KR102438313B1 - Intelligent autonomous docking system having real-time check function of authentication and charging status of indoor autonomous driving robot - Google Patents

Intelligent autonomous docking system having real-time check function of authentication and charging status of indoor autonomous driving robot Download PDF

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KR102438313B1
KR102438313B1 KR1020220060130A KR20220060130A KR102438313B1 KR 102438313 B1 KR102438313 B1 KR 102438313B1 KR 1020220060130 A KR1020220060130 A KR 1020220060130A KR 20220060130 A KR20220060130 A KR 20220060130A KR 102438313 B1 KR102438313 B1 KR 102438313B1
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박경준
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Abstract

The present invention relates to an intelligent autonomous docking system with a function for checking the authentication and charging state of an indoor autonomous driving robot in real time. An objective thereof is to provide a function for checking authentication, whether to dock and a charging state during a connection procedure between an indoor autonomous driving robot and a charging station. In accordance with an embodiment, the intelligent autonomous docking system includes: an indoor autonomous driving robot requesting docking in response to a Bluetooth signal periodically received from the robot charging station upon the completion of a mission or running to perform a data exchange through pairing upon the completion of connection authentication of a robot charging station, moving to a docking position through specific structure recognition of the robot charging station, and performing a docking operation on the docking position through at least one of a LiDAR sensor and an infrared sensor; and the robot charging station periodically transmitting a Bluetooth signal to the outside, receiving connection authentication information from the indoor autonomous driving robot to perform the access authentication procedure, performing the data exchange through pairing upon the completion of the connection authentication, supplying the power to the docked indoor autonomous driving robot, and managing the charging state of the indoor autonomous driving robot through the data exchange.

Description

실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템{INTELLIGENT AUTONOMOUS DOCKING SYSTEM HAVING REAL-TIME CHECK FUNCTION OF AUTHENTICATION AND CHARGING STATUS OF INDOOR AUTONOMOUS DRIVING ROBOT} INTELLIGENT AUTONOMOUS DOCKING SYSTEM HAVING REAL-TIME CHECK FUNCTION OF AUTHENTICATION AND CHARGING STATUS OF INDOOR AUTONOMOUS DRIVING ROBOT

본 발명의 실시예는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an intelligent autonomous docking system having a function of authenticating an indoor autonomous driving robot and checking the state of charge in real time.

최근에는 산업체에서 이용되는 산업용 로봇뿐만 아니라 일반 가정이나 사무실, 관공서 등 건물 내에서 가사일이나 사무 보조로서 로봇이 실용화되고 있다. Recently, as well as industrial robots used in industries, robots are being put to practical use as housework or office assistants in buildings such as general homes, offices, and government offices.

이에 해당하는 대표적인 예로서 청소 로봇, 안내 로봇, 방범 로봇 등의 실내 자율 주행 로봇을 들 수 있다. 기본적으로 주어진 실내 공간 내에서 이동을 하면서 로봇 자신의 고유한 기능을 수행하는 로봇들을 이동 로봇으로 명명할 수 있다.A representative example corresponding to this may be an indoor autonomous driving robot such as a cleaning robot, a guide robot, and a crime prevention robot. Basically, robots that perform their own functions while moving within a given indoor space can be called mobile robots.

이러한 실내 자율 주행 로봇은 내장된 배터리에서 공급되는 전기 에너지로 동작된다. 해당 로봇은 충전 스테이션에서 공급되는 전기 에너지로 배터리의 충전을 해야 한다. 종래 기술에 따른 실내 자율 주행 로봇은 충전 스테이션의 위치를 여러 방식에 의해 인식하고, 도킹함으로써 충전이 진행된다.These indoor autonomous driving robots are operated by electric energy supplied from a built-in battery. The robot needs to charge the battery with electrical energy supplied from the charging station. The indoor autonomous driving robot according to the prior art recognizes the location of the charging station in various ways, and charging proceeds by docking it.

현재 많은 종류의 실내 자율 주행 로봇이 존재하고 있으나, 무수하게 많은 시점에서 어떠한 로봇이 로봇 충전 스테이션에 진입하고 충전을 수행하는지 인지하지 못한 채 충전을 진행한다. 이러한 방식은 여러 로봇이 운영되는 환경에서 인가 받지 않은 로봇이 충전을 수행하는 등 문제를 야기할 수 있으며, 과 충전과 미 충전의 상태에 대한 정보를 얻을 방법이 없다.Currently, many types of indoor autonomous driving robots exist, but at innumerable points of time, charging proceeds without recognizing which robot enters the robot charging station and performs charging. This method may cause problems, such as charging an unauthorized robot in an environment in which multiple robots are operated, and there is no way to obtain information about the status of overcharge and non-charge.

공개특허공보 제10-2016-0048347호(공개일자: 2016년05월04일)Laid-open Patent Publication No. 10-2016-0048347 (published date: May 04, 2016) 등록특허공보 제10-2366328호(등록일자: 2022년02월17일)Registered Patent Publication No. 10-2366328 (Registration Date: February 17, 2022) 등록특허공보 제10-0843806호(등록일자: 2008년06월27일)Registered Patent Publication No. 10-0843806 (Registration Date: June 27, 2008)

본 발명의 실시예는, 실내 자율 주행 로봇과 충전 스테이션 간의 접속 과정에서 인증, 도킹 여부, 및 충전 상태 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an intelligent autonomous docking system having functions of authentication, docking, and charging status checking in a connection process between an indoor autonomous robot and a charging station.

본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템은, 임무 또는 운행 완료 시 로봇 충전 스테이션으로부터 주기적으로 수신되는 블루투스 신호에 대한 응답으로 도킹을 요청하여 로봇 충전 스테이션의 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 라이다 센서를 이용한 로봇 충전 스테이션의 특정 구조 인지를 통해 도킹위치로 이동하며, 도킹위치에서 라이다 센서와 적외선 센서 중 적어도 하나를 통해 도킹동작을 수행하는 실내 자율 주행 로봇; 및 외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 접속인증정보를 수신하여 접속인증절차를 수행하고, 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 도킹된 상기 실내 자율 주행 로봇으로 전력을 공급하며, 데이터 교환을 통해 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전상태를 관리하는 로봇 충전 스테이션을 포함한다.The intelligent autonomous docking system having a function of real-time verification of authentication and charging status of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention requests docking in response to a Bluetooth signal periodically received from a robot charging station upon completion of a mission or operation. When the connection authentication of the robot charging station is completed, data exchange is performed through pairing, moves to the docking position by recognizing the specific structure of the robot charging station using the lidar sensor, and at least one of the lidar sensor and the infrared sensor is detected at the docking position. An indoor autonomous driving robot that performs a docking operation through; and periodically transmitting a Bluetooth signal to the outside, receiving access authentication information from the indoor autonomous driving robot to perform a connection authentication procedure, performing data exchange through pairing upon completion of connection authentication, and docking the indoor autonomous driving robot and a robot charging station for supplying power to and managing the charging state of the indoor autonomous driving robot through data exchange.

또한, 상기 로봇 충전 스테이션과 연결되어 상기 로봇 충전 스테이션으로부터 상기 실내 자율 주행 로봇의 접속인증정보와, 상기 실내 자율 주행 로봇과 상기 로봇 충전 스테이션 간의 접속상태, 도킹상태, 충전상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나의 정보를 수집하여 모니터링하기 위한 관제 서버를 더 포함할 수 있다.In addition, it is connected to the robot charging station and includes access authentication information of the indoor autonomous driving robot from the robot charging station, a connection state between the indoor autonomous driving robot and the robot charging station, a docking state, a charging state, and an abnormal charging termination state. It may further include a control server for monitoring by collecting at least one piece of information.

또한, 상기 실내 자율 주행 로봇은, 미리 설정된 서비스 활동 시간이 종료되거나, 배터리 모듈로부터 수신되는 잔량데이터의 수치 값이 미리 저장된 기준잔량데이터의 수치 값 미만인 경우 블루투스 기능을 활성화하는 블루투스 활성화 제어 모듈; 상기 블루투스 활성화 제어 모듈에 의해 활성화되어 상기 로봇 충전 스테이션으로부터 수신되는 블루투스 신호를 수신하고, 수신된 블루투스 신호에 대한 응답으로 접속인증정보를 포함하는 도킹 요청 신호를 송출하여 상기 로봇 충전 스테이션과의 페어링 절차를 진행하고, 페어링 완료 시 상기 로봇 충전 스테이션과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행하는 로봇 블루투스 모듈; 상기 로봇 충전 스테이션과의 접속인증완료 시 라이다 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 로봇 충전 스테이션이 설치된 도킹위치로 이동하고, 상기 로봇 충전 스테이션의 도킹 포인트에 대한 도킹동작을 수행하는 자율 주행 모듈; 및 상기 도킹포인트에 설치된 전원공급단자를 통해 상기 배터리 모듈을 충전하고, 상기 배터리 모듈로부터 충전상태데이터를 수집하여 상기 로봇 블루투스 모듈을 통해 상기 로봇 충전 스테이션으로 전달하는 로봇 충전 관리 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the indoor autonomous driving robot may include: a Bluetooth activation control module for activating a Bluetooth function when a preset service activity time is over or a numerical value of residual data received from the battery module is less than a numerical value of pre-stored reference residual data; Pairing procedure with the robot charging station by receiving a Bluetooth signal activated by the Bluetooth activation control module and received from the robot charging station, and transmitting a docking request signal including access authentication information in response to the received Bluetooth signal and a robot Bluetooth module that performs data exchange through encrypted communication with the robot charging station upon completion of pairing; Autonomous driving that moves to a docking position where the robot charging station is installed using at least one of a lidar sensor and an infrared sensor when connection authentication with the robot charging station is completed, and performs a docking operation on the docking point of the robot charging station module; and a robot charging management module that charges the battery module through a power supply terminal installed in the docking point, collects charge state data from the battery module, and delivers it to the robot charging station through the robot Bluetooth module. .

또한, 상기 자율 주행 모듈은, 상기 로봇 충전 스테이션과의 접속인증완료 시 도킹주행모드로 동작하여 라이다 센서를 통해 상기 로봇 충전 스테이션이 갖는 특정 구조를 인지하며 자율주행하고, 상기 로봇 충전 스테이션의 도킹위치로 이동완료 시 라이다 센서를 통해 상기 도킹포인트를 향한 각도와 자세를 설정한 후 설정된 각도와 자세를 유지한 상태로 도킹을 시도하되, 도킹 실패에 의한 도킹 재시도 시 초기 도킹위치로 이동한 후 상기 자율 주행 모듈의 적외선 센서와 상기 로봇 충전 스테이션의 적외선 센서를 추가로 이용하여 상기 도킹포인트로의 진입 각도와 자세를 보정해가며 상기 도킹포인트로 진입할 수 있다.In addition, the autonomous driving module operates in a docking driving mode upon completion of connection authentication with the robot charging station, recognizes a specific structure of the robot charging station through a lidar sensor, and autonomously drives, and the robot charging station is docked After setting the angle and attitude toward the docking point through the lidar sensor when moving to the position is completed, try docking while maintaining the set angle and attitude, but when retrying docking due to docking failure, move to the initial docking position Afterwards, an infrared sensor of the autonomous driving module and an infrared sensor of the robot charging station may be additionally used to enter the docking point while correcting the angle and posture of entering the docking point.

또한, 상기 로봇 충전 스테이션은, 외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 접속인증정보를 포함하는 도킹 요청 신호를 수신하고, 상기 접속인증정보에 기초한 접속인증절차를 수행하고, 접속인증완료 시 상기 실내 자율 주행 로봇과 페어링되어 상기 실내 자율 주행 로봇과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행하는 스테이션 블루투스 모듈; 상기 실내 자율 주행 로봇과의 데이터 교환을 통해 적외선 센서를 활성화하여 상기 실내 자율 주행 로봇의 도킹 동작을 보조하며, 상기 도킹포인트에 설치된 포토 센서를 이용하여 도킹 여부를 확인하는 스테이션 도킹 가이드 모듈; 상기 스테이션 도킹 가이드 모듈을 통한 도킹완료확인 시 충전회로를 연결하여 도킹된 상기 실내 자율 주행 로봇으로 전원이 공급되도록 제어하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 충전상태데이터를 수신하여 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 생성하는 스테이션 충전 관리 모듈; 및 상기 실내 자율 주행 로봇과 도킹되고, 상기 스테이션 충전 관리 모듈의 제어신호에 따라 상기 충전회로가 제어되어 전원을 공급 및 차단하는 전원 공급 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the robot charging station periodically transmits a Bluetooth signal to the outside, receives a docking request signal including access authentication information from the indoor autonomous driving robot, and performs a connection authentication procedure based on the access authentication information, a station Bluetooth module that is paired with the indoor autonomous driving robot when connection authentication is completed and performs data exchange through encrypted communication with the indoor autonomous driving robot; a station docking guide module that activates an infrared sensor through data exchange with the indoor autonomous driving robot to assist a docking operation of the indoor autonomous driving robot, and checks whether docking is performed using a photo sensor installed in the docking point; When docking completion is confirmed through the station docking guide module, a charging circuit is connected to control power to be supplied to the docked indoor autonomous driving robot, and charging state data is received from the indoor autonomous driving robot to charge the indoor autonomous driving robot. a station charging management module for generating charging information including at least one of a state and an abnormal charging end state; and a power supply module docked with the indoor autonomous driving robot and controlling the charging circuit according to a control signal of the station charging management module to supply and cut off power.

또한, 상기 실내 자율 주행 로봇은, 상기 블루투스 활성화 제어 모듈에 의해 활성화되면, 상기 로봇 블루투스 모듈을 통해 상기 도킹 및 충전 요청 신호를 송출하기 이전에, 상기 잔량데이터와 상기 접속인증정보를 각각 수집하여 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 상기 관제 서버로 전송하는 로봇 무선 인터넷 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 관제 서버는, 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로부터 상기 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 수신하되, 다수의 실내 자율 주행 로봇에 대한 도킹 및 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 수신된 각각의 상기 잔량데이터를 기반으로 상기 실내 자율 주행 로봇에 대한 도킹 및 충전 순서를 나타내는 시퀀스 코드를 상기 실내 자율 주행 로봇 별로 할당하고, 할당된 상기 시퀀스 코드를 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 각각 회신하고, 상기 로봇 블루투스 모듈은, 상기 시퀀스 코드를 수신한 후, 수신된 상기 시퀀스 코드를 상기 도킹 및 충전 요청 신호에 포함시켜 상기 로봇 충전 스테이션으로 송출하고, 상기 로봇 충전 스테이션은, 상기 시퀀스 코드에 따른 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전 순서를 결정하고, 결정된 충전 순서에 따라 상기 실내 자율 주행 로봇이 충전되도록 상기 실내 자율 주행 로봇과 접속인증절차를 진행할 수 있다.In addition, when the indoor autonomous driving robot is activated by the Bluetooth activation control module, before transmitting the docking and charging request signal through the robot Bluetooth module, the remaining amount data and the connection authentication information are collected and docked, respectively. and a robot wireless Internet communication module for transmitting a charging sequence request signal to the control server, wherein the control server receives the docking and charging sequence request signal from the robot wireless Internet communication module, When receiving a docking and charging request signal for a robot, a sequence code indicating a docking and charging sequence for the indoor autonomous driving robot is allocated to each indoor autonomous driving robot based on the received residual data, and the assigned Each of the sequence codes are returned to the robot wireless Internet communication module, and the robot Bluetooth module, after receiving the sequence code, includes the received sequence code in the docking and charging request signal and transmits it to the robot charging station. and the robot charging station may determine a charging order of the indoor autonomous driving robot according to the sequence code, and perform a connection authentication procedure with the indoor autonomous driving robot so that the indoor autonomous driving robot is charged according to the determined charging order. have.

또한, 상기 실내 자율 주행 로봇은, 기 설정된 상기 로봇 충전 스테이션의 위치좌표인 기준위치정보와 상기 자율 주행 모듈의 주행정보에 따라 ROS(Robot Operation System)을 기반으로 상기 자율 주행 모듈의 실내위치정보를 생성하여 상기 관제 서버로 전송되도록 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 전달하는 로봇실내위치정보 생성 모듈을 더 포함하고, 상기 관제 서버는, 상기 실내 자율 주행 로봇의 배터리잔량이 동일범주 내에 있는 것으로 판단되면, 상기 실내위치정보를 이용하여 상기 로봇 충전 스테이션과 거리가 먼 순으로 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전우선순위를 결정하여 상기 실내 자율 주행 로봇 별로 상기 시퀀스 코드를 할당하고, 할당된 상기 시퀀스 코드를 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 각각 회신할 수 있다.In addition, the indoor autonomous driving robot receives the indoor position information of the autonomous driving module based on ROS (Robot Operation System) according to the preset reference position information, which is the position coordinate of the robot charging station, and the driving information of the autonomous driving module. and a robot indoor location information generating module that generates and transmits the robot indoor location information to the robot wireless Internet communication module so as to be transmitted to the control server, wherein the control server determines that the remaining battery level of the indoor autonomous driving robot is within the same category, By using the indoor location information, the charging priority of the indoor autonomous driving robot is determined in the order of distance from the robot charging station, and the sequence code is assigned to each indoor autonomous driving robot, and the assigned sequence code is applied to the robot. Each can reply to the wireless Internet communication module.

본 발명에 따르면, 실내 자율 주행 로봇과 충전 스테이션 간의 접속 과정에서 인증, 도킹 여부, 및 충전 상태 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an intelligent autonomous docking system having functions of authentication, docking, and charging status check functions in a connection process between an indoor autonomous robot and a charging station.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 충전 스테이션의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템의 동작 순서를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실내 자율 주행 로봇의 충전 우선 순위를 결정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 보안 기능을 갖는 지능형 자율 충전 시스템의 보안 인증 향상을 위한 PIN 변경 기술을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of an intelligent autonomous docking system having a function of authenticating and checking a charging state in real time of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a robot charging station according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation sequence of an intelligent autonomous docking system having a function of authenticating an indoor autonomous driving robot and checking a charging state in real time according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating a method of determining a charging priority of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams illustrating a PIN change technology for improving security authentication of an intelligent autonomous charging system having an authentication and security function of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 충전 스테이션의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a view showing the overall configuration of an intelligent autonomous docking system having a function of real-time verification of authentication and charging state of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram showing the configuration of a robot charging station according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템(1000)은 실내 자율 주행 로봇(100), 로봇 충전 스테이션(200) 및 관제 서버(300) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다Referring to FIG. 1 , the intelligent autonomous docking system 1000 having a function of authenticating the indoor autonomous driving robot and checking the charging state in real time is at least one of the indoor autonomous driving robot 100 , the robot charging station 200 and the control server 300 . can contain one

상기 실내 자율 주행 로봇(100)은, 임무 또는 운행 완료 시 로봇 충전 스테이션으로부터 주기적으로 수신되는 블루투스 신호에 대한 응답으로 도킹 요청 신호를 송출하여 도킹을 요청하고, 로봇 충전 스테이션(200)의 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 라이다 센서(32)를 이용한 로봇 충전 스테이션의 특정 구조 인지를 통해 도킹위치로 이동하며, 해당 도킹위치에서 라이다 센서(31)와 적외선 센서(31) 중 적어도 하나를 이용하여 도킹동작을 수행할 수 있다.The indoor autonomous driving robot 100 transmits a docking request signal in response to a Bluetooth signal periodically received from the robot charging station upon completion of a task or operation to request docking, and completes connection authentication of the robot charging station 200 . Data exchange is performed through pairing, and it moves to the docking position through recognition of the specific structure of the robot charging station using the lidar sensor 32, and among the lidar sensor 31 and the infrared sensor 31 at the docking position. The docking operation may be performed using at least one.

이를 위해 실내 자율 주행 로봇(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 블루투스 활성화 제어 모듈(110), 로봇 블루투스 모듈(120), 자율 주행 모듈(130), 로봇 충전 관리 모듈(140), 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150) 및 로봇실내위치정보 생성 모듈(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.To this end, as shown in FIG. 2 , the indoor autonomous driving robot 100 includes a Bluetooth activation control module 110 , a robot Bluetooth module 120 , an autonomous driving module 130 , a robot charging management module 140 , and a robot wireless It may include at least one of the Internet communication module 150 and the robot indoor location information generation module 160 .

상기 블루투스 활성화 제어 모듈(110)은, 미리 설정된 서비스 활동 시간이 종료되거나, 배터리 모듈(10)로부터 수신되는 잔량데이터의 수치 값이 미리 저장된 기준잔량데이터의 수치 값 미만인 경우 블루투스 기능을 활성화할 수 있다. 본 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇(100)은 자신에게 주어진 임무를 모두 완료하거나, 미리 정해진 서비스 활동 시간이 종료되면, 로봇 충전 스테이션(200)으로 복귀하여 임무 수행을 위해 방전된 배터리 모듈(10)을 충전하기 위해 우선적으로 로봇 블루투스 모듈(120)이 활성화되도록 한다. 이러한 실내 자율 주행 로봇(100)이 로봇 충전 스테이션(200)으로 복귀하는 또 다른 이유로는 충전뿐만 아니라 서비스 활동 시간이 종료되면 임무 활동 중 수집 및 입력된 각종 데이터나 정보를 보고하기 위한 이유와 기기 자체를 정 위치에 보관하여 필요 시 정비나 유지관리 활동을 위한 이유도 있다. The Bluetooth activation control module 110 may activate the Bluetooth function when the preset service activity time is over or when the numerical value of the residual data received from the battery module 10 is less than the numerical value of the pre-stored reference residual data. . When the indoor autonomous driving robot 100 according to the present embodiment completes all tasks given to it or the predetermined service activity time ends, it returns to the robot charging station 200 and the battery module 10 discharged to perform the task ) to first activate the robot Bluetooth module 120 to charge. Another reason for the indoor autonomous driving robot 100 to return to the robot charging station 200 is not only charging, but also the reason for reporting various data or information collected and input during the mission activity when the service activity time is over, and the device itself There is also a reason for keeping in place for maintenance or maintenance activities when necessary.

한편, 실내 자율 주행 로봇(100)의 임무 수행 중에 블루투스 활성화 제어 모듈(110)은, 배터리 모듈(10)로부터 잔량데이터를 수신하고, 수신된 잔량데이터와 미리 저장된 기준잔량데이터 간의 수치 값을 비교하여 잔량데이터의 수치 값이 기준잔량데이터의 수치 값 미만인 경우 블루투스 기능을 활성화할 수 있다. 본 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇(100)은 데이터나 정보 보안을 위해 실내에서 로봇 충전 스테이션(200)과 항시 연결(페어링 또는 본딩)되어 있는 상태가 아니라, 충전이 필요한 경우 도킹 허용 상태 또는 충전 허용 상태에서 연결되어 로봇 충전 스테이션(200)과의 데이터 교환을 수행하도록 설계됨에 따라, 주어진 임무를 수행하는 중에 로봇 충전 스테이션(200)과의 도킹 또는 충전 허용이 이루어지지 않은 상태에서 로봇 충전 스테이션(200)과 페어링 또는 본딩되지 않는다. 이에 따라, 블루투스 활성화 제어 모듈(110)은 실내 자율 주행 로봇(100)에 구성된 배터리 모듈(10)로부터 주기적으로 잔량데이터를 수신한 후, 수신된 잔량데이터와 기준잔량데이터 간의 비교를 통해 충전이 필요한 상태인지 여부를 판단하며, 충전이 필요한 경우 로봇 블루투스 모듈(120)의 블루투스 기능이 활성화되도록 제어하여 후속으로 실내 자율 주행 로봇(100)과 로봇 충전 스테이션(200) 간의 도킹 및 충전 동작이 이루어지도록 한다.On the other hand, while performing the task of the indoor autonomous driving robot 100, the Bluetooth activation control module 110 receives the remaining amount data from the battery module 10, and compares the numerical values between the received remaining amount data and the pre-stored reference remaining amount data. When the numerical value of the residual data is less than the numerical value of the reference residual data, the Bluetooth function can be activated. The indoor autonomous driving robot 100 according to this embodiment is not always connected (pairing or bonding) with the robot charging station 200 indoors for data or information security, but in a docking permission state or charging when charging is required. As it is connected in an allowable state and designed to exchange data with the robot charging station 200, the robot charging station ( 200) and is not paired or bonded. Accordingly, the Bluetooth activation control module 110 periodically receives the remaining amount data from the battery module 10 configured in the indoor autonomous driving robot 100, and then compares the received remaining amount data with the reference remaining amount data. It is determined whether the state is in the state, and when charging is required, the Bluetooth function of the robot Bluetooth module 120 is controlled to be activated so that docking and charging operations between the indoor autonomous driving robot 100 and the robot charging station 200 are subsequently performed. .

상기 로봇 블루투스 모듈(120)은, 블루투스 활성화 제어 모듈(110)에 의해 활성화되어 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 수신되는 블루투스 신호를 수신하고, 수신된 블루투스 신호에 대한 응답으로 접속인증정보(예를 들어, 맥 어드레스 등 로봇고유식별정보를 포함)를 포함하는 도킹 요청 신호를 송출하여 로봇 충전 스테이션(200)과의 페어링 절차를 진행하고, 페어링 완료 시 로봇 충전 스테이션(200)과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행할 수 있다.The robot Bluetooth module 120 is activated by the Bluetooth activation control module 110 to receive a Bluetooth signal received from the robot charging station 200, and access authentication information (eg, in response to the received Bluetooth signal) , and a docking request signal including unique robot identification information such as MAC address) is transmitted to perform the pairing procedure with the robot charging station 200, and when pairing is completed, data through encrypted communication with the robot charging station 200 exchange can be performed.

상술한 바와 같이, 로봇 충전 스테이션(200)은 일정 주기로 블루투스 신호를 전송하게 되는데, 여기서 블루투스 신호는 로봇 충전 스테이션(200)의 advertising 동작을 수행하기 위한 신호이다. 좀 더 구체적으로, 본 실시예는 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 기술을 적용하며, 실내 자율 주행 로봇(100)은 Observer로서 역할을 수행하며, 로봇 충전 스테이션(200)은 Advertiser(또는 Broadcaster)로서 역할을 수행할 수 있다. 여기서, Advertiser는 Non-Connectable Advertising Packet을 주기적으로 보내는 디바이스를 의미하고, Observer는 Advertiser가 Advertise를 Non-Connectable Advertising Packet을 듣기 위해 주기적으로 Scanning하는 디바이스를 의미한다. 이러한 방식은 하나의 로봇 충전 스테이션(200)인 다수의 실내 자율 주행 로봇(100)과 연결되는 환경에서 적용하기에 적절하다.As described above, the robot charging station 200 transmits a Bluetooth signal at a predetermined period, where the Bluetooth signal is a signal for performing an advertising operation of the robot charging station 200 . More specifically, this embodiment applies Bluetooth Low Energy (BLE) technology, the indoor autonomous driving robot 100 serves as an observer, and the robot charging station 200 serves as an Advertiser (or Broadcaster). can play a role. Here, the Advertiser means a device that periodically sends the Non-Connectable Advertising Packet, and the Observer means a device that the Advertiser periodically scans to listen to the Non-Connectable Advertising Packet. This method is suitable for application in an environment in which a plurality of indoor autonomous driving robots 100 that are one robot charging station 200 are connected.

이와 같이, 로봇 충전 스테이션(200)은 주기적으로 자신의 존재를 알리는 블루투스 신호를 로봇 블루투스 모듈(120)이 수신(또는 스캔)하도록 일정 주기마다 송출하며, 로봇 블루투스 모듈(120)은 블루투스 기능 활성화 모드 시 해당 블루투스 신호를 수신하여 그에 대한 응답으로 도킹 및 충전 요청 신호를 송출하여 로봇 충전 스테이션(200)이 해당 신호를 수신할 수 있도록 한다. 여기서, 도킹 및 충전 요청 신호에는 실내 자율 주행 로봇(100)과 로봇 충전 스테이션(200) 간의 페어링을 위한 접속인증정보가 포함되어 있는데, 이러한 접속인증정보에는 페어링 과정에 필요한 각 디바이스의 주소, 이름, 프로파일과 인증과정을 위한 PIN코드(4자리 숫자부터 16자 알파벳 문자 등으로 설정 가능)가 포함될 수 있다. 이러한 접속인증정보는 최초 페어링 시 상호 교환하여 각 디바이스에 저장될 수 있으며, 그 다음 연결 시 페어링을 위해 사용될 수 있다.In this way, the robot charging station 200 periodically transmits a Bluetooth signal notifying the presence of the robot Bluetooth module 120 at regular intervals to receive (or scan) it, and the robot Bluetooth module 120 is in the Bluetooth function activation mode. Upon receiving the corresponding Bluetooth signal, it transmits a docking and charging request signal in response thereto so that the robot charging station 200 can receive the corresponding signal. Here, the docking and charging request signal includes access authentication information for pairing between the indoor autonomous driving robot 100 and the robot charging station 200, and the access authentication information includes the address, name, A PIN code for the profile and authentication process (can be set from 4 to 16 alphabetic characters, etc.) may be included. Such access authentication information may be exchanged and stored in each device during initial pairing, and may be used for pairing during subsequent connection.

상기 자율 주행 모듈(130)은, 로봇 충전 스테이션과의 접속인증완료 시 라이다 센서(31) 및 적외선 센서(32) 중 적어도 하나를 이용하여 로봇 충전 스테이션(200)이 설치된 도킹위치로 이동하고, 로봇 충전 스테이션(200)의 도킹 포인트에 대한 도킹동작을 수행할 수 있다.The autonomous driving module 130 moves to a docking position where the robot charging station 200 is installed using at least one of the lidar sensor 31 and the infrared sensor 32 when the connection authentication with the robot charging station is completed, A docking operation may be performed on the docking point of the robot charging station 200 .

좀 더 구체적으로 자율 주행 모듈(130)은, 로봇 충전 스테이션(200)과의 접속인증완료 시 도킹주행모드로 동작하여 라이다 센서(31)를 통해 로봇 충전 스테이션(200)이 갖는 특정 구조를 인지해가며 자율 주행을 통해 도킹위치로 이동할 수 있다. 자율 주행 모듈(130)은 미리 저장된 실내 지도 정보를 기반으로 실내 경로를 따라 이동하며 주행할 수 있으며, 로봇 충전 스테이션(200) 자체가 갖는 구조적 특징과 로봇 충전 스테이션(200)의 도킹포인트(도킹 스테이션)가 갖는 구조적 특징을 라이다 센서(31)가 인지해가며 해당 도킹포인트(도킹 스테이션)를 찾을 수 있다. 물론, 도시되지 않았으나 카메라, 초음파 센서 등을 이용해 장애물 등을 인지해가며 자율 주행 동작을 진행할 수 있다.More specifically, the autonomous driving module 130 recognizes a specific structure of the robot charging station 200 through the lidar sensor 31 by operating in the docking driving mode when the connection authentication with the robot charging station 200 is completed. It can move to a docking position through autonomous driving. The autonomous driving module 130 can travel while moving along an indoor route based on pre-stored indoor map information, and the structural characteristics of the robot charging station 200 itself and the docking point (docking station) of the robot charging station 200 . ), the lidar sensor 31 may find the corresponding docking point (docking station) while recognizing the structural features. Of course, although not shown, an autonomous driving operation may be performed while recognizing obstacles using a camera, an ultrasonic sensor, or the like.

상기 자율 주행 모듈(130)은, 로봇 충전 스테이션(200)의 도킹위치로 이동완료 시 라이다 센서(31)를 통해 도킹포인트(도킹 스테이션)를 향한 각도와 자세를 설정한 후 설정된 각도와 자세를 유지한 상태로 도킹을 시도할 수 있다. 즉, 자율 주행 모듈(130)은, 라이다 센서(31)를 통해 도킹포인트(도킹 스테이션)의 정확한 위치와 중심을 찾고, 해당 중심에서 직교하기 위한 위치로 각도, 방향 및 자세로 변환하여 도킹을 위해 이를 유지 및 수정해가며 도킹을 시도할 수 있으며, 해당 도킹포인트(도킹 스테이션)에 구비된 포토 센서(241)를 통해 접지상태를 통해 도킹이 완료되었는지를 확인할 수 있다. 여기서, 포토 센서(241)는 로봇 충전 스테이션(200)에 설치되며, 페어링 시 데이터 교환을 통해 도킹 여부를 수신함으로써 실내 자율 주행 로봇(130)과 로봇 충전 스테이션(200) 간의 도킹 사실을 인지할 수 있다. The autonomous driving module 130 sets the angle and attitude toward the docking point (docking station) through the lidar sensor 31 upon completion of movement to the docking position of the robot charging station 200, and then sets the set angle and attitude. You can try docking while holding it. That is, the autonomous driving module 130 finds the exact position and center of the docking point (docking station) through the lidar sensor 31, and converts it into an angle, direction, and posture to be orthogonal from the center to docking. For this purpose, the docking may be attempted while maintaining and correcting this, and it may be confirmed whether the docking is completed through the grounding state through the photo sensor 241 provided at the corresponding docking point (docking station). Here, the photosensor 241 is installed in the robot charging station 200, and by receiving whether it is docked through data exchange during pairing, the fact of docking between the indoor autonomous driving robot 130 and the robot charging station 200 can be recognized. have.

이때, 도킹 여부 수신을 통한 도킹 실패를 인지할 경우 도킹을 재시도할 수 있으며, 이러한 경우 자율 주행 모듈(130)은 실내 자율 주행 로봇(100)을 초기 도킹위치(최초 도킹을 시도한 위치)로 이동한 후 라이다 센서(31)와 더불어 실내 자율 주행 로봇(100)의 적외선 센서(수신부)(32)과 로봇 충전 스테이션(200)의 적외선 센서(송신부)(242)를 추가로 이용하여 도킹포인트(도킹 스테이션)과 직교가 되도록 진입 각도와 자세를 보정해가며 도킹포인트(도킹 스테이션)로 진입할 수 있다. 이와 같이, 도킹 재시도 시 적외선 신호의 송출영역을 제한하기 위한 실내 자율 주행 로봇(100)의 송신부(32)와, 적외선 신호수신범위를 조절하기 위한 로봇 충전 스테이션(200)의 수신부(242)를 각각 이용하여 실내 자율 주행 로봇(100)의 회전방향, 회전속도를 조절함에 따라 실내 자율 주행 로봇(100)을 최초 도킹위치에서 도킹포인트(도킹 스테이션)로 인도할 수 있다.At this time, if docking failure is recognized through receiving whether or not docking is received, docking may be re-attempted. In this case, the autonomous driving module 130 moves the indoor autonomous driving robot 100 to the initial docking position (the position where the first docking was attempted). Then, in addition to the lidar sensor 31, the infrared sensor (receiver) 32 of the indoor autonomous driving robot 100 and the infrared sensor (transmitter) 242 of the robot charging station 200 are additionally used as a docking point ( You can enter the docking point (docking station) while correcting the angle of entry and posture to be orthogonal to the docking station. In this way, the transmitting unit 32 of the indoor autonomous driving robot 100 for limiting the transmission area of the infrared signal when retrying the docking and the receiving unit 242 of the robot charging station 200 for adjusting the infrared signal receiving range are provided. The indoor autonomous driving robot 100 can be guided from the initial docking position to the docking point (docking station) by adjusting the rotation direction and rotation speed of the indoor autonomous driving robot 100 using each.

상기 로봇 충전 관리 모듈(140)은, 도킹포인트(도킹 스테이션)에 설치된 전원공급단자를 통해 배터리 모듈(10)을 충전하고, 배터리 모듈(10)로부터 충전상태데이터를 수집하여 로봇 블루투스 모듈(120)을 통해 로봇 충전 스테이션(20)으로 전달할 수 있다. 실내 자율 주행 로봇(100)의 도킹 이후 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 전원을 공급받아 충전이 이루어지게 되면, 로봇 충전 관리 모듈(140)은 배터리 모듈(10)로부터 주기적으로 배터리 모듈(10)의 충전상태를 체크하게 되며, 배터리 모듈(10)이 완충되거나 미리 설정된 시간 또는 충전 용량에 도달하게 되면 해당 충전상태데이터를 기반으로 충전완료를 판단할 수 있다. 이뿐만 아니라, 로봇 충전 관리 모듈(140)의 충전 중에 계획에 없는 도킹해제(외력에 의한 강제도킹해제)가 발생하여 비정상적으로 충전이 종료된 경우, 이에 대한 데이터를 로봇 블루투스 모듈(120)을 통해 로봇 충전 스테이션(200)으로 전송할 수 있다. The robot charge management module 140 charges the battery module 10 through a power supply terminal installed in a docking point (docking station), collects charge state data from the battery module 10, and the robot Bluetooth module 120 It can be delivered to the robot charging station 20 through. When the indoor autonomous driving robot 100 is docked and charging is performed by receiving power from the robot charging station 200 , the robot charging management module 140 periodically charges the battery module 10 from the battery module 10 . The state is checked, and when the battery module 10 is fully charged or reaches a preset time or charging capacity, it is possible to determine the completion of charging based on the corresponding charging state data. In addition, when unplanned undocking (forced undocking by external force) occurs during charging of the robot charging management module 140 and charging is abnormally terminated, data on this is transmitted through the robot Bluetooth module 120 It can be transmitted to the robot charging station 200 .

한편, 로봇 충전 관리 모듈(140)은 배터리 모듈(10)로부터 주기적으로 배터리 모듈(10)의 충전상태를 체크하게 되며, 배터리 모듈(10)이 완충되거나 미리 설정된 시간 또는 충전 용량에 도달한 경우 해당 충전상태데이터를 기반으로 충전완료를 판단하여 접속해제신호를 생성하여 로봇 블루투스 모듈(120)을 통해 로봇 충전 스테이션(200)로 전송할 수 있다. 또한, 실내 자율 주행 로봇(100)에 새로운 긴급 임무 수행이 입력되는 경우 정상적인 충전완료상태와 동일하게 취급하여 접속해제신호를 생성할 수 있다. 이에, 로봇 충전 스테이션(200)은 전원공급단자를 통한 전원 공급을 중단하기 위한 동작을 수행하며, 블루투스 활성화 제어 모듈(110) 또한 로봇 블루투스 모듈(120)의 블루투스 기능을 비활성화시키고, 실내 자율 주행 로봇(100)이 다시 설정된 임무를 수행하도록 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 분리할 수 있다.On the other hand, the robot charge management module 140 periodically checks the state of charge of the battery module 10 from the battery module 10, and when the battery module 10 is fully charged or reaches a preset time or charging capacity, the corresponding It is possible to determine the charging completion based on the charging state data to generate a connection release signal and transmit it to the robot charging station 200 through the robot Bluetooth module 120 . In addition, when a new emergency task performance is input to the indoor autonomous driving robot 100 , the connection release signal may be generated by treating the same as in the normal charging completion state. Accordingly, the robot charging station 200 performs an operation for stopping power supply through the power supply terminal, the Bluetooth activation control module 110 also deactivates the Bluetooth function of the robot Bluetooth module 120, and the indoor autonomous driving robot 100 can be separated from the robot charging station 200 to perform the set mission again.

상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150) 및 로봇실내위치정보 생성 모듈(160)에 대한 구체적인 설명은 후술하는 실내 자율 주행 로봇의 충전 우선 순위를 결정하는 방법에 대한 설명을 통해 보다 상세히 설명한다.The detailed description of the robot wireless Internet communication module 150 and the robot indoor location information generation module 160 will be described in more detail through the description of a method for determining the charging priority of the indoor autonomous driving robot, which will be described later.

본 실시예에 따른 실내 자율 주행 로봇(100)은, 산업체에서 이용되는 산업용 로봇, 일반 가정이나 사무실, 관공서 등 건물 내에서 가사일이나 사무 보조용 로봇(청소 로봇, 안내 로봇, 방범 로봇), 정형화된 규칙이 없는 공항, 터미널, 쇼핑몰 등의 인간과 접촉하거나 근접한 위치에서 안내 임무를 수행하기 위한 안내용 로봇 등 단순 반복적인 작업뿐만 아니라 인간을 지원하거나 보조하는 작업 등의 실내 자율 주행 로봇을 포함할 수 있으며, 기본적으로 주어진 실내 공간 내에서 이동을 하면서 로봇 자신의 고유한 기능을 수행한다.The indoor autonomous driving robot 100 according to the present embodiment is an industrial robot used in an industry, a robot for housework or office assistance in a building such as a general home, office, or government office (cleaning robot, guide robot, crime prevention robot), It can include indoor autonomous driving robots such as assisting or assisting humans, as well as simple repetitive tasks such as guide robots for performing guidance tasks in locations in contact with or close to humans, such as airports, terminals, shopping malls, etc. where there are no rules. And basically, while moving within a given indoor space, the robot performs its own unique function.

상기 로봇 충전 스테이션(200)은, 외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 접속인증정보를 수신하여 접속인증절차를 수행하고, 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 도킹된 실내 자율 주행 로봇(100)으로 전력을 공급하며, 데이터 교환을 통해 실내 자율 주행 로봇(100)의 충전상태를 관리할 수 있다.The robot charging station 200 periodically transmits a Bluetooth signal to the outside, receives the connection authentication information from the indoor autonomous driving robot 100, performs a connection authentication procedure, and performs data exchange through pairing upon completion of the connection authentication. , supply power to the docked indoor autonomous driving robot 100 , and manage the charging state of the indoor autonomous driving robot 100 through data exchange.

이를 위해 로봇 충전 스테이션(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 스테이션 블루투스 모듈(210), 스테이션 도킹 가이드 모듈(220), 스테이션 충전 관리 모듈(230), 전원 공급 모듈(240) 및 스테이션 인터넷 통신 모듈(250) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.To this end, the robot charging station 200 includes a station Bluetooth module 210, a station docking guide module 220, a station charging management module 230, a power supply module 240, and a station Internet communication as shown in FIG. At least one of the modules 250 may be included.

상기 스테이션 블루투스 모듈(210)은, 외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 접속인증정보를 포함하는 도킹 요청 신호를 수신하고, 해당 접속인증정보에 기초한 접속인증절차를 수행하며, 접속인증완료 시 실내 자율 주행 로봇(100)과 페어링되어 실내 자율 주행 로봇(100)과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행할 수 있다. 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 수신되는 접속인증정보에는 페어링 과정에 필요한 각 디바이스의 주소, 이름, 프로파일과 인증과정을 위한 PIN코드(4자리 숫자부터 16자 알파벳 문자 등으로 설정 가능)가 포함될 수 있으며, 이러한 접속인증정보는 최초 페어링 시 상호 교환하여 각 디바이스에 저장될 수 있으며, 그 다음 연결 시 페어링을 위해 사용될 수 있다. 실내위치좌표정보는, 자율 주행 모듈(130)이 도킹을 위해 로봇 충전 스테이션(200)으로 이동하기 위한 정보로서, 로봇 블루투스 모듈(120)과의 데이터 교환을 통해 실내 자율 주행 로봇(100)으로 전달될 수 있다.The station Bluetooth module 210 periodically transmits a Bluetooth signal to the outside, receives a docking request signal including connection authentication information from the indoor autonomous driving robot 100, and performs a connection authentication procedure based on the connection authentication information. When the connection authentication is completed, it is paired with the indoor autonomous driving robot 100 to perform data exchange through encrypted communication with the indoor autonomous driving robot 100 . The access authentication information received from the indoor autonomous driving robot 100 may include the address, name, and profile of each device required for the pairing process, and a PIN code for the authentication process (can be set from 4 to 16 alphabetic characters, etc.) In addition, such access authentication information may be exchanged and stored in each device during initial pairing, and may be used for pairing during subsequent connection. The indoor location coordinate information is information for the autonomous driving module 130 to move to the robot charging station 200 for docking, and is transmitted to the indoor autonomous driving robot 100 through data exchange with the robot Bluetooth module 120 . can be

한편, 스테이션 블루투스 모듈(210)은 데이터 교환을 통해 실내 자율 주행 로봇(100)으로 실내위치좌표정보를 제공할 수 있는데, 이때, 실내위치좌표정보는 완전한 도킹이 완료되기 이전까지 실내위치좌표정보를 지속적으로 전송할 수 있으며, 생략도 가능하다. On the other hand, the station Bluetooth module 210 may provide indoor location coordinate information to the indoor autonomous driving robot 100 through data exchange. It can be transmitted continuously and can be omitted.

상기 스테이션 도킹 가이드 모듈(220)은, 실내 자율 주행 로봇(100)과의 데이터 교환을 통해 적외선 센서(242)를 활성화하여 실내 자율 주행 로봇(100)의 도킹 동작을 보조하며, 도킹포인트(도킹 스테이션)에 설치된 포토 센서(241)를 이용하여 도킹 여부를 확인할 수 있다. 여기서 적외선 센서(242)는 적외선 신호수신범위를 조절하기 수신부로서 기능을 하며, 이와 대응되는 구성요소로는 상술한 바와 같이 도킹 재시도 시 적외선 신호의 송출영역을 제한하기 위한 실내 자율 주행 로봇(100)의 적외선 센서인 송신부(32)가 있다. 포토 센서(241)는 도킹포인트(도킹 스테이션)에 설치되어 도킹포인트(도킹 스테이션)에서 송수신되는 광 신호가 검출되지 않음으로써 도킹을 인지함으로써 도킹 여부에 대한 신호를 제공할 수 있다.The station docking guide module 220 assists in the docking operation of the indoor autonomous driving robot 100 by activating the infrared sensor 242 through data exchange with the indoor autonomous driving robot 100, and a docking point (docking station). ) by using the photo sensor 241 installed in the docking state can be checked. Here, the infrared sensor 242 functions as a receiver to adjust the infrared signal reception range, and as a component corresponding to this, the indoor autonomous driving robot 100 for limiting the transmission area of the infrared signal when retrying the docking as described above. ), there is a transmitter 32 that is an infrared sensor. The photosensor 241 is installed at the docking point (docking station) and recognizes docking by not detecting an optical signal transmitted/received at the docking point (docking station), thereby providing a signal for whether to dock.

상기 스테이션 충전 관리 모듈(230)은, 스테이션 도킹 가이드 모듈(220)을 통한 도킹완료확인 시 충전회로를 연결하여 도킹된 실내 자율 주행 로봇(100)으로 전원이 공급되도록 제어하고, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 충전상태데이터를 수신하여 실내 자율 주행 로봇(100)의 충전상태, 충전완료상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 생성할 수 있다. 여기서, 충전비정상종료상태는 로봇 충전 관리 모듈(140)의 충전 중에 계획에 없는 도킹해제 즉 외력에 의한 강제도킹해제가 발생된 것으로 간주될 수 있다.The station charging management module 230 connects the charging circuit when docking completion is confirmed through the station docking guide module 220 to control power to be supplied to the docked indoor autonomous driving robot 100, and the indoor autonomous driving robot ( By receiving the charging state data from 100), charging information including at least one of a charging state, a charging completion state, and an abnormal charging end state of the indoor autonomous driving robot 100 may be generated. Here, the charging abnormal termination state may be regarded as unplanned undocking, ie, forced undocking by external force, occurred during charging of the robot charging management module 140 .

한편, 스테이션 충전 관리 모듈(230)은, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 접속해제신호를 수신하면 충전회로를 차단하여 전원공급이 종료되도록 제어할 수 있다. 여기서, 충전회로는 전원공급단자와 전원부 간을 연결하는 스위치 역할을 하며, 실내 자율 주행 로봇(100)의 접속인증완료 시 스테이션 충전 관리 모듈(230)에 의해 전원공급단자와 전원부 간이 연결되도록 제어되며, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 접속해제신호를 수신하게 되면 전원공급단자와 전원부 간이 분리되도록 제어되어 실내 자율 주행 로봇(100)으로 전원공급이 차단되도록 한다.On the other hand, the station charging management module 230 may block the charging circuit when receiving the connection release signal from the indoor autonomous driving robot 100 to control the power supply to be terminated. Here, the charging circuit serves as a switch connecting the power supply terminal and the power supply unit, and is controlled so that the power supply terminal and the power supply unit are connected by the station charging management module 230 when the connection authentication of the indoor autonomous driving robot 100 is completed. , when a connection release signal is received from the indoor autonomous driving robot 100 , the power supply terminal and the power supply unit are controlled to be separated so that the power supply to the indoor autonomous driving robot 100 is cut off.

상기 전원 공급 모듈(240)은, 실내 자율 주행 로봇(100)과 도킹되고, 스테이션 충전 관리 모듈(230)의 제어신호에 따라 충전회로의 온/오프 동작이 제어되어 전원을 공급 및 차단할 수 있다. 여기서, 제어신호는 실내 자율 주행 로봇(100)의 접속인증완료에 따른 충전시작신호와, 실내 자율 주행 로봇(100)의 접속해제신호에 따른 충전종료신호를 포함할 수 있으며, 충전시작신호에 따라 충전회로가 연결되며, 충전종료신호에 따라 충전회로가 분리될 수 있다.The power supply module 240 is docked with the indoor autonomous driving robot 100 , and the on/off operation of the charging circuit is controlled according to the control signal of the station charging management module 230 to supply and cut off power. Here, the control signal may include a charging start signal according to the completion of connection authentication of the indoor autonomous driving robot 100 and a charging end signal according to the connection release signal of the indoor autonomous driving robot 100, and according to the charging start signal The charging circuit is connected, and the charging circuit may be separated according to the charging end signal.

상기 스테이션 인터넷 통신 모듈(250)은, 관제 서버(300)와 연결되어 스테이션 블루투스 모듈(210)로부터 실내 자율 주행 로봇(100)의 접속인증정보 및 접속상태정보를 수집하고, 스테이션 충전 관리 모듈(230)로부터 도킹상태정보 및 충전정보(충전상태, 충전완료상태, 충전비정상종료상태 등)를 수집하여 관제 서버(300)로 각각 전송할 수 있다.The station Internet communication module 250 is connected to the control server 300 to collect connection authentication information and connection status information of the indoor autonomous driving robot 100 from the station Bluetooth module 210, and the station charging management module 230 ) from the docking state information and charging information (charging state, charging completion state, charging abnormal termination state, etc.) can be collected and transmitted to the control server 300, respectively.

이러한 스테이션 인터넷 통신 모듈(250)과 관제 서버(300) 간을 연결하는 인터넷 네트워크의 무선 통신망의 일 예로는, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 5G 등)에 따라 구축된 이동 통신망을 포함할 수 있으나, 특별히 한정하는 것은 아니다. 또한, 유선 통신망의 일 예로는, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크일 수 있으며, 인터넷과 같은 개방형 네트워크인 것이 바람직하다. 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hypertext Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 전세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미한다.As an example of a wireless communication network of the Internet network connecting the station Internet communication module 250 and the control server 300 , technical standards or communication methods for mobile communication (eg, Global System for Mobile communication (GSM)) ), Code Division Multi Access (CDMA), Code Division Multi Access 2000 (CDMA2000), Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only (EV-DO), Wideband CDMA (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) , High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), 5G, etc.) may include, but is not particularly limited to. In addition, an example of the wired communication network may be a closed network such as a local area network (LAN) or a wide area network (WAN), and preferably an open network such as the Internet. The Internet is a TCP/IP protocol and several services existing in its upper layers, namely HTTP (Hypertext Transfer Protocol), Telnet, FTP (File Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP ( It refers to a worldwide open computer network structure that provides Simple Network Management Protocol), NFS (Network File Service), and NIS (Network Information Service).

상기 관제 서버(300)는, 로봇 충전 스테이션(200)과 연결되어 상기 로봇 충전 스테이션으로부터 상기 실내 자율 주행 로봇의 접속인증정보와, 상기 실내 자율 주행 로봇과 상기 로봇 충전 스테이션 간의 접속상태, 도킹상태, 충전상태, 충전완료상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나의 정보를 수집하여 모니터링The control server 300 is connected to the robot charging station 200 and includes access authentication information of the indoor autonomous driving robot from the robot charging station, a connection state between the indoor autonomous driving robot and the robot charging station, a docking state, Collecting and monitoring at least one of the charging status, charging completion status, and abnormal charging termination status

이러한 관제 서버(300)는 로봇 충전 스테이션(200)과 유선 또는 무선 통신을 통해 연결되어 실내 자율 주행 로봇(100)이 수집한 정보나 데이터, 임무와 관련하여 축적된 정보, 그리고 로봇 충전 스테이션(200)과의 접속 진행 상태, 충전 진행 상태, 충전완료상태 등을 모니터링하기 위한 수단으로, 하드웨어적으로 통상적인 웹 서버 또는 클라우드 서버와 동일한 구성을 가지며, 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등과 같은 다양한 형태의 언어를 통해 구현되어 여러 가지 기능을 하는 프로그램 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 일반적인 서버용 하드웨어에 도스(dos), 윈도우(window), 리눅스(linux), 유닉스(unix), 매킨토시(macintosh), 안드로이드(Android), 아이오에서(iOS) 등의 운영 체제에 따라 다양하게 제공되고 있는 웹 서버 프로그램을 이용하여 구현될 수 있다.The control server 300 is connected to the robot charging station 200 through wired or wireless communication, and the information or data collected by the indoor autonomous driving robot 100, information accumulated in relation to the mission, and the robot charging station 200 ), it is a means to monitor the progress of connection with , Visual C, etc. may include program modules that perform various functions implemented through various types of languages. In addition, it is provided in various ways depending on the operating system such as DOS, Windows, Linux, Unix, macintosh, Android, and iOS in general server hardware. It can be implemented using a web server program being developed.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 의 동작 순서를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an operation sequence of , according to an embodiment of the present invention.

우선, 실내 자율 주행 로봇(100)이 자신이 맡은 임무 수행을 완료하거나 미리 설정된 서비스 활동 시간이 종료된 경우 블루투스 기능을 활성화시킬 수 있다(A1). 또한, 실내 자율 주행 로봇(100)이 임무 수행 중에도 자신의 배터리 잔량데이터를 주기적으로 확인하고, 해당 잔량데이터와 미리 설정된 기준잔량데이터 간을 비교하여 잔량치가 기준 잔량치 보다 낮을 경우 충전이 필요함을 인지하여 실내 자율 주행 로봇(100)의 블루투스 기능을 활성화시킬 수도 있다(A1).First, when the indoor autonomous driving robot 100 completes its assigned task or when a preset service activity time period ends, the Bluetooth function may be activated (A1). In addition, the indoor autonomous driving robot 100 periodically checks its battery level data while performing a mission, compares the remaining amount data with the preset reference remaining amount data, and recognizes that charging is required when the remaining amount is lower than the reference remaining amount Thus, the Bluetooth function of the indoor autonomous driving robot 100 may be activated (A1).

이때, 로봇 충전 스테이션(200)은 블루투스 신호를 주기적으로 송출할 수 있다(B1).At this time, the robot charging station 200 may periodically transmit a Bluetooth signal (B1).

다음, 블루투스 기능이 활성화되면 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 블루투스 신호를 수신하고, 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 수신된 블루투스 신호에 대한 응답으로 실내 자율 주행 로봇(100)의 도킹 요청을 위한 신호를 송출할 수 있다(A2).Next, when the Bluetooth function is activated, a Bluetooth signal is received from the robot charging station 200 , and a signal for a request for docking of the indoor autonomous driving robot 100 is transmitted in response to the Bluetooth signal received from the robot charging station 200 . You can (A2).

다음, 로봇 충전 스테이션(200)은 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 도킹 요청 신호를 수신하고(B1), 도킹 요청 신호에 포함된 접속인증신호에 따른 접속인증절차를 수행하며, 접속인증완료 시 해당 접속인증정보를 관제 서버(300)로 전송 또는 업로드 할 수 있다(B2). 이에 따라, 관제 서버(300)는 실내 자율 주행 로봇(100)의 접속인증정보를 수신하고 어떠한 실내 자율 주행 로봇(100)이 어떠한 로봇 충전 스테이션(200)에 도킹할 것인지에 대한 정보를 모니터링 할 수 있다(C1).Next, the robot charging station 200 receives a docking request signal from the robot charging station 200 (B1), performs a connection authentication procedure according to the connection authentication signal included in the docking request signal, and connects when the connection authentication is completed. Authentication information may be transmitted or uploaded to the control server 300 (B2). Accordingly, the control server 300 may receive the connection authentication information of the indoor autonomous driving robot 100 and monitor information on which indoor autonomous driving robot 100 will dock to which robot charging station 200. (C1).

다음, 실내 자율 주행 로봇(100)과 로봇 충전 스테이션(200) 간은 페이링 과정을 통해 연결된 후, 라이다 센서와 카메라 등을 이용하여 도킹 지점까지 자율 주행을 통해 이동할 수 있다. 또한, 이러한 과정에서 데이터 교환을 수행하게 되며(B3), 실내 자율 주행 로봇(100)은 로봇 충전 스테이션(200)으로 이동 후 라이다 센서, 적외선 센서, 포토 센서 등을 이용하여 보다 정밀한 도킹 과정(도킹 재시도 포함)을 수행(A3)할 수 있으며, 도킹상태를 관제 서버(300)로 보고 할 수 있다(B3).Next, after the indoor autonomous driving robot 100 and the robot charging station 200 are connected through a pairing process, they can move through autonomous driving to a docking point using a lidar sensor and a camera. In addition, data exchange is performed in this process (B3), and the indoor autonomous driving robot 100 moves to the robot charging station 200 and uses a lidar sensor, an infrared sensor, a photo sensor, etc. to perform a more precise docking process ( docking retry) may be performed (A3), and the docking state may be reported to the control server 300 (B3).

이후, 로봇 충전 스테이션(200)은 실재 자율 주행 로봇(100)의 도킹 완료 후 충전회로를 연결하여 충전을 시작하고 그에 따른 충전정보를 관제 서버(300)로 전달할 수 있다(B4, C2). 또한, 실내 자율 주행 로봇(100)은 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 전력을 공급받아 충전을 진행하게 되고(A4), 자신의 충전상태, 충전완료상태, 충전비정상종료상태 등을 확인하여 로봇 충전 스테이션(200)으로 전송할 수 있다(A5). Thereafter, the robot charging station 200 may start charging by connecting the charging circuit after the docking of the actual autonomous driving robot 100 is completed, and may transmit charging information accordingly to the control server 300 (B4, C2). In addition, the indoor autonomous driving robot 100 receives power from the robot charging station 200 and proceeds to charge (A4), and checks its own charging state, charging completion state, charging abnormal termination state, etc. It can be transmitted to (200) (A5).

이때, 로봇 충전 스테이션(200)은 자신의 도킹상태와, 실내 자율 주행 로봇(100)로부터 충전정보(충전상태, 충전완료상태, 충전비정상종료상태 등)를 수신하고, 관제 서버(300)로 전송하여 보고할 수 있다(C2).At this time, the robot charging station 200 receives its docking state and charging information (charging state, charging complete state, charging abnormal termination state, etc.) from the indoor autonomous driving robot 100, and transmits it to the control server 300 and can be reported (C2).

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 실내 자율 주행 로봇의 배터리 잔량을 기준으로 충전 우선 순위를 결정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a method of determining a charging priority based on the remaining battery level of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.

상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150)은, 블루투스 활성화 제어 모듈(110)에 의해 활성화되면, 로봇 블루투스 모듈(120)을 통해 도킹 및 충전 요청 신호를 송출하기 이전에, 잔량데이터와 접속인증정보를 각각 수집하고, 수집된 데이터와 정보를 기반으로 한 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 상기 관제 서버로 전송할 수 있다. The robot wireless Internet communication module 150, when activated by the Bluetooth activation control module 110, before transmitting the docking and charging request signal through the robot Bluetooth module 120, each of the remaining amount data and the connection authentication information It is possible to collect and transmit a docking and charging sequence request signal based on the collected data and information to the control server.

이때, 관제 서버(300)는, 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150)을 통해 다수의 실내 자율 주행 로봇(100)과 각각 연결되어 각 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 잔량데이터와 접속인증정보를 포함하는 도킹 및 충전 요청 신호를 수신할 수 있다. At this time, the control server 300 is connected to a plurality of indoor autonomous driving robots 100 through the robot wireless Internet communication module 150, respectively, and includes remaining amount data and connection authentication information from each indoor autonomous driving robot 100. It can receive docking and charging request signals.

또한, 관제 서버(300)는, 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150)로부터 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 수신하되, 다수의 실내 자율 주행 로봇(100)에 대한 도킹 및 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 수신된 각각의 잔량데이터를 기반으로 실내 자율 주행 로봇(100)에 대한 도킹 및 충전 순서를 나타내는 시퀀스 코드를 실내 자율 주행 로봇(100) 별로 할당하고, 할당된 시퀀스 코드를 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150)로 각각 회신할 수 있으며, 이때 접속인증정보에 포함된 실내 자율 주행 로봇(100)의 식별정보를 기반으로 각 로봇에 부여된 시퀀스코드를 전송할 수 있다. In addition, the control server 300 receives the docking and charging sequence request signal from the robot wireless Internet communication module 150, but when receiving docking and charging request signals for a plurality of indoor autonomous driving robots 100, receive A sequence code indicating the docking and charging sequence for the indoor autonomous driving robot 100 is allocated to each indoor autonomous driving robot 100 based on each remaining amount data, and the assigned sequence code is assigned to the robot wireless Internet communication module 150. , and in this case, the sequence code assigned to each robot may be transmitted based on the identification information of the indoor autonomous driving robot 100 included in the access authentication information.

예를 들어, 제1 실내 자율 주행 로봇(100A)의 배터리잔량이 25%이고, 제2 실내 자율 주행 로봇(100B)의 배터리잔량이 30%이고, 제3 실내 자율 주행 로봇(100C)의 배터리잔량이 15%인 경우, 배터리 잔량이 가장 낮은 순서인 제3 실내 자율 주행 로봇(100C), 제1 실내 자율 주행 로봇(100A), 제2 실내 자율 주행 로봇(100B)의 순으로 충전순위를 결정하고, MAC3, MAC1, MAC2 순으로 충전우선순위를 나타내는 시퀀스코드를 각각 생성하여 실내 자율 주행 로봇(100) 별로 각각 전달할 수 있다.For example, the remaining battery level of the first indoor autonomous driving robot 100A is 25%, the remaining battery level of the second indoor autonomous driving robot 100B is 30%, and the remaining battery level of the third indoor autonomous driving robot 100C is is 15%, the third indoor autonomous driving robot 100C, the first indoor autonomous driving robot 100A, and the second indoor autonomous driving robot 100B, which have the lowest remaining battery power, are determined in the order of charging order, , MAC3, MAC1, MAC2 in the order of generating sequence codes representing charging priorities, respectively, can be delivered to each indoor autonomous driving robot 100 .

이에 따라, 로봇 충전 스테이션(200)의 스테이션 블루투스 모듈(240)은, 실내 자율 주행 로봇(100) 별로 수신되는 도킹 및 충전 요청 신호에 포함되어 있는 시퀀스코드를 실내 자율 주행 로봇(100) 별로 인식하고, 기 저장된 시퀀스코드 기준데이터를 참조하여 다수의 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)에 대한 충전순서를 인지한 후, 그에 따라 실내 자율 주행 로봇(100)이 MAC3, MAC1, MAC2 순으로 이루어질 수 있도록 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)과의 접속인증절차를 각각 진행할 수 있다. 이때, 로봇 충전 스테이션(200)은 각 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)으로부터 접속인증정보를 수신한 상태이므로, 각 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)을 구분하여 각 로봇에 대한 페어링 제어를 순차적으로 진행할 수 있다.Accordingly, the station Bluetooth module 240 of the robot charging station 200 recognizes the sequence code included in the docking and charging request signal received for each indoor autonomous driving robot 100 for each indoor autonomous driving robot 100 and , after recognizing the charging order for a plurality of indoor autonomous driving robots 100A, 100B, and 100C with reference to the pre-stored sequence code reference data, the indoor autonomous driving robot 100 is performed in the order of MAC3, MAC1, and MAC2. In this case, the connection authentication procedure with the indoor autonomous driving robots 100A, 100B, and 100C may be performed, respectively. At this time, since the robot charging station 200 has received the connection authentication information from each indoor autonomous driving robot 100A, 100B, 100C, each indoor autonomous driving robot 100A, 100B, 100C is divided into Pairing control may be sequentially performed.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실내 자율 주행 로봇의 거리를 기준으로 충전 우선 순위를 결정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of determining a charging priority based on a distance of an indoor autonomous driving robot according to an embodiment of the present invention.

상기 로봇실내위치정보 생성 모듈(160)은, 기 설정된 로봇 충전 스테이션(200)의 위치좌표인 기준위치정보와 자율 주행 모듈(130)의 주행정보에 따라 ROS(Robot Operation System)을 기반으로 자율 주행 모듈(130)의 실내위치정보를 생성하여 관제 서버(300)로 전송되도록 로봇 무선 인터넷 통신 모듈(150)로 전달할 수 있다. 자율 주행 모듈(130)은 ROS(Robot Operation System)을 기반으로 바퀴의 회전수, 주행거리, 주행방향, 주행경로, 라이다 센서(32) 등의 검출 결과 등을 토대로 기 설정된 기준위치로부터 상대적으로 어느 위치에 있는지에 대한 상대적 좌표정보를 파악할 수 있으며, 이에 따라 생성된 실내위치정보를 생성할 수 있다. The robot indoor location information generation module 160 autonomously drives based on ROS (Robot Operation System) according to reference location information, which is the location coordinate of the preset robot charging station 200 , and driving information of the autonomous driving module 130 . The indoor location information of the module 130 may be generated and transmitted to the robot wireless Internet communication module 150 to be transmitted to the control server 300 . The autonomous driving module 130 is relatively from a preset reference position based on the number of rotations of the wheels, the driving distance, the driving direction, the driving route, the detection result of the lidar sensor 32, etc. based on the ROS (Robot Operation System). It is possible to grasp the relative coordinate information of the location, and thus the generated indoor location information can be generated.

한편, 관제 서버(300)는, 실내 자율 주행 로봇(100)의 배터리잔량이 동일범주 내에 있는 것으로 판단하면, 실내 자율 주행 로봇(100)의 실내위치정보를 이용하여 로봇 충전 스테이션(200)과 거리가 먼 순으로 실내 자율 주행 로봇(100)에 대한 충전우선순위를 결정할 수 있다. On the other hand, if the control server 300 determines that the remaining battery level of the indoor autonomous driving robot 100 is within the same category, the distance to the robot charging station 200 using the indoor location information of the indoor autonomous driving robot 100 is used. The charging priority for the indoor autonomous driving robot 100 may be determined in descending order.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 실내 자율 주행 로봇(100A), 제2 실내 자율 주행 로봇(100B), 제3 실내 자율 주행 로봇(100C)의 배터리잔량이 모두 20%이거나 미리 설정된 오차 범위 내에 있는 경우, 제1 실내 자율 주행 로봇(100A), 제2 실내 자율 주행 로봇(100B), 제3 실내 자율 주행 로봇(100C)의 실내위치정보를 기반으로 로봇 충전 스테이션(200)으로부터 거리가 가장 먼 순서인 제2 실내 자율 주행 로봇(100B), 제1 실내 자율 주행 로봇(100A), 제3 실내 자율 주행 로봇(100C)의 순으로 충전우선순위를 나타내는 시퀀스코드를 각각 생성하고, MAC2, MAC1, MAC3 각각에 대한 시퀀스코드를 각 실내 자율 주행 로봇(100)으로 각각 전달할 수 있다. 즉, 제2 실내 자율 주행 로봇(100B)은 첫 번째 충전 순서를 나타내는 시퀀스코드를 받고, 제1 실내 자율 주행 로봇(100A)는 두 번째 충전 순서를 나타내는 시퀀스코드를 받으며, 제3 실내 자율 주행 로봇(100C)는 세 번째 충전 순서를 나타내는 시퀀스코드를 받을 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the remaining battery levels of the first indoor autonomous driving robot 100A, the second indoor autonomous driving robot 100B, and the third indoor autonomous driving robot 100C are all 20% or preset. If it is within the error range, the distance from the robot charging station 200 is based on the indoor location information of the first indoor autonomous driving robot 100A, the second indoor autonomous driving robot 100B, and the third indoor autonomous driving robot 100C. Sequence codes representing charging priorities are generated in the order of the second indoor autonomous driving robot 100B, the first indoor autonomous driving robot 100A, and the third indoor autonomous driving robot 100C in the order of which is the furthest, respectively, MAC2 , MAC1, and MAC3, respectively, may be transmitted to each of the indoor autonomous driving robots 100 . That is, the second indoor autonomous driving robot 100B receives the sequence code indicating the first charging order, the first indoor autonomous driving robot 100A receives the sequence code indicating the second charging order, and the third indoor autonomous driving robot (100C) may receive a sequence code indicating the third charging order.

이에 따라, 로봇 충전 스테이션(200)의 스테이션 블루투스 모듈(240)은, 실내 자율 주행 로봇(100)으로부터 수신된 시퀀스코드에 따라 다수의 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)에 대한 충전이 순차적으로 이루어질 수 있도록 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)과의 접속인증절차를 진행할 수 있다. 이때, 로봇 충전 스테이션(200)은 각 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)으로부터 접속인증정보를 수신한 상태이므로, 각 실내 자율 주행 로봇(100A, 100B, 100C)을 구분하여 각 로봇에 대한 페어링 제어를 순차적으로 진행할 수 있다.Accordingly, the station Bluetooth module 240 of the robot charging station 200 sequentially charges the plurality of indoor autonomous driving robots 100A, 100B, and 100C according to the sequence code received from the indoor autonomous driving robot 100 . The connection authentication procedure with the indoor autonomous driving robots 100A, 100B, and 100C may be performed so that this can be achieved. At this time, since the robot charging station 200 has received the connection authentication information from each indoor autonomous driving robot 100A, 100B, 100C, each indoor autonomous driving robot 100A, 100B, 100C is divided into Pairing control may be sequentially performed.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the intelligent autonomous docking system having the function of real-time authentication and charging state verification of the indoor autonomous driving robot according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the following As claimed in the claims, it will be said that the technical spirit of the present invention exists to the extent that various modifications can be made by anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention.

1000: 지능형 자율 도킹 시스템
100: 실내 자율 주행 로봇
110: 블루투스 활성화 제어 모듈
120: 로봇 블루투스 모듈
130: 자율 주행 모듈
140: 로봇 충전 관리 모듈
150: 로봇 무선 인터넷 통신 모듈
160: 로봇실내위치정보 생성 모듈
200: 로봇 충전 스테이션
210: 스테이션 블루투스 모듈
220: 스테이션 도킹 가이드 모듈
230: 스테이션 충전 관리 모듈
240: 전원 공급 모듈
241: 포토 센서
242: 적외선 센서(수신부)
250: 스테이션 인터넷 통신 모듈
300: 관제 서버
10: 배터리 모듈
31: 라이다 센서
32: 적외선 센서(송신부)1000: intelligent autonomous docking system
100: indoor autonomous driving robot
110: Bluetooth activation control module
120: robot bluetooth module
130: autonomous driving module
140: robot charging management module
150: robot wireless Internet communication module
160: robot indoor location information generation module
200: robot charging station
210: station bluetooth module
220: station docking guide module
230: station charging management module
240: power supply module
241: photo sensor
242: infrared sensor (receiver)
250: station internet communication module
300: control server
10: battery module
31: lidar sensor
32: infrared sensor (transmitter)

Claims (7)

임무 또는 운행 완료 시 로봇 충전 스테이션으로부터 주기적으로 수신되는 블루투스 신호에 대한 응답으로 도킹을 요청하여 로봇 충전 스테이션의 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 라이다 센서를 이용한 로봇 충전 스테이션의 특정 구조 인지를 통해 도킹위치로 이동하며, 도킹위치에서 라이다 센서와 적외선 센서 중 적어도 하나를 통해 도킹동작을 수행하는 실내 자율 주행 로봇;
외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 접속인증정보를 수신하여 접속인증절차를 수행하고, 접속인증완료 시 페어링을 통해 데이터 교환을 수행하고, 도킹된 상기 실내 자율 주행 로봇으로 전력을 공급하며, 데이터 교환을 통해 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전상태를 관리하는 로봇 충전 스테이션; 및
상기 로봇 충전 스테이션과 연결되어 상기 로봇 충전 스테이션으로부터 상기 실내 자율 주행 로봇의 접속인증정보와, 상기 실내 자율 주행 로봇과 상기 로봇 충전 스테이션 간의 접속상태, 도킹상태, 충전상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나의 정보를 수집하여 모니터링하기 위한 관제 서버를 포함하고,
상기 실내 자율 주행 로봇은,
미리 설정된 서비스 활동 시간이 종료되거나, 배터리 모듈로부터 수신되는 잔량데이터의 수치 값이 미리 저장된 기준잔량데이터의 수치 값 미만인 경우 블루투스 기능을 활성화하는 블루투스 활성화 제어 모듈;
상기 블루투스 활성화 제어 모듈에 의해 활성화되어 상기 로봇 충전 스테이션으로부터 수신되는 블루투스 신호를 수신하고, 수신된 블루투스 신호에 대한 응답으로 접속인증정보를 포함하는 도킹 및 충전 요청 신호를 송출하여 상기 로봇 충전 스테이션과의 페어링 절차를 진행하고, 페어링 완료 시 상기 로봇 충전 스테이션과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행하는 로봇 블루투스 모듈; 및
상기 블루투스 활성화 제어 모듈에 의해 활성화되면, 상기 로봇 블루투스 모듈을 통해 상기 도킹 및 충전 요청 신호를 송출하기 이전에, 상기 잔량데이터와 상기 접속인증정보를 각각 수집하여 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 상기 관제 서버로 전송하는 로봇 무선 인터넷 통신 모듈을 포함하고,
상기 관제 서버는, 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로부터 상기 도킹 및 충전 시퀀스 요청 신호를 수신하되, 다수의 실내 자율 주행 로봇에 대한 도킹 및 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 수신된 각각의 상기 잔량데이터를 기반으로 상기 실내 자율 주행 로봇에 대한 도킹 및 충전 순서를 나타내는 시퀀스 코드를 상기 실내 자율 주행 로봇 별로 할당하고, 할당된 상기 시퀀스 코드를 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 각각 회신하고,
상기 로봇 블루투스 모듈은, 상기 시퀀스 코드를 수신한 후, 수신된 상기 시퀀스 코드를 상기 도킹 및 충전 요청 신호에 포함시켜 상기 로봇 충전 스테이션으로 송출하고,
상기 로봇 충전 스테이션은, 상기 시퀀스 코드에 따른 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전 순서를 결정하고, 결정된 충전 순서에 따라 상기 실내 자율 주행 로봇이 충전되도록 상기 실내 자율 주행 로봇과 접속인증절차를 진행하는 것을 특징으로 하는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템.
Upon completion of a task or operation, docking is requested in response to the Bluetooth signal periodically received from the robot charging station, and data exchange is performed through pairing when the connection authentication of the robot charging station is completed, and the specific information of the robot charging station using the lidar sensor an indoor autonomous driving robot that moves to a docking position through structure recognition and performs a docking operation at the docking position through at least one of a lidar sensor and an infrared sensor;
It transmits a Bluetooth signal to the outside periodically, receives access authentication information from the indoor autonomous driving robot, performs a connection authentication procedure, performs data exchange through pairing when connection authentication is completed, and uses the docked indoor autonomous driving robot. a robot charging station that supplies power and manages the charging state of the indoor autonomous driving robot through data exchange; and
At least one of connection authentication information of the indoor autonomous driving robot from the robot charging station connected to the robot charging station, a connection state between the indoor autonomous driving robot and the robot charging station, a docking state, a charging state, and an abnormal charging termination state Includes a control server for collecting and monitoring information of
The indoor autonomous driving robot,
a Bluetooth activation control module for activating a Bluetooth function when a preset service activity time is over or the numerical value of the residual data received from the battery module is less than the numerical value of the pre-stored reference residual data;
Activated by the Bluetooth activation control module to receive a Bluetooth signal received from the robot charging station, and transmit a docking and charging request signal including connection authentication information in response to the received Bluetooth signal to communicate with the robot charging station a robot Bluetooth module that performs a pairing procedure and exchanges data through encrypted communication with the robot charging station upon completion of pairing; and
When activated by the Bluetooth activation control module, before transmitting the docking and charging request signal through the robot Bluetooth module, the remaining amount data and the connection authentication information are collected, respectively, and a docking and charging sequence request signal is sent to the control server including a robot wireless Internet communication module that transmits to
The control server receives the docking and charging sequence request signal from the robot wireless Internet communication module, and when receiving the docking and charging request signals for a plurality of indoor autonomous driving robots, each of the received residual data is based on the data. allocating a sequence code indicating a docking and charging sequence for the indoor autonomous driving robot to each of the indoor autonomous driving robots, and returning the assigned sequence code to the robot wireless Internet communication module, respectively,
After receiving the sequence code, the robot Bluetooth module transmits the received sequence code to the docking and charging request signal to the robot charging station,
The robot charging station determines a charging order of the indoor autonomous driving robot according to the sequence code, and performs a connection authentication procedure with the indoor autonomous driving robot so that the indoor autonomous driving robot is charged according to the determined charging order Intelligent autonomous docking system with real-time verification of the charging status and authentication of indoor autonomous driving robots.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 실내 자율 주행 로봇은,
상기 로봇 충전 스테이션과의 접속인증완료 시 라이다 센서 및 적외선 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 로봇 충전 스테이션이 설치된 도킹위치로 이동하고, 상기 로봇 충전 스테이션의 도킹 포인트에 대한 도킹동작을 수행하는 자율 주행 모듈; 및
상기 도킹포인트에 설치된 전원공급단자를 통해 상기 배터리 모듈을 충전하고, 상기 배터리 모듈로부터 충전상태데이터를 수집하여 상기 로봇 블루투스 모듈을 통해 상기 로봇 충전 스테이션으로 전달하는 로봇 충전 관리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템.
The method of claim 1,
The indoor autonomous driving robot,
Autonomous driving that moves to a docking position where the robot charging station is installed using at least one of a lidar sensor and an infrared sensor when connection authentication with the robot charging station is completed, and performs a docking operation on the docking point of the robot charging station module; and
and a robot charging management module that charges the battery module through a power supply terminal installed in the docking point, collects charge state data from the battery module, and delivers it to the robot charging station through the robot Bluetooth module. Intelligent autonomous docking system with real-time verification of the charging status and authentication of indoor autonomous driving robots.
 제3 항에 있어서,
상기 자율 주행 모듈은,
상기 로봇 충전 스테이션과의 접속인증완료 시 도킹주행모드로 동작하여 라이다 센서를 통해 상기 로봇 충전 스테이션이 갖는 특정 구조를 인지하며 자율주행하고, 상기 로봇 충전 스테이션의 도킹위치로 이동완료 시 라이다 센서를 통해 상기 도킹포인트를 향한 각도와 자세를 설정한 후 설정된 각도와 자세를 유지한 상태로 도킹을 시도하되, 도킹 실패에 의한 도킹 재시도 시 초기 도킹위치로 이동한 후 상기 자율 주행 모듈의 적외선 센서와 상기 로봇 충전 스테이션의 적외선 센서를 추가로 이용하여 상기 도킹포인트로의 진입 각도와 자세를 보정해가며 상기 도킹포인트로 진입하는 것을 특징으로 하는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템.
4. The method of claim 3,
The autonomous driving module,
When the connection authentication with the robot charging station is completed, it operates in the docking driving mode, recognizes the specific structure of the robot charging station through the lidar sensor and autonomously drives, and when the robot charging station moves to the docking position, the lidar sensor After setting the angle and attitude toward the docking point through And using the infrared sensor of the robot charging station additionally to correct the angle and posture of entering the docking point while entering the docking point authentication and charging status of the indoor autonomous robot characterized in that it has a real-time confirmation function Intelligent autonomous docking system.
 제4 항에 있어서,
상기 로봇 충전 스테이션은,
외부에 블루투스 신호를 주기적으로 송출하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 접속인증정보를 포함하는 도킹 요청 신호를 수신하고, 상기 접속인증정보에 기초한 접속인증절차를 수행하고, 접속인증완료 시 상기 실내 자율 주행 로봇과 페어링되어 상기 실내 자율 주행 로봇과의 암호화 통신을 통한 데이터 교환을 수행하는 스테이션 블루투스 모듈;
상기 실내 자율 주행 로봇과의 데이터 교환을 통해 적외선 센서를 활성화하여 상기 실내 자율 주행 로봇의 도킹 동작을 보조하며, 상기 도킹포인트에 설치된 포토 센서를 이용하여 도킹 여부를 확인하는 스테이션 도킹 가이드 모듈;
상기 스테이션 도킹 가이드 모듈을 통한 도킹완료확인 시 충전회로를 연결하여 도킹된 상기 실내 자율 주행 로봇으로 전원이 공급되도록 제어하고, 상기 실내 자율 주행 로봇으로부터 충전상태데이터를 수신하여 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전상태 및 충전비정상종료상태 중 적어도 하나를 포함하는 충전정보를 생성하는 스테이션 충전 관리 모듈; 및
상기 실내 자율 주행 로봇과 도킹되고, 상기 스테이션 충전 관리 모듈의 제어신호에 따라 상기 충전회로가 제어되어 전원을 공급 및 차단하는 전원 공급 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템.
5. The method of claim 4,
The robot charging station,
Periodically transmits a Bluetooth signal to the outside, receives a docking request signal including connection authentication information from the indoor autonomous driving robot, performs a connection authentication procedure based on the connection authentication information, and when the connection authentication is completed, the indoor autonomous driving a station Bluetooth module paired with a robot to exchange data through encrypted communication with the indoor autonomous driving robot;
a station docking guide module that activates an infrared sensor through data exchange with the indoor autonomous driving robot to assist a docking operation of the indoor autonomous driving robot, and checks whether docking is performed using a photo sensor installed in the docking point;
When docking completion is confirmed through the station docking guide module, a charging circuit is connected to control power to be supplied to the docked indoor autonomous driving robot, and charging state data is received from the indoor autonomous driving robot to charge the indoor autonomous driving robot. a station charging management module for generating charging information including at least one of a state and an abnormal charging end state; and
and a power supply module docked with the indoor autonomous driving robot and controlling the charging circuit according to a control signal from the station charging management module to supply and cut off power. Intelligent autonomous docking system with real-time verification.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 실내 자율 주행 로봇은,
기 설정된 상기 로봇 충전 스테이션의 위치좌표인 기준위치정보와 상기 자율 주행 모듈의 주행정보에 따라 ROS(Robot Operation System)을 기반으로 상기 자율 주행 모듈의 실내위치정보를 생성하여 상기 관제 서버로 전송되도록 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 전달하는 로봇실내위치정보 생성 모듈을 더 포함하고,
상기 관제 서버는,
상기 실내 자율 주행 로봇의 배터리잔량이 동일범주 내에 있는 것으로 판단되면, 상기 실내위치정보를 이용하여 상기 로봇 충전 스테이션과 거리가 먼 순으로 상기 실내 자율 주행 로봇의 충전우선순위를 결정하여 상기 실내 자율 주행 로봇 별로 상기 시퀀스 코드를 할당하고, 할당된 상기 시퀀스 코드를 상기 로봇 무선 인터넷 통신 모듈로 각각 회신하는 것을 특징으로 하는 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템.
The method of claim 1,
The indoor autonomous driving robot,
The indoor location information of the autonomous driving module is generated based on ROS (Robot Operation System) according to the preset reference position information, which is the position coordinate of the robot charging station, and the driving information of the autonomous driving module, and transmitted to the control server. Further comprising a robot indoor location information generation module to be transmitted to the robot wireless Internet communication module,
The control server is
When it is determined that the remaining battery level of the indoor autonomous driving robot is within the same category, the indoor autonomous driving robot is driven by determining the charging priority of the indoor autonomous driving robot in the order of distance from the robot charging station using the indoor location information. An intelligent autonomous docking system having a function of real-time verification of authentication and charging status of an indoor autonomous driving robot, characterized in that allocating the sequence code for each robot and returning the assigned sequence code to the robot wireless Internet communication module.
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