KR100823739B1 - 주변 환경 변화에 신속하게 적응하여 환경 지도를 작성할수 있는 이동체의 환경 지도 작성 장치 및 그 방법 - Google Patents

주변 환경 변화에 신속하게 적응하여 환경 지도를 작성할수 있는 이동체의 환경 지도 작성 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주변 환경 변화에 적응하여 보다 신속하고 정확하게 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체의 환경 지도 작성 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 장치는 입력되는 명령에 따라 이동체를 이송하는 이송부, 상기 이송부에 의해 이동되는 이동체로부터 주변에 위치하는 물체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 상기 거리 측정부에서 측정한 거리 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성하는 환경지도 작성부, 상기 이동체를 기준으로 상기 작성된 환경 지도에 포함된 물체까지의 거리와, 상기 환경 지도가 작성된 후 상기 거리 측정부를 통해 새로 측정되는 상기 물체까지의 거리 측정값을 비교하여, 상기 환경 지도가 작성된 후 이동한 물체를 검출하는 이동 물체 검출부, 상기 환경지도 영역 내에 포함된 물체의 이동 여부를 감지하는 물체 이동 감지부; 및 상기 이동 물체 검출부에 의해 이동 물체가 검출되거나, 상기 물체 이동 감지부에 의해 물체의 이동이 감지되면, 입력되는 명령에 따라 상기 물체의 이동을 반영한 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 선택적으로 반영하여 갱신하는 제어부를 포함하며, 이에 의해, 변경된 주변 환경 정보를 보다 신속하고 정확하게 반영하여 환경 지도를 작성할 수 있다.
환경지도, 로봇, 이동체, 이송, 지도, 갱신, 변화

Description

주변 환경 변화에 신속하게 적응하여 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체의 환경 지도 작성 장치 및 그 방법{Surroundings Mapping Apparatus capable of applying quickly changed surroundings information in mobile robot and Method thereof}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환경 변화에 적응하여 보다 신속하게 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체를 도시한 블록,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 도 1의 환경 변화에 적응하여 보다 신속하게 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체의 적용 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동체의 거리 측정부를 이용한 환경 지도 작성을 위한 물체의 거리 정보 측정 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 동적 환경의 변화를 탐지하여 이동된 물체를 검출하는 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 이동 물체의 이동 여부를 감지하기 위한 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 환경 지도에 표시된 물체의 위치에 대비하여 실제 환경에서 물체가 이동된 것으로 판단된 경우, 변경된 환경 정보를 작성된 환경 지도에 갱신하기 위한 예를 도시한 도면, 그리고
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환경 변화에 적응하여 보다 신속 정확하게 환경 지도를 작성할 수 있는 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 실내 환경지도 작성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이동로봇과 같은 이동체를 이용하여 주위 환경 변화에 보다 신속하게 대응하여 해당 영역에 대한 환경지도를 작성할 수 있는 환경 지도 작성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자율이동로봇과 같은 이동체는 미지의 환경에서 사전지식 없이 스스로 그 환경에 대처할 수 있는 능력을 가져야 한다. 이와 같은 이동체는 여러 분야에 걸쳐 사용되고 있다. 예를 들어, 자율이동로봇은 장애자를 도와주는 일, 공장에서 물류이송 작업, 우주탐사, 핵폐기물 처리장 또는 심해와 같이 위험한 환경에서의 작업 등을 인간을 대신하여 수행하고 있다. 뿐만 아니라 자율이동로봇은 무인청소기, 무인 잔디 깎기 등으로도 사용이 가능하다.
이러한 역할을 맡고 있는 자율이동로봇은 개인들에게는 생활의 윤택함을 줄 것이며, 기업에게는 이의 산업화로 고부가가치의 시장을 제공해 줄 것으로 기대된다.
그러나, 현재까지 자율이동로봇과 같은 이동체의 인지능력과 추론 능력은 인간과 비교할 때 열등하기 때문에, 이의 기능이 매우 제한적이었다. 따라서 보다 많은 분야에서 로봇의 지능을 높이기 위한 연구가 이루어지고 있다.
무엇보다 자율이동로봇과 같은 이동체의 가장 기본적인 기능은 원하는 목표지점까지 출동 없이 이동할 수 있어야 하는 것이다. 자율이동로봇이 생활공간 속에서 자유롭게 이동하기 위해서는 스스로 어디에 있는지를 판단할 수 있는 능력이 필요하다. 이러한 기능들은 자율이동로봇의 위치측정(localization)기술 및 지도 작성(mapping)기술에 의해 수행된다.
자율이동로봇과 같은 이동체가 주위환경에 대한 지도정보가 필요한 이유는 물체들의 전체적인 위치와 윤곽을 파악하여 최적의 이동 경로를 생성하고, 원하는 목적지까지 충돌 없이 이동하기 위함이다. 이러한 지도정보를 이동체의 환경지도라고 한다.
이동체가 이렇게 환경지도를 획득해내기 위해 초음파, 레이저, 적외선 센서 등과 같은 거리측정 센서들이 주로 이용된다. 이런 센서를 사용하여 제작 가능한 환경지도는 크게 두 가지로 나누어진다.
그 첫 번째로서 형상기반 지도를 들 수 있다. 우선 형상을 기반으로 하는 지도 작성법은 주위 환경을 선(line), 점(point), 원호(arc)등 특정 형상으로 표현하는 방법이다. 이러한 형상기반 지도 작성에는 미국의 메사츄세츠 공과대학(MIT)의 레나드(Leonard)가 제안한 동일거리 영역(RCD: Region of Constant Depth) 방법이 가장 대표적이다. 이는 이동체가 거리측정 센서를 이용하여 한 위치에서 여러 거리측정값을 획득한 후, 동일 거리 영역을 추출하고 이들 간의 연관성을 통해 형상을 추출해내는 방법이다.
그리고 형상기반 지도의 다른 형태로 스웨덴 알아이티(RIT)의 크리스텐센(Christensen)은 TBF(Triangulation Based Fusion) 모델을 개발하였다. TBF는 거리측정 센서의 정보를 빔의 형태로 표현하고, 여러 빔의 교점을 구하여 신뢰성 있는 점 형상을 추출하는 방법이다.
또한, 미국 카네기 멜론 대학(Canegie Mellon Univ.)의 초셋(Choset)은 ATM(Arc Transversal Medium)모델을 개발하여 신뢰도 높은 점 형상을 추출하기도 하였다. 이외에 호주 모나쉬 대학(Monarsh Univ.)의 클리스만(Kleeman)과 쿡(Kuc)은 회전하는 새로운 거리측정 센서 시스템을 제작하여 물체의 위치를 얻어내 면, 모서리로 구분하여 표현하는 형상지도를 제안하였다. 여기서 센서 시스템은 일정한 간격으로 3개의 수신부와 발신부로 구성되어 있으며, 회전하면서 밀도 높은 측정값을 입수하여 환경의 인식을 용의하게 하였다. 이는 현재 많이 사용하는 고정형 센서 시스템에 비해 적용하기 어렵고 복잡한 센서 정보 처리 과정으로 인하여 사용하기에는 힘든 방법이다.
환경지도 표현법의 두 번째 방법으로 점유 격자기반 지도가 있다. 이는 미국 카네기 멜론 대학(Canegie Mellon Univ.)의 모라벡(Moravec)과 엘프스(Elfs)가 제안한 방법이다. 이는 이동체 주위환경을 작은 일정한 크기의 격자로 나누어 각 격자마다 물체가 있을 가능성을 확률적으로 표현하는 방법으로서, 확률격자지도라고도 불린다. 초기의 확률격자지도는 축적된 정보와 새로운 정보에 같은 비중이 주어짐에 따라 지도의 질이 나빠지는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 결점을 보완하기 위해 모라벡(Moravec)과 조(Cho)는 베이즈(Bayes) 확률이론을 사용한 베이시안 모델(Baysian Model)을 개발하였다.
앞서 언급한 것과 같이 형상기반 지도 및 격자지도 기반의 지도 작성 방법은 보다 주위환경을 정확하게 작성하는데 그 초점이 놓여있다. 이와 같이 거리측정 센서를 이용하여 환경지도 작성법을 연구하고 개발하는 사람들은 보다 정확한 환경지도를 작성하기 위하여 형상기반과 격자기반 지도 등 다양한 방법을 통해 제안해 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은, 이동로봇과 같은 이동체가 주위 환경 지도를 보다 정확하고 신속하게 작성할 수 있는 환경 지도 작성 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은, 이동로봇과 같은 이동체를 이용하여 주위 환경 변화에 보다 신속하게 대응하여 해당 영역에 대한 환경지도를 작성할 수 있는 환경 지도 작성 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은, 작성된 환경 지도에 포함된 영역에서 발생하는 이동 물체의 움직임과 같은 환경 변화에 대응하여 환경 지도를 보다 신속하게 갱신하여 작성할 수 있는 환경 지도 작성 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발에 의한 이동체의 환경 지도 작성 장치는, 입력되는 명령에 따라 이동체를 이송하는 이송부, 상기 이송부에 의해 이동되는 이동체로부터 주변에 위치하는 물체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부, 상기 거리 측정부에서 측정한 거리 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성하는 환경지도 작성부, 상기 이동체를 기준으로 상기 작성된 환경 지도에 포함된 물체까지의 거리와, 상기 환경 지도가 작성된 후 상기 거리 측정부를 통해 새로 측정되는 상기 물체까지의 거리 측정값을 비교하여, 상기 환경 지도가 작성된 후 이동한 물체를 검출하는 이동 물체 검출부, 상기 환경지도 영역 내에 포함된 물체의 이동 여부를 감지하는 물체 이동 감지부; 및 상기 이동 물체 검출부에 의해 이동 물체가 검출되거나, 상기 물체 이동 감지부에 의해 물체의 이동이 감지되면, 입력되는 명령에 따라 상기 물체의 이동을 반영한 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 선택적으로 반영하여 갱신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 실시예에 따른 이동체의 환경 지도 작성 장치는, 상기 환경 지도가 작성되는 공간에 대해 상기 이동체의 기준 위치 정보를 측정하는 이동체 위치 측정부를 더 포함한다. 이에 따라, 상기 환경지도 작성부는 상기 측정한 이동체의 기준 위치 정보를 기준으로 상기 거리 측정부에서 측정한 거리 측정값에 기초하여 상기 환경 지도를 작성한다.
본 발명의 실시예에서 상기 거리 측정부는 초음파 센서, 적외선 센서, 및 레이저 센서 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 상기 물체 이동 감지부는 전파 탐지가가 적용될 수 있다. 상기 이동체 위치 측정부는 인공 표식물 탐지기가 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 초음파 센서 및 적외선 센서는 상기 이동체의 외측면에 일정 간격으로 배치되고, 상기 레이저 센서는 상기 이동체의 상측면에 배치된다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자율이동로봇과 같은 이동체를 이용한 환경 지도 작성 방법은, 환경 지도 작성 명령에 따라 이동체를 이송하면서 상기 이동체의 주변에 위치하는 물체까지의 거리를 측정하는 단계, 상기 측정한 거리 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성하는 단계, 상기 이동체를 기준으로 상기 작성된 환경 지도에 포함된 물체까지의 거리와, 상기 환경 지도가 작성된 후 상기 측정 단계를 통해 새로 측정되는 상기 물체까지의 거리 측정값을 비교하여, 상기 환경 지도가 작성된 후 이동한 물체를 검출하는 단계, 상기 환경 지도 영역 내에 포함된 물체의 이동 여부를 감지하는 단계; 및 상기 이동 물체가 검출되거나 상기 물체의 이동이 감지되면, 입력되는 명령에 따라 상기 물체의 이동을 반영한 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 선택적으로 반영하여 갱신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 자율이동로봇과 같은 이동체를 이용한 환경 지도 작성 방법은, 상기 이동 물체가 검출되지 않으면, 상기 작성된 환경 지도에 기초하 여 해당 작업을 수행하는 단계를 더 포함한다.
상기 갱신 단계는, 상기 이동 물체가 검출되면, 사용자로부터 상기 작성된 환경 지도의 갱신 명령에 대한 입력 여부를 판별하는 단계; 및 상기 갱신 명령이 입력된 것으로 판단되면, 상기 사용자로부터 입력되는 명령에 따라 상기 환경 지도를 갱신하는 단계를 포함한다. 상기 갱신 단계는, 상기 갱신 명령이 입력되지 않은 것으로 판단되면, 상기 이동 물체를 포함하는 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 반영하여 갱신하는 단계를 더 포함한다.
삭제
본 발명의 실시예에 따른 자율이동로봇과 같은 이동체를 이용한 환경 지도 작성 방법은, 상기 환경 지도가 작성되는 공간에 대해 상기 이동체의 기준 위치 정보를 측정하는 단계를 더 포함한다. 이에 따라, 상기 환경지도 작성 단계에서는 상기 측정한 이동체의 기준 위치 정보를 기준으로 상기 측정한 거리 측정값에 기초하여 상기 환경 지도를 작성한다.
본 발명에 따르면, 이동체가 이동하면서 물체에 대한 거리를 측정하고 이를 기초로 환경 지도를 작성한 후 이동 물체에 대한 이동 여부를 감지하여 이에 따라 변경된 환경 정보를 수집하여 작성된 환경 지도에 반영하여 새롭게 환경 지도를 갱 신함으로써, 이동체를 이용하여 환경 지도 영역 내의 환경 변화 정보가 보다 신속하고 정확하게 반영된 환경 지도를 작성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 이동로봇과 같은 이동체에 이동체를 이송하는 장치를 장착하고 이에 초음파, 레이저, 적외선 센서등과 같은 거리측정센서를 장착하여 보다 효율적으로 환경지도를 작성하는 방법을 제안한다. 이를 통해, 본 발명에서는 보다 정확하고 신속하게 환경지도를 작성하는 기법을 제안한다. 또한 본 발명에서는 이렇게 작성된 환경 지도가 주위환경의 변화로 갱신이 필요할 때, 환경 변화에 대응하여 보다 신속하게 환경 지도를 갱신할 수 있는 방법을 제안한다. 이와 같이 본 발명에서 환경 변화에 적응적으로 보다 신속하게 구축이 가능한 환경 지도는 실내 이동체의 주행, 물류, 자원관리 및 추적 등 실내 지도정보에 기초한 다양한 응용기술에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환경 변화에 적응하여 보다 신속하게 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체를 도시한 블록도이다.
본 실시예에서 이동체는 자율이동로봇을 예로 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 이동체(100)는 제어부(110), 이송부(120), 사용자 인터페이스부(130), 거리 측정부(140), 이동물체 검출부(150), 물체 이동 감지부(160), 이동체 위치 측정부(170), 환경지도 작성부(180), 및 저장부(190)를 포함한다.
제어부(110)는 이동체(100)의 전반적인 동작을 제어하며, 본 발명의 실시예에 따라 환경 지도의 작성에 필요한 동작을 제어한다.
이송부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 이동체(100)를 이동시키는 동작을 수행하며, 본 발명의 실시예에 따라 환경 지도를 작성하기 위해 이동체(100)를 해당 영역으로 이동시키는 동작을 수행한다.
사용자 인터페이스부(130)는 이동체(100)의 동작에 따른 결과 정보를 사용자에게 출력 또는 사용자로부터 제공되는 명령 정보를 수집하는 기능을 수행한다.
거리 측정부(140)는 이동체(100)가 위치하는 해당 주변 영역에 대해 위치하는 물체까지의 거리를 측정한다. 이때 제어부(110)는 이송부(120)를 제어하여 환경 지도를 작성하고자 하는 전체 영역에 대해 이동체(100)가 이동하도록 제어한다. 본 발명의 실시예에서 거리 측정부(140)는 초음파 센서, 적외선 센서, 및 레이저 센서 등이 적용될 수 있다.
이에 따라, 환경지도 작성부(180)는 이송부(120)에 의해 이동체(100)가 이동하면서 거리 측정부(140)에 의해 측정된 거리 측정값에 기초하여 해당 영역 전체에 대한 환경 지도를 작성한다. 이때 환경지도 작성부(180)는 저장부(190)에 저장된 환경 지도 작성용 프로그램을 이용하여 환경 지도를 작성한다.
이동물체 검출부(150)는 환경지도 작성부(180)에서 작성된 환경 지도와 거리측정부(140)에서 측정한 환경 지도의 전체 영역에 대한 물체 탐지 측정값을 비교하여, 환경 지도 전체 영역에서 이동 물체를 검출한다.
물체 이동 감지부(160)는 이동물체 검출부(150)에서 검출된 이동 물체에 대한 이동 여부를 감지한다. 본 발명의 실시예에서 물체 이동 감지부(160)는 전파 탐지기가 적용될 수 있다.
이동체 위치 측정부(170)는 이동체(100)의 절대적 위치를 측정한다. 이렇게 측정한 이동체(100)의 위치 정보는 환경 지도를 작성 시에 해당 물체까지의 거리 측정을 위한 기준 위치가 된다. 본 발명의 실시예에서 이동체 위치 측정부(170)는 이동체(100)의 위치 추정을 위해 인공 식별 탐지기가 적용될 수 있다.
한편, 작성된 환경 지도에서 이동 물체가 검출되지 않으면, 제어부(110)는 작성된 환경 지도를 기초로 해당 작업을 수행한다.
반면, 이동 물체가 이동한 것으로 판별되면, 제어부(110)는 사용자 인터페이스부(130)를 통해 사용자로부터 직접 지도를 갱신할 지를 결정하는 명령을 입력받는다. 사용자가 직접 지도를 갱신하기 위한 명령이 입력되면, 제어부(110)는 환경 지도 작성부(180)를 제어하여 입력되는 명령에 따라 이동 물체의 이동에 따라 변경된 환경 정보가 반영되도록 환경 지도를 갱신한다. 사용자로부터 직접 지도를 갱신하기 위한 명령이 입력되지 않으면, 제어부(110)는 이송부(100)와 거리 측정부(140)를 제어하여 이동 물체의 이동에 따라 변경된 환경 정보를 수집하고, 수집된 환경 정보에 기초하여 환경 지도를 갱신하도록 환경 지도 작성부(180)를 제어한다.
따라서, 이동체(100)가 이동하면서 물체에 대한 거리를 측정하고 이를 기초로 환경 지도를 작성한 후 이동 물체에 대한 이동 여부를 감지하여 이에 따라 변경 된 환경 정보를 수집하여 작성된 환경 지도에 반영하여 새롭게 환경 지도를 갱신함으로써, 이동체를 이용하여 환경 지도 영역 내의 환경 변화 정보가 보다 신속하고 정확하게 반영된 환경 지도를 작성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 도 1의 환경 변화에 적응하여 보다 신속하게 환경 지도를 작성할 수 있는 이동체(100)의 적용 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 이동체(100)는 상면에 이송부(120), 이송부(120)를 제어하기 위한 케이블(122), 및 거리 측정부(140) 중 측면에 초음파 센서(142)와 적외선 센서(144) 및 상면에 레이저 센서(146)가 설치된다. 또한 이동체(100)는 상면에 이동체(100)의 위치를 추정하기 위한 이동체 위치 추정부(170)의 인공 표식물 탐지기, 및 상면에 RFID 또는 지그비(ZigBee) 등과 같은 특정 무선 태그를 탐지할 수 있는 물체 이동 감지부(160)의 전파 탐지기가 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이동체(100)는 이송부(120)를 사용할 경우, 이동체(100)의 정면을 향해 이송부(120)가 놓여 있어야 이동체(100)를 제어하기 용이하다. 또한 거리 측정부(140)의 레이저 센서(146)의 경우 이송부(120)를 제어하는 사용자에 의해 측정 범위가 가려지는 것을 막기 위해 이동체(100)의 상면 외측에 배치하는 것이 바람직하다. 그리고 초음파 센서(142) 및 적외선 센서(144)의 경우에는 가격이 저렴하기 때문에 이동체(100)의 측면에 일정하게 탐지할 수 있게 고루 분포하여 배치하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동체(100)의 거리 측정부(140)를 이용한 환경 지도 작성을 위한 물체의 거리 정보 측정 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 이동체(100)가 이송부(120)에 의해 이송될 때, 주위 환경 지도 작성을 신속하게 하기 위해서는 지도에 작성하려는 물체(250)에 놓여있는 방향과 수직 방향(260)으로 이동체(100)의 이동 방향을 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 본 실시예에서 이동체(140)는 이동체(100)를 신속하게 이송하기 위한 이송부(120)의 사용으로 인해 거리 측정부(140)가 부정확한 거리 측정값을 가지지 않고, 물체(250)를 쉽고 정확하게 탐지할 수 있도록 물체(250)에 수직한 면 방향(270)에 맞게 이동체(100)의 측면부에 장착하는 것이 바람직하다. 이때, 이동체(100)의 위치를 정확하게 측정하기 위해, 이동체(100)의 위치를 측정할 수 있는 이동체 위치 측정부(170)의 인공 표식물 탐지기를 이동체(100)의 상부에 장착하여 사용할 수 있다.
이에 따라, 환경지도 작성부(180)는 도 3을 통해 수집한 물체(250)에 대한 거리 측정값을 기초로 환경 지도를 작성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 동적 환경의 변화를 탐지하여 이동된 물체를 검출하는 예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 이동체(100)에는 초음파 센서(142), 레이저 센서(144), 및 적외선 센서(146)와 같은 거리 측정부(140)가 장착된다. 이때 거리 측정부(140)는 이동체(100)에서부터 물체(300)까지의 거리값(310)을 측정한다.
본 실시예에서 이동 물체 검출부(150)는 거리 측정부(140)가 이동체(100)에서부터 물체(300)까지의 측정한 거리값(310)과, 환경지도 작성부(180)에 의해 작성 된 환경 지도에서 이동체(100)로부터 물체(300)까지의 거리값(L)을 비교 분석한다.
이때, 측정한 거리값(310)과 환경 지도에서의 거리값(L)이 대응하는 값이 아닌 경우, 이동 물체 검출부(150)는 동적 환경에서 물체(300)가 이동된 것으로 판단한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 이동 물체의 이동 여부를 감지하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 이동체(100)에는 RFID와 같은 무선 태그(tag)를 탐지할 수 있는 물체 이동 감지부(160)의 전파 탐지기가 장착된다. 이때 물체 이동 감지부(160)는 물체(300)에 부착된 태그(360)를 탐지한다.
본 실시예에서 물체 이동 감지부(160)는 환경지도 작성부(180)에 의해 작성된 환경 지도에서 물체(300)에 부착된 태그(360)의 위치 정보와, 실제 물체 이동 감지부(160)로부터 출력되는 전파(165)를 통해 탐지된 물체(300)에 부착된 태그(360)의 위치 정보가 동일한지를 판단한다.
이때, 환경 지도에서 물체(300)에 부착된 태그(360)의 위치 정보와, 실제 물체 이동 감지부(160)에서 탐지된 물체(300)에 부착된 태그(360)의 위치 정보가 다른 경우, 물체 이동 감지부(160)는 물체(300)가 환경 지도에 표시된 위치에 대비하여 이동된 것으로 판단한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 환경 지도에 표시된 물체의 위치에 대비하여 실제 환경에서 물체가 이동된 것으로 판단된 경우, 변경된 환경 정보를 작성된 환경 지도에 갱신하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 물체(300)의 이동에 의해 환경 정보가 변경된 경우, 제어부(110)는 물체(300)의 이동에 의해 변경된 공간(500)에 대해 이송부(120)를 제어하여 이동체(100)를 이동시켜 가면서 거리 측정부(140)를 제어하여 물체(300)에 대한 거리 정보를 측정한다. 이에 따라, 제어부(110)는 환경 지도 작성부(180)를 제어하여 측정한 거리 정보에 기초하여 환경이 변경된 공간(500)에 대한 환경 지도를 작성하여, 기존에 작성된 환경 지도에 반영한다.
본 발명의 다른 실시예에서 환경 정보가 변경되어 사용자로부터 직접 변경된 환경 정보를 반영한 환경 지도 변경 명령이 입력되면, 제어부(110)는 입력되는 명령에 따라 작성된 환경 지도를 갱신하여 반영할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환경 변화에 적응하여 보다 신속 정확하게 환경 지도를 작성할 수 있는 방법을 도시한 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 먼저 제어부(110)는 이송부(120)를 제어하여 이동체(100)를 이동시키면서 소정 공간에 대한 물체로부터의 거리를 측정하도록 거리 측정부(140)를 제어한다. 또한 제어부(110)는 이동체 위치 측정부(170)를 제어하여 이동체(100)의 절대적 위치를 측정한다. 이에 따라, 제어부(110)는 환경지도 작성부(180)를 제어하여 거리 측정부(140)에서 측정한 거리 측정값, 및 이동체 위치 측정부(170)에서 측정한 이동체(100)의 절대적 위치 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성한다(S110).
이후 제어부(110)는 이동물체 검출부(150)를 제어하여 환경지도 작성부(180) 에서 작성된 환경 지도와 환경 지도가 작성된 후 작성된 환경 지도 영역에서 거리 측정부(140)에서 측정한 물체 탐지 측정값을 비교하여, 환경 지도 전체 영역에서 이동 물체를 검출한다(S120).
이때, 작성된 환경 지도 영역에서 이동 물체가 검출되지 않으면, 제어부(110)는 작성된 환경 지도에 기초하여 해당 작업을 수행하는 동작을 제어한다(S170).
한편, S120 단계에서 작성된 환경 지도 영역에서 이동 물체가 검출되면, 제어부(110)는 사용자 인터페이스부(130)를 통해 환경 지도의 갱신 명령의 입력 여부를 판별한다(S130). 이때 환경 지도의 갱신 명령이 입력된 것으로 판단되면, 제어부(110)는 환경 지도 작성부(180)를 제어하여 사용자로부터 입력되는 명령에 따라 S110 단계에서 작성된 환경 지도를 갱신한다(S140). 이후 제어부(110)는 S140 단계에서 갱신된 환경지도에 기초하여 해당 작업을 수행하는 동작을 제어한다(S170).
한편, S130 단계에서 사용자로부터 환경 지도의 갱신 명령이 입력되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(110)는 이송부(100)와 거리 측정부(140)를 제어하여 이동 물체가 포함된 공간의 환경 정보를 수집하여 환경 지도 작성부(180)를 통해 환경 지도를 갱신한다(S150).
이후 제어부(110)는 물체 이동 감지부(160)를 제어하여 이동물체 검출부(150)에서 검출된 이동 물체에 대한 이동 여부를 감지한다(S160). 이때 물체가 이동된 것으로 판단되면, 제어부(110)는 S130 단계 내지 S150 단계를 수행한다.
S160 단계에서 물체가 이동하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(110)는 S150 단계에서 갱신된 환경지도에 기초하여 해당 작업을 수행하는 동작을 제어한다(S170).
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 이동체가 이동하면서 물체에 대한 거리를 측정하고 이를 기초로 환경 지도를 작성한 후 이동 물체에 대한 이동 여부를 감지하여 이에 따라 변경된 환경 정보를 수집하여 작성된 환경 지도에 반영하여 새롭게 환경 지도를 갱신함으로써, 이동체를 이용하여 환경 지도 영역 내의 환경 변화 정보가 보다 신속하고 정확하게 반영된 환경 지도를 작성할 수 있다.

Claims (15)

  1. 입력되는 명령에 따라 이동체를 이송하는 이송부;
    상기 이송부에 의해 이동되는 이동체로부터 주변에 위치하는 물체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부;
    상기 거리 측정부에서 측정한 거리 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성하는 환경지도 작성부;
    상기 이동체를 기준으로 상기 작성된 환경 지도에 포함된 물체까지의 거리와, 상기 환경 지도가 작성된 후 상기 거리 측정부를 통해 새로 측정되는 상기 물체까지의 거리 측정값을 비교하여, 상기 환경 지도가 작성된 후 이동한 물체를 검출하는 이동 물체 검출부;
    상기 환경지도 영역 내에 포함된 물체의 이동 여부를 감지하는 물체 이동 감지부; 및
    상기 이동 물체 검출부에 의해 이동 물체가 검출되거나, 상기 물체 이동 감지부에 의해 물체의 이동이 감지되면, 입력되는 명령에 따라 상기 물체의 이동을 반영한 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 선택적으로 반영하여 갱신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 환경 지도가 작성되는 공간에 대해 상기 이동체의 기준 위치 정보를 측정하는 이동체 위치 측정부를 더 포함하며,
    이에 따라, 상기 환경지도 작성부는 상기 측정한 이동체의 기준 위치 정보를 기준으로 상기 거리 측정부에서 측정한 거리 측정값에 기초하여 상기 환경 지도를 작성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 거리 측정부는 초음파 센서, 적외선 센서, 및 레이저 센서 중 어느 하나가 적용되는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 물체 이동 감지부는 전파 탐지가가 적용되는 것을 특징으로 하는 이동 체의 환경 지도 작성 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 이동체 위치 측정부는 인공 표식물 탐지기가 적용되는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 초음파 센서 및 적외선 센서 중 적어도 어느 하나는 상기 이동체의 외측면에 일정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 레이저 센서는 상기 이동체의 상측면에 배치도는 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 이동체는 자율주행로봇인 것을 특징으로 하는 이동체의 환경 지도 작성 장치.
  10. 환경 지도 작성 명령에 따라 이동체를 이송하면서 상기 이동체의 주변에 위치하는 물체까지의 거리를 측정하는 단계;
    상기 측정한 거리 측정값에 기초하여 환경 지도를 작성하는 단계;
    상기 이동체를 기준으로 상기 작성된 환경 지도에 포함된 물체까지의 거리와, 상기 환경 지도가 작성된 후 상기 측정 단계를 통해 새로 측정되는 상기 물체까지의 거리 측정값을 비교하여, 상기 환경 지도가 작성된 후 이동한 물체를 검출하는 단계;
    상기 환경 지도 영역 내에 포함된 물체의 이동 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 이동 물체가 검출되거나 상기 물체의 이동이 감지되면, 입력되는 명령에 따라 상기 물체의 이동을 반영한 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 선택적으로 반영하여 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 지도 작성 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이동 물체가 검출되지 않으면, 상기 작성된 환경 지도에 기초하여 해당 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 지도 작성 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 갱신 단계는,
    상기 이동 물체가 검출되면, 사용자로부터 상기 작성된 환경 지도의 갱신 명령에 대한 입력 여부를 판별하는 단계; 및
    상기 갱신 명령이 입력된 것으로 판단되면, 상기 사용자로부터 입력되는 명령에 따라 상기 환경 지도를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 지도 작성 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 갱신 단계는,
    상기 갱신 명령이 입력되지 않은 것으로 판단되면, 상기 이동 물체를 포함하는 변경된 환경 정보를 상기 작성된 환경 지도에 반영하여 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 지도 작성 방법.
  14. 삭제
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 환경 지도가 작성되는 공간에 대해 상기 이동체의 기준 위치 정보를 측정하는 단계를 더 포함하며,
    이에 따라, 상기 환경지도 작성 단계에서는 상기 측정한 이동체의 기준 위치 정보를 기준으로 상기 측정한 거리 측정값에 기초하여 상기 환경 지도를 작성하는 것을 특징으로 하는 환경 지도 작성 방법.
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