that calculates the execution completion time.
청구항 9에 있어서, 상기 작업 할당부는,
새롭게 매칭된 작업의 세그먼트 타입이 바닥 소독인지 아닌지를 판단하여, 바닥일 경우, 그 바닥이 속한 동일 방역 공간 내에서의 바닥을 제외한 방역 작업 완료 시간과 바닥 방역 작업 시작과의 시간 차이의 절댓값이 가장 작은 로봇을 할당하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
The method of claim 9, wherein the task allocation unit,
Determine whether the segment type of the newly matched work is floor disinfection or not, and if it is a floor, the absolute value of the difference between the completion time of the quarantine work excluding the floor and the start of the floor disinfection work within the same quarantine space to which the floor belongs is the highest. A quarantine system using heterogeneous multi-robots that allocates small robots.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
실제 환경에서 오염 관련 데이터를 수집하여 구축된 오염도 모델을 반영하여 오염도를 갱신하는 정보 갱신부를 더 포함하며,
상기 작업 생성부는 갱신된 오염도를 기반으로 오염도가 높은 순으로 재정렬하여 세그먼트 리스트를 생성하는, 이종 다중 로봇을 이용한 방역 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 10,
It further includes an information update unit that updates the pollution level by reflecting the pollution level model built by collecting pollution-related data in the actual environment,
A quarantine system using heterogeneous multi-robots in which the task creation unit generates a segment list by rearranging it in descending order of contamination based on the updated contamination level.
KR1020210177098A 2021-12-10 2021-12-10 Quarantine system using heterogeneous multi-robot KR102617712B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210177098A KR102617712B1 (en) 2021-12-10 2021-12-10 Quarantine system using heterogeneous multi-robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210177098A KR102617712B1 (en) 2021-12-10 2021-12-10 Quarantine system using heterogeneous multi-robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230088169A KR20230088169A (en) 2023-06-19
KR102617712B1 true KR102617712B1 (en) 2023-12-22

Family

ID=86988521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210177098A KR102617712B1 (en) 2021-12-10 2021-12-10 Quarantine system using heterogeneous multi-robot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102617712B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102117984B1 (en) * 2013-11-27 2020-06-02 한국전자통신연구원 Method and control apparatus for cooperative cleaning with multi-robot
KR101866048B1 (en) * 2016-08-26 2018-06-08 국방과학연구소 Computing method for suitability of task for distribution of mission in multiple robot system
KR102348041B1 (en) * 2017-03-28 2022-01-05 엘지전자 주식회사 Control method of robot system including a plurality of moving robots
KR20210006785A (en) * 2019-07-09 2021-01-19 주식회사 인터웨어 Robot system for preventing harmful insects using artificial intelligence
KR102439584B1 (en) 2020-05-29 2022-09-01 한국로봇융합연구원 Apparatus and method for managing the work plan of multiple autonomous robots

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230088169A (en) 2023-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107913039B (en) Block selection method and device for cleaning robot and robot
JP7050058B2 (en) Methods for collision avoidance motion planning
CN110095122B (en) Mobile robot path planning method based on improved ant colony algorithm
CN109800937B (en) Robot cluster dispatching system
JP2004280213A (en) Distributed path planning device and method, and distributed path planning program
EP3262475A1 (en) Resolution of route conflict
CN109269518B (en) Intelligent agent-based method for generating limited space path of movable device
CN108255413A (en) Method, the storage system of Data Migration after a kind of storage system dilatation
Cohen et al. Bounded Suboptimal Multi-Agent Path Finding Using Highways.
CN108121330A (en) A kind of dispatching method, scheduling system and map path planing method
KR102617712B1 (en) Quarantine system using heterogeneous multi-robot
US4829450A (en) Reasoning machine
Rahman et al. An adaptive agent-specific sub-optimal bounding approach for multi-agent path finding
CN105550825A (en) Flexible factory work scheduling method based on MapReduce parallelization in cloud computing environment
JP4443222B2 (en) Method for assigning work target partial planes to mobile units and apparatus for assigning work target partial planes to mobile units
CN116625378B (en) Cross-regional path planning method and system and storage medium
Xu et al. Dynamic spare point application based coordination strategy for multi-AGV systems in a WIP warehouse environment
Rudnick-Cohen et al. Multi-objective design and path planning optimization of unmanned aerial vehicles (UAVs)
CN107728609A (en) Intelligent motion control system and intelligent motion control method
US20220300002A1 (en) Methods and systems for path planning in a known environment
CN114779758A (en) Path planning method of unmanned aerial vehicle and unmanned vehicle heterogeneous cooperative system
Reddy et al. Simultaneous scheduling of jobs, machines and tools considering tool transfer times in multi-machine FMS using new nature-inspired algorithms
CN114879689A (en) Robot scheduling method and device, readable storage medium and electronic equipment
Wang et al. An improved ant colony optimization approach for optimization of process planning
CN115907051A (en) Method, device, equipment, storage medium and program product for task allocation

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant