KR100423975B1 - 무인반송시스템과 주행제어방법 - Google Patents

무인반송시스템과 주행제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인반송시스템과 그 주행제어방법에 관한 것으로, 가이드 태그를 검출하고, 복수의 트랙감지부 모두 다 가이드 태그를 검출하면 일반주행제어를 실시하고, 복수의 트랙감지부 중 어느 하나가 가이드 태그를 검출하면 제 1 보정주행을 실시하고, 복수의 트랙감지부 모두가 가이드 태그를 검출하지 못했을 경우 제 2 보정주행을 실시함으로써, 비연속적인 가이드 태그를 이용하기 때문에 설치비용이 절감되며, 연속적으로 설치된 종래의 가이드라인에 비하여 마모율이 낮으므로 가이드 태그 검출의 정확성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 또한 비연속적인 가이드 태그에 의해 불연속 신호를 처리하므로 가이드 태그의 마모에 의해 검출 데이터의 오류가 발생하였다 하더라도 용이하게 보정이 가능한 효과가 있다.

Description

무인반송시스템과 주행제어방법{Auto guided system and control method for traveling thereof}
본 발명은 무인반송차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비연속적인 가이드 태그를 이용하는 무인반송시스템과 주행제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인반송차(Auto Guided Vehicle; AGV)는 바닥에 설치된 가이드 라인을 따라 적재물을 이동시키는 장치이다. 상기한 종래의 무인반송차는 이동하는 이동경로 상에 마그네트 테이프로된 연속적인 가이드라인을 설치하고, 마그네트 센서를 통하여 그 가이드라인을 검출함으로써 연속적인 가이드라인을 따라 무인반송차가 주행을 하였다.
즉, 연속적으로 설치된 가이드 라인을 이용하기 때문에 가이드라인을 검출한 연속적인 데이터를 이용해야만 주행제어가 가능하였기 때문에 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 연속적인 가이드라인을 위해서 마그네트 테이프를 무인반송차가 이동하는 경로 상에 연속적으로 모두 설치해야 하기 때문에 설치비용이 높으며 설치작업에 곤란성이 있었다. 둘째, 다수의 무인반송차와 작업자등이 연속적으로 설치된 가이드라인을 통과하게 되므로 가이드라인의 마모율이 높으며 이에 따라 유지보수 비용이 상대적으로 많이 발생하는 단점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 비연속적인 가이드 태그를 이용하는 무인반송시스템과 주행제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무인반송차의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 가이드 태그를 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 주행제어를 설명하기 위한 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 주행제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:입력부 20:자이로센서
31:제1트랙감지부 32:제2트랙감지부
40:이동거리감지부 50:저장부
60:제어부 70:주행부
80:로봇구동부
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인반송시스템은, 무인반송차의 이동경로 상에 마련되는 비연속적 가이드 태그, 무인반송차를 이동시키는 주행부와, 상기 가이드 태그를 검출하여 무인반송차의 전 후단에 각각 설치되는 복수의트랙감지부와, 이동거리를 산출하기 이동거리감지부와, 상기 무인반송차의 이동방향을 검출하기 위한 자이로센서와, 상기 트랙감지부와 상기 이동거리감지부와 자이로센서의 검출결과에 따라 위치오차와 방향오차를 산출하여 상기 각 오차를 보정하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 구비한 무인반송차를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 무인반송시스템의 주행제어방법은, 가이드 태그를 검출하는 단계, 복수의 트랙감지부 모두다 가이드 태그를 검출하면 일반주행제어를 실시하는 일반주행단계, 복수의 트랙감지부 중 어느 하나가 가이드 태그를 검출하면 보정주행을 실시하는 제 1 보정주행단계, 복수의 트랙감지부 모두가 가이드 태그를 검출하지 못했을 경우 보정주행을 실시하는 제 2 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 제어방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무인반송차의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무인반송차는, 전체 동작을 제어하기 위한 제어부(60)를 구비하며, 무인반송차의 작동을 설정하기 위한 입력부(10)가 상기 제어부(60)와 접속된다. 상기 입력부(10)는 수동으로 정보를 입력하기 위한 키입력부와, 외부장치와의 접속을 통하여 정보를 입력할 수 있도록 접속커넥터 혹은 무선네트워크를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 무인반송차는, 무인반송차의 이동 경로상에 마련된 가이드태그를 검출하며 무인반송차의 전단에 마련되는 제 1 트랙감지부(31) 및 무인반송차의 후단에 마련되는 제 2 트랙감지부(32)와, 무인반송차의 이동거리를 검출하기 위한 이동거리 감지부(40)가 제어부(60)와 전기적으로 접속된다. 또한 본 발명에 따른 무인반송차는 무인반송차의 제어프로그램과 상기 입력부(10)를 통하여 입력된 정보 및 작동 중 발생하는 데이터를 저장하는 저장부(50)를 구비하며, 상기 저장부(50)는 제어부(60)와 전기적으로 접속된다. 또한 본 발명에 따른 무인반송차는 제어부(60)의 제어에 따라 휠(미도시)을 구동하여 무인반송차를 이동시키는 주행부(70)와, 제어부(60)의 제어에 따라 로봇을 구동하는 로봇구동부(80)를 포함한다.
전술한 제 1 트랙감지부(31) 및 제 2 트랙감지부(32)는 상기 가이드 태그를 검출하기 위한 것으로 자기장을 감지할 수 있는 센서로 구현이 가능하다. 또한 상기 이동거리 감지부(40)는 무인반송차의 주행을 위한 휠에 설치되는 엔코더로 구현이 가능하며, 제어부(60)는 엔코더의 출력 펄스를 카운트하여 주행거리를 산출한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 가이드 태그를 설명하기 위한 설명도이다.
상기 가이드 태그(B)는 무인반송차(A)의 이동경로 상에 소정거리 간격으로 마련되며 약 10㎝의 길이를 갖는 마그네틱 태그이다. 상기 가이드 태그(B)는 제 1 및 제 2 트랙감지부(31 및 32) 사이의 거리만큼 이격된 간격(약 94㎝)으로 한 쌍이 마련되며, 각 쌍은 제 1 및 제 2 트랙감지부(31 및 32) 사이의 거리보다 더 긴 소정거리(약 270㎝)마다 마련된다.
도 4는 본 발명에 따른 주행제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4를 참조하면, 무인반송차(A)가 진행해야할 방향과 무인반송차(A)가 이루는 각도가 방향에러(θ)이다. 또한 무인반송차(A)가 진행해야할 경로와 무인반송차의 거리가 위치에러(d)이다. 상기 위치에러(d)는 무인반송차(A)의 전단에 설치된 제 1 트랙감지부(31)에 의한 위치에러(dm0)와 무인반송차(A)의 후단에 설치된 제 2 트랙감지부(32)에 의한 위치에러(dm1)로 나뉜다.
이에 따라 본 발명에 따른 주행제어는 상기한 방향에러(θ)와 위치에러(d)가 최소가 되도록 무인반송차(A)의 주행을 제어하는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 무인반송차의 주행제어방법을 설명하기로 한다.
제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31)와 제 2 트랙감지부(32)의 출력을 입력받는다(S10). 그리고 제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31) 혹은 제 2 트랙감지부(32)를 통하여 가이드 태그(B)가 검출되는지를 판단한다(S20).
단계(S20)에서 제 1 트랙감지부(31) 혹은 제 2 트랙감지부(32)를 통하여 가이드 태그(B)가 검출된다고 판단되면 제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31) 및 제 2 트랙감지부(32)의 출력에 대하여 유효성을 판단한다. 제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31) 및 제 2 트랙감지부(32)의 출력에 대하여 유효성을 판단하기 위해 제 1 및 제 2 트랙감지부(31 및 32) 모두가 가이드태그(B)를 검출했는지를 판단한다(S30).
단계(S30)에서 제 1 및 제 2 트랙감지부(31 및 32) 모두가 가이드 태그(B)를 검출했다고 판단되면 제어부(60)는 위치에러 및 방향에러를 [식 1]과 같이 설정한다(S40).
[식 1]
위치에러(d) = dm = dm0
방향에러(θ) = θm = arctan((dm0-dm1)/(센서거리))
dm : 트랙감지부의 위치에러값
dm0 : 제 1 트랙감지부의 위치에러 값
dm1 : 제 2 트랙감지부의 위치에러 값
θm : 트랙감지부의 방향에러 값
센서거리 : 제 1 트랙감지부와 제 2 트랙감지부 사이의 거리
단계(S40)에서 위치에러 및 방향에러가 산출되면 제어부(60)는 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행부(70)를 제어한다.
한편 단계(S30)에서 제 1 및 제 2 트랙감지부(31 및 32) 모두가 가이드 태그(B)를 검출하지 못했을 경우 제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31)만이 가이드 태그(B)를 검출했는지를 판단한다(S50).
단계(S50)에서 제 1 트랙감지부(31)만이 가이드 태그(B)를 검출했다고 판단되면 제어부(6)는 위치에러 및 방향에러를 [식 2]와 같이 설정한다(S60).
[식 2]
위치에러(d) = dm = dm0
방향에러(θ) = θg
dm : 트랙감지부의 위치에러 값
dm0 : 제 1 트랙감지부의 위치에러 값
θg: 자이로센서의 방향에러 값
단계(S60)에서 위치에러 및 방향에러가 산출되면 제어부(60)는 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행부(70)를 제어한다.
단계(S50)에서 제 1 트랙감지부(31) 만이 가이드 태그(B)를 검출한 것이 아니라고 판단되면 제어부(60)는 제 2 트랙감지부(32) 만이 가이드 태그(B)를 검출했다고 판단하고 무인반송차(A)의 주행중 오실레이션 방지를 위한 제어를 실시한다. 즉, 제어부(60)는 오실레이션 방지를 위해 제어중심을 무인반송차(A)의 앞쪽에 두기 위해서 제 2 트랙감지부(32) 및 자이로센서(20)의 검출값을 변환하여 위치에러 및 방향에러를 [식 3]과 같이 설정한다(S51).
[식 3]
위치에러(d) = dm = 센서거리 ×tanθ + dm1
방향에러(θ) = θg
dm : 트랙감지부의 위치에러값
dm1 : 제 2 트랙감지부의 위치에러 값
θg : 자이로센서의 방향에러 값
단계(S51)에서 위치에러 및 방향에러가 산출되면 제어부(60)는 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행부(70)를 제어한다.
상기 단계(S20)에서 제 1 트랙감지부(31) 혹은 제 2 트랙감지부(32)가 가이드 태그(B)를 검출하지 못했다고 판단되면 제어부(60)는 이동거리감지부(40) 및 자이로센서(20)를 통하여 제어를 실시한다. 이때 제어부(60)는 무인반송차(A)의 주행 중 오실레이션 방지를 위해 제어 중심을 무인반송차(A)의 앞쪽에 둔다. 이를 위해 제어부(60)는 위치에러 및 방향에러를 [식 4]와 같이 설정한다(S21).
[식 4]
위치에러(d) = dd = d(t-1) + ㅿd + (센서거리/2) ×(sinθ - sin(θ-ㅿθ))
방향에러(θ) = θg
dd : 이동거리감지부의 위치에러 값
dm0 : 제 1 트랙감지부의 위치에러 값
dm1 : 제 2 트랙감지부의 위치에러 값
θg : 자이로센서의 방향에러 값
센서거리 : 제 1 트랙감지부와 제 2 트랙감지부 사이의 거리
ㅿd: d(t-1)에서 d로의 변화량(단, d(t-1)는 현재이전의 d값)
ㅿθ: θ(t-1)에서 θ로의 변화량(단, θ(t-1)은 현재이전의 θ값)
단계(S21)에서 위치에러 및 방향에러가 산출되면 제어부(60)는 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행부(70)를 제어한다.
한편, 단계(S21), 단계(S51) 혹은 단계(S60) 실행 후 제어부(60)는 제 1 트랙감지부(31) 및 제 2 트랙감지부(32) 모두를 통해서 가이드 태그(B)가 검출되는지를 판단한다(S70). 단계(S70)에서 제 1 트랙감지부(31) 및 제 2 트랙감지부(32) 모두를 통해서 가이드 태그(B)가 검출된다고 판단되면 제어부(60)는 무인반송차(A)의 오실레이션 방지를 위해서 오실레이션 방지제어를 실행한다(S80).
제어부(60)는 오실레이션 방지제어를 위해 (dm - 0.5 ≤ dd ≤dm + 0.5)의 조건을 만족하면, 위치에러(d)를 dm으로 설정하고, (dd〈 dm - 0.5)의 조건을 만족하면 위치에러(d)를 dm - 0.5로 설정하며, (dd 〉dm + 0.5)의 조건을 만족하면 위치에러(d)를 dm + 0.5로 설정한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인반송시스템과 주행제어방법에 의하면, 비연속적인 가이드 태그를 이용하기 때문에 설치비용이 절감되며, 연속적으로 설치된 종래의 가이드라인에 비하여 마모율이 낮으므로 가이드 태그 검출의 정확성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 또한 비연속적인 가이드 태그에 의해 불연속 신호를 처리하므로 가이드 태그의 마모에 의해 검출 데이터의 오류가 발생하였다 하더라도 용이하게 보정이 가능한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 무인반송시스템에 있어서,
    무인반송차의 이동경로 상에 마련되는 비연속적 가이드 태그,
    상기 무인반송차를 이동시키는 주행부와, 상기 가이드 태그를 검출하여 무인반송차의 전 후단에 각각 설치되는 복수의 트랙감지부와, 이동거리를 산출하기 이동거리감지부와, 상기 무인반송차의 이동방향을 검출하기 위한 자이로센서와, 상기 트랙감지부와 상기 이동거리감지부와 자이로센서의 검출결과에 따라 위치오차와 방향오차를 산출하여 상기 각 오차를 보정하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 구비한 무인반송차를 포함하는 무인반송시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 태그는 상기 무인반송차 이동경로 상에 상기 복수의 트랙감지부 사이의 거리만큼 이격된 간격으로 한 쌍이 마련되며, 상기 가이드 태그 쌍은 상기 트랙감지부 사이의 거리보다 더 긴 소정거리마다 배치되는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템.
  3. 가이드 태그를 검출하여 무인반송차의 전 후단에 각각 설치되는 복수의 트랙감지부와, 이동거리를 산출하기 이동거리감지부와, 상기 무인반송차의 이동방향을 검출하기 위한 자이로센서를 구비한 무인반송차의 주행제어방법에 있어서,
    상기 가이드 태그를 검출하는 단계,
    상기 복수의 트랙감지부 모두다 상기 가이드 태그를 검출하면 일반주행제어를 실시하는 일반주행단계,
    상기 복수의 트랙감지부중 어느 하나가 상기 가이드 태그를 검출하면 보정주행을 실시하는 제 1 보정주행단계,
    상기 복수의 트랙감지부 모두가 상기 가이드 태그를 검출하지 못했을 경우 보정주행을 실시하는 제 2 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보정주행단계는,
    상기 무인반송차의 전단에 마련된 트랙감지부만 상기 가이드태그를 검출했을 경우 상기 전단에 마련된 트랙감지부를 통해 위치에러를 산출하고, 상기 자이로센서를 통해 방향에러를 산출하는 단계와, 상기 사출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행을 하는 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보정주행단계는,
    상기 무인반송차의 후단에 마련된 트랙감지부만 상기 가이드태그를 검출했을경우 상기 자이로센서를 통해 방향에러를 검출하고, 상기 방향에러와 상기 후단에 마련된 트랙감지부의 검출값으로 아래 식에 의해 위치에러를 산출하는 단계와, 상기 사출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행을 하는 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
    위치에러(d) = dm = 센서거리 ×tanθ + dm1
    θ : 방향에러 = 자이로센서에 의한 방향에러(θg)
    dm : 트랙감지부의 위치에러값
    dm1 : 무인반송차 후단에 마련된 트랙감지부의 위치에러 값
    θg : 자이로센서의 방향에러 값
    센서거리 : 무인반송차의 전 후단에 마련된 트랙감지부 간의 거리
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 보정주행단계는,
    상기 무인반송차의 상기 자이로센서를 통해 방향에러를 검출하고, 상기 방향에러와 상기 이동거리감지부의 검출값으로 아래 식에 의해 위치에러를 산출하는 단계와, 상기 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행을 하는 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
    위치에러(d) = dd = d(t-1) + ㅿd + (센서거리/2) ×(sinθ - sin(θ-ㅿθ))
    θ : 방향에러 = 자이로센서의 의한 방향에러(θg)
    dd : 이동거리감지부의 위치에러 값
    센서거리 : 무인반송차의 전 후단에 마련된 트랙감지부 간의 거리
    ㅿd: d(t-1)에서 d로의 변화량(단, d(t-1)는 현재이전의 d값)
    ㅿθ: θ(t-1)에서 θ로의 변화량(단, θ(t-1)은 현재이전의 θ값)
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보정주행단계 혹은 제 2 보정주행단계 중 상기 복수의 트랙감지부 모두가 상기 가이드 태그를 검출하면 상기 무인반송차의 오실레이션 방지를 위하여 자이로센서에 의해 방향에러를 검출하고, 트랙감지부와 이동거리감지부의 검출값에 따라 위치에러를 산출하는 단계와, 상기 산출된 위치에러 및 방향에러가 감소되도록 주행을 하는 보정주행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치에러는 이동거리감지부의 검출값(dd)과 트랙감지부의 검출값(dm)에 의해, (dm - 0.5 ≤ dd ≤dm + 0.5)의 조건을 만족하면, 위치에러(d)를 dm으로 설정하고, (dd〈 dm - 0.5)의 조건을 만족하면 위치에러(d)를 dm - 0.5로 설정하며, (dd 〉dm + 0.5)의 조건을 만족하면 위치에러(d)를 dm + 0.5로 설정하는 것을 특징으로 하는 무인반송시스템의 주행제어방법.
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