KR101049906B1 - Autonomous mobile apparatus and method for avoiding collisions of the same - Google Patents

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KR101049906B1
KR101049906B1 KR1020100139538A KR20100139538A KR101049906B1 KR 101049906 B1 KR101049906 B1 KR 101049906B1 KR 1020100139538 A KR1020100139538 A KR 1020100139538A KR 20100139538 A KR20100139538 A KR 20100139538A KR 101049906 B1 KR101049906 B1 KR 101049906B1
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안성용
박용운
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Abstract

PURPOSE: An autonomous mobile apparatus and a collision avoiding method thereof are provided to reliably predict the moving route of mobile obstacles and avoid the collision against the obstacles. CONSTITUTION: A plurality of wheels(300) are installed in the body of an autonomous mobile apparatus. An absolute position recognition unit(210) recognizes the absolute position of the autonomous mobile apparatus and the absolute position of an obstacle as regular time intervals. An obstacle moving route calculation unit(240) calculates the moving route of an obstacle using the absolute position of the obstacle recognized at regular time intervals and cubic function. An obstacle position calculation unit(250) computes the expected position of the obstacle at the specific point of time using the moving route and speed of the obstacle. A control unit(220) determines the probability of a collision against the obstacle and drives the wheels with controlled direction and speed in order to avoid the collision.

Description

자율 이동 장치 및 이의 충돌 회피 방법{AUTONOMOUS MOBILE APPARATUS AND METHOD FOR AVOIDING COLLISIONS OF THE SAME}Autonomous mobile device and its collision avoidance method {AUTONOMOUS MOBILE APPARATUS AND METHOD FOR AVOIDING COLLISIONS OF THE SAME}

본 발명은 장애물의 이동경로를 예측하여 고정 장애물 및 이동 장애물과의 충돌을 회피하는 자율 이동 장치 및 이의 충돌 회피 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an autonomous mobile device and a collision avoidance method for predicting the movement path of the obstacle to avoid collision with the fixed obstacle and the moving obstacle.

미래 전장은 인구감소와 인명중시 사상에 의해 필수 불가결하게 로봇의 활용이 예상된다. 특히, 미국은 미래 전장에 로봇을 활용하기 위해 미래전투체계(Future Combat System) 사업을 수행 중이며, 이를 통해 SUGV(Small Unmanned Ground Vehicle), MULE (Multi-function Utility/Logistics and Equipment) 등의 무인차량을 개발하고 있다.The future battlefield is expected to use robots indispensable due to population decline and life-saving thought. In particular, the United States is conducting a future Combat System (Future Combat System) project to utilize robots in future battlefields, and through this, unmanned vehicles such as small unmanned ground vehicles (SUGVs) and multi-function utility / logistics and equipment (MULE). Is developing.

이러한 무인차량은 크게 감지센서와 인지/처리를 수행하는 인식계층, 임무통제와 자율제어를 수행하는 판단계층, 구조/메커니즘, 추진/에너지 및 임무장비를 담당하는 작동계층으로 분류할 수 있다. 무인차량이 자율 주행을 하기 위한 가장 핵심기술은 판단계층의 자율제어 부분에 속한 경로계획 기술이다.These unmanned vehicles can be broadly classified into sensors, recognition layers that perform cognition / processing, decision layers that perform mission control and autonomous control, and operating layers that are responsible for structure / mechanism, propulsion / energy and mission equipment. The key technology for autonomous driving of unmanned vehicles is route planning technology that belongs to the autonomous control part of the decision layer.

경로계획 기술은 인식계층에서 기지의 정보나 센서 정보를 처리하여 생성된 기동 지도과 장애물 지도를 바탕으로 미리 계획된 경로를 가능한 추종하고 장애물을 회피하며 최대한 시간, 거리 혹은 에너지 면에서 효율적인 경로를 생성하고 이를 작동계층이 제어할 수 있는 조향, 가/감속, 제동 명령으로 변환시켜 생성된 경로를 추종하도록 제어명령을 발생시키는 것이다.Route planning technology follows the pre-planned route as possible based on the maneuver map and obstacle map generated by processing the information of the base or sensor in the recognition layer, avoids obstacles, and generates the efficient route in terms of time, distance or energy. Control commands are generated to follow the path generated by converting the steering, acceleration / deceleration, and braking commands that the operating layer can control.

한국특허등록번호 제899820호의 자율이동차량용 지면/장애물 판별장치, 일본공개특허 제2007-199965호의 자율 이동 장치 등을 포함한 종래기술은, 무인차량에 장착된 전방 감지센서로 측정된 거리 데이터들을 이용하여 장애물을 판별, 회피하도록 하고 있다.The prior art, including the ground / obstacle discrimination apparatus for autonomous mobile vehicles of Korea Patent No. 898820 and the autonomous mobile apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-199965, uses distance data measured by the front sensor mounted on an unmanned vehicle. Obstacles are to be identified and avoided.

이러한 종래기술에 의하면, 이동 장애물의 이동경로를 무인차량에 장착된 센서의 감지영역 이내에 한하여 실시간 또는 미래의 일정한 단시간에 걸쳐서만 적용할 수 있으며, 2차원적으로만 이동 장애물의 미래 이동경로를 예측가능하므로 이동경로 예측의 신뢰성이 낮다는 한계가 있었다.According to the related art, the movement path of the moving obstacle can be applied only within a sensing area of the sensor mounted on the driverless vehicle only in real time or for a certain short time in the future, and predicts the future movement path of the moving obstacle only in two dimensions. As a result, there was a limitation in that the reliability of the movement route prediction was low.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 임의의 이동경로로 이동중인 이동 장애물의 미래 이동경로를 보다 신뢰성 있게 예측하고, 장애물과의 충돌 회피를 더욱 안정적으로 수행하는 자율 이동 장치 및 이의 충돌 회피 방법을 제공함에 일 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an autonomous mobile device and a collision avoidance method for predicting a future movement path of a moving obstacle moving in any movement path more reliably, and more stably avoid collision with the obstacle The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자율 이동 장치는, 자율 이동 장치 본체에 구비된 복수의 바퀴와, 미리 설정된 기준점과, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여, 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식유닛과, 일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 장애물과의 충돌을 회피하도록 상기 자율 이동 장치의 이동방향 또는 이동속도를 제어하여 상기 바퀴를 구동하는 제어유닛을 포함하여 구성된다.The autonomous mobile device according to the present invention for achieving the above object, using a plurality of wheels provided in the autonomous mobile device main body, a predetermined reference point, the position information of the autonomous mobile device and the position information of one or more obstacles, An absolute position recognition unit for recognizing the absolute position of the autonomous mobile device and the absolute position of the obstacle at predetermined time intervals, and the obstacle and the obstacle based on the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle at a predetermined time point. And a control unit for determining whether or not there is a collision and controlling the moving direction or the moving speed of the autonomous movement device to avoid collision with the obstacle.

본 발명에 따른 자율 이동 장치는, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하는 위치정보 검출유닛을 더 포함하여 구성된다.The autonomous mobile device according to the present invention includes one or more sensors, and further includes a location information detection unit for detecting the location information of the autonomous mobile device and the location information of the obstacle.

또한, 상기 자율 이동 장치는, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단유닛을 더 포함하여 구성된다.The autonomous mobile device may further include an obstacle determination unit that determines that the obstacle is recognized as a fixed obstacle if the absolute position of the obstacle is recognized at a predetermined time interval, and is a moving obstacle if it is not the same.

또한, 상기 자율 이동 장치는, 상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산유닛을 더 포함하여 구성된다. 또, 상기 자율 이동 장치는, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출유닛을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 장애물 위치 연산유닛은, 상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 상기 장애물의 예상위치를 연산한다.The autonomous moving device may further include an obstacle position calculating unit that calculates an expected position of the obstacle at a certain point of time using the absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval. The autonomous moving device may further include an obstacle moving path calculating unit configured to calculate a moving path of the obstacle using the absolute position of the obstacle recognized at predetermined time intervals. Here, the obstacle position calculation unit calculates the expected position of the obstacle using the movement path of the obstacle and the movement speed of the obstacle.

본 발명에 따른 자율 이동 장치에 있어서, 상기 장애물 이동경로 산출유닛은, 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 산출한 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤하여 산출한다.In the autonomous moving device according to the present invention, the obstacle moving path calculating unit calculates the moving path calculated using the absolute position of the obstacle by curve fitting with a cubic function.

본 발명에 따른 자율 이동 장치는, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 이용하여 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산유닛을 더 포함한다.The autonomous moving device according to the present invention further includes a device position calculating unit for calculating an expected position of the autonomous moving device by using the moving direction of the autonomous moving device and the moving speed of the autonomous moving device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법은, 미리 설정된 기준점과, 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식 단계와, 상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산 단계와, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 이동속도, 및 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하는 충돌 판단 단계와, 상기 충돌 판단 단계의 판단 결과를 근거로 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 동작을 수행하는 충돌 회피 단계를 포함하여 구성된다.The collision avoidance method of the autonomous mobile device according to the present invention for achieving the above object is, by using a predetermined reference point, the position information of the autonomous mobile device and the position information of one or more obstacles, the absolute of the autonomous mobile device at regular time intervals. An absolute position recognition step of recognizing a position and an absolute position of the obstacle, an obstacle position calculation step of calculating an expected position of the obstacle at a certain point of time using the absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval, and the Collision determination step of determining whether or not the collision with the obstacle based on the moving direction and the moving speed of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle, and avoids collision with the obstacle based on the determination result of the collision determination step And a collision avoidance step of performing an operation.

본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법은, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하는 위치정보 검출 단계를 더 포함하여 구성된다.The collision avoidance method of the autonomous mobile device according to the present invention further includes a location information detecting step of detecting the location information of the autonomous mobile device and the location information of the obstacle.

또한, 상기 충돌 회피 방법은, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단 단계를 더 포함하여 구성된다.The collision avoidance method may further include an obstacle determination step of determining a fixed obstacle if the absolute positions of the obstacles recognized at predetermined time intervals are the same, and a moving obstacle if not the same.

또한, 상기 충돌 회피 방법은, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출 단계를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 제11 항에 있어서, 상기 장애물 위치 연산 단계는, 상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 상기 장애물의 예상위치를 연산한다.The collision avoidance method may further include an obstacle movement path calculating step of calculating a movement path of the obstacle using the absolute position of the obstacle recognized at predetermined time intervals. The method of claim 11, wherein the step of calculating the obstacle position, the expected position of the obstacle is calculated using the movement path of the obstacle and the moving speed of the obstacle.

본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법에 있어서, 상기 장애물 이동경로 산출 단계는, 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 산출한 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤하여 산출한다.In the collision avoidance method of the autonomous movement apparatus according to the present invention, the obstacle movement path calculating step is calculated by curve fitting the movement path calculated using the absolute position of the obstacle with a cubic function.

본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법은, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 근거로 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 충돌 판단 단계는, 일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치의 중복 여부로 충돌을 판단한다.The collision avoidance method of the autonomous mobile device according to the present invention may further include a device position calculation step of calculating an expected position of the autonomous mobile device based on the moving direction of the autonomous mobile device and the moving speed of the autonomous mobile device. have. Here, the collision determination step, the collision is determined by whether the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle overlaps at a certain point in time.

본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법에 있어서, 상기 충돌 회피 단계는, 상기 충돌 판단 단계의 판단 결과, 충돌이 판단되면 상기 자율 이동 장치를 정지하거나, 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 가감하거나, 또는 상기 자율 이동 장치의 이동 방향을 변경한다.In the collision avoidance method of the autonomous mobile device according to the present invention, the collision avoidance step, if the collision is determined as a result of the determination of the collision determination step, stop the autonomous mobile device, or increase or decrease the moving speed of the autonomous mobile device; Or change the moving direction of the autonomous mobile device.

본 발명은 장애물과 자신의 절대위치를 인식하고, 이동 장애물의 이동경로를 산출하여 미래 시점에서의 이동 장애물과의 충돌을 회피한다.The present invention recognizes the obstacle and its absolute position, calculates the movement path of the moving obstacle to avoid collision with the moving obstacle in the future.

본 발명은 이동 장애물의 이동경로를 3차 함수로 근사화함으로써 원하는 일정 시점에서의 이동 장애물의 위치를 신뢰성 있게 예측함으로써 이동 장애물과의 충돌을 회피하여 시스템의 안정성을 제고한다.The present invention improves the stability of the system by avoiding collision with the moving obstacle by reliably predicting the position of the moving obstacle at a desired time point by approximating the moving path of the moving obstacle with a cubic function.

도 1은 본 발명에 따른 자율 이동 장치를 보인 사시도;
도 2는 도 1에서의 자율 이동 장치의 정면도;
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 자율 이동 장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 5는 본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법을 개략적으로 도시한 흐름도;
도 6은 도 5에서의 충돌 회피 방법의 일 예를 보인 세부 흐름도;
도 7은 본 발명에 있어서, 위치정보 검출유닛의 감지 영역 내에 고정 장애물과 이동 장애물이 존재하는 경우의 예를 보인 도;
도 8은 본 발명에 있어서, 이동 장애물의 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤한 예를 보인 그래프;
도 9는 본 발명에 있어서, 일정 시점에서의 이동 장애물의 위치 변화를 설명하기 위한 도이다.1 is a perspective view showing an autonomous moving device according to the present invention;
FIG. 2 is a front view of the autonomous movement device in FIG. 1; FIG.
3 and 4 are block diagrams schematically showing the configuration of the autonomous mobile apparatus according to the present invention;
5 is a flowchart schematically illustrating a collision avoidance method of an autonomous mobile apparatus according to the present invention;
6 is a detailed flowchart illustrating an example of the collision avoidance method of FIG. 5;
7 is a view showing an example of a case where a fixed obstacle and a moving obstacle in the detection area of the position information detection unit in the present invention;
8 is a graph showing an example of curve fitting of a moving path of a moving obstacle by a cubic function according to the present invention;
9 is a view for explaining the position change of the moving obstacle at a certain time in the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자율 이동 장치 및 이의 장애물 회피 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an autonomous mobile device and an obstacle avoiding method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

자율 이동 장치의 경로계획 기술은 세부적으로 임무계획, 전역 경로계획, 지역 경로계획, 이동 장애물 회피, 실시간 충돌 회피로 나눌 수 있다. 임무계획은 무인차량이 임무 수행에 앞서 임무와 관련된 다양한 정보(속성이 부여된 위성지도 혹은 지형 고도 자료 등)를 바탕으로 장애물, 통신 가시성, 주행 가능성 등을 분석하여 목표점 또는 중요 경유점을 계획하는 것이다.Route planning techniques for autonomous mobile devices can be divided into mission planning, global route planning, regional route planning, moving obstacle avoidance, and real-time collision avoidance. Mission planning is based on the analysis of obstacles, communication visibility and driving possibilities based on various information related to the mission (such as satellite maps or terrain altitude data) related to the mission prior to the mission. will be.

또한, 경로계획 기술은 목표점 또는 중요 경유점에서 구체적인 임무(감시, 경계 등)를 할당한다. 전역 경로계획은 임무계획에서 생성된 목표점 또는 중요 경유점과 분석된 정보(주행 가능성, 장애물 등)를 활용하여 차량이 이미 알고 있는 장애물을 회피하여 안전하게 주행할 수 있는 중요 경유점 간의 촘촘한 경로를 생성하는 것이다.In addition, route planning techniques assign specific tasks (monitoring, alerting, etc.) at target or critical waypoints. Global route planning creates a tight path between the target or critical waypoints generated in the mission plan and the critical waypoints that allow the vehicle to drive safely by avoiding obstacles that the vehicle already knows, using the analyzed information (likelihood of driving, obstacles, etc.). It is.

지역 경로계획은 전역 경로계획에서 생성된 경로를 따라 주행하면서 무인차량의 전방에 장착된 센서의 인지 범위 내에 실제 습득된 정보를 바탕으로 장애물 정보를 획득하고 이를 바탕으로 해당 구간 내의 전역 경로를 실시간으로 갱신한다.The local route plan acquires obstacle information based on the actual acquired information within the recognition range of the sensor mounted in front of the driverless vehicle while driving along the route generated in the global route plan, and based on this, the global route in the corresponding section is obtained in real time. Update

이동 장애물 회피는 무인차량에 탑재된 다중센서 정보를 활용하여 이동 물체를 탐지하고 시간에 따라 추적하며 예상 이동 지역을 추정하며, 이를 바탕으로 무인차량에 위험 정도를 판단하고 위험 정도가 높은 이동 장애물에 대해 회피를 수행하는 경로를 생성한다.Moving obstacle avoidance detects moving objects, tracks them over time and estimates the expected moving area by using the multi-sensor information mounted on the unmanned vehicle. Create a path to dodge the

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자율 이동 장치는, 자율 이동 장치 본체에 구비된 복수의 바퀴(300)와, 미리 설정된 기준점과, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여, 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식유닛(210)과, 일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 장애물과의 충돌을 회피하도록 상기 자율 이동 장치의 이동방향 또는 이동속도를 제어하여 상기 바퀴를 구동하는 제어유닛(220)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the autonomous mobile device according to the present invention includes a plurality of wheels 300 provided in the autonomous mobile device main body, a preset reference point, location information of the autonomous mobile device, and location information of one or more obstacles. Absolute position recognition unit 210 for recognizing the absolute position of the autonomous mobile device and the absolute position of the obstacle at regular time intervals, and the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle at a certain time interval by using The control unit 220 is configured to determine whether or not the collision with the obstacle, and to drive the wheel by controlling the moving direction or the moving speed of the autonomous mobile device on the basis of the collision.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 본체는 자율이동 플랫폼이 지면을 이동할 수 있도록 복수의 바퀴(300)들을 구비한다. 바퀴(300)들은 자율 이동 장치가 야지 및 험지에서 주행할 수 있도록 본체에 회전 가능하게 연결된 암에 연결될 수 있다. 상기 본체에는 자율 이동 장치의 자율 이동을 제어하는 제어부(200)와, 무선통신을 위한 무선통신모듈 등이 전자부품의 형태로 내장된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(200)는 상기 절대위치 인식유닛(210)과 상기 제어유닛(220)을 포함한다.1 and 2, the body includes a plurality of wheels 300 so that the autonomous platform can move the ground. The wheels 300 may be connected to an arm rotatably connected to the main body so that the autonomous mobile device can travel in the field and the hill. The main body includes a control unit 200 for controlling autonomous movement of the autonomous mobile device, a wireless communication module for wireless communication, and the like in the form of electronic components. As shown in FIG. 3, the control unit 200 includes the absolute position recognition unit 210 and the control unit 220.

상기 절대위치 인식유닛(210)은, 자율 이동 장치 자체의 절대위치와 피검출 대상물, 즉 장애물(이하, '장애물')의 절대위치를 인식한다. 절대위치 인식유닛(210)은, 자율 이동 장치(A)와 장애물(B, C)의 상대좌표(x, y), 또는 상기 자율 이동 장치(A)와 장애물(B,C) 간의 거리(d), 상대각도(θ) 등의 위치 데이터를, 절대좌표(X, Y)로 연산하고, 인식한다.The absolute position recognition unit 210 recognizes the absolute position of the autonomous mobile device itself and the absolute position of the object to be detected, that is, the obstacle (hereinafter, "obstacle"). Absolute position recognition unit 210, relative coordinates (x, y) of the autonomous mobile device (A) and the obstacles (B, C), or the distance (d) between the autonomous mobile device (A) and the obstacles (B, C) ) And the position data such as the relative angle θ are calculated by the absolute coordinates (X, Y) and recognized.

상기 절대위치 인식유닛(210)은, 절대좌표 (X,Y)=(0,0)로 기설정된 지점을 기준으로 하여, 자율 이동 장치(A) 차체의 위치와 폭을 각각 절대좌표 AC(X, Y), AW(X, Y)로 인식하고, 상기 자율 이동 장치(A) 차체에 대한 상기 장애물(B, C)의 상대위치와 폭을 각각 절대좌표 BC(X, Y), BW(X, Y), CC(X, Y), CW(X, Y)로 연산하고, 인식한다.The absolute position recognition unit 210, based on a point set by the absolute coordinates (X, Y) = (0, 0), the position and the width of the vehicle body of the autonomous vehicle (A), respectively, absolute coordinates AC (X). , Y) and AW (X, Y), and the relative positions and widths of the obstacles B and C with respect to the body of the autonomous vehicle A are respectively coordinates BC (X, Y) and BW (X). , Y), CC (X, Y), CW (X, Y) to calculate and recognize.

본 발명에 따른 자율 이동 장치는, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하는 위치정보 검출유닛(100)을 더 포함하여 구성된다.The autonomous mobile device according to the present invention includes one or more sensors, and further includes a location information detection unit (100) for detecting the location information of the autonomous mobile device and the location information of the obstacle.

상기 위치정보 검출유닛(100)은 일반적으로 2D 레이더(radar)를 사용하는데, 상기 자율 이동 장치의 전면에 수평방향으로 전방을 지향하게 장착된 경우, 상기 2D 레이더는 상기 자율 이동 장치의 위치 정보 및 상기 자율 이동 장치 전방의 대상물, 즉 장애물의 위치 정보를 (x, y) 2차원 좌표로 검출한다.The position information detecting unit 100 generally uses a 2D radar. When the position information detecting unit 100 is mounted to the front of the autonomous mobile device in a horizontal direction, the 2D radar includes the position information of the autonomous mobile device. The position information of the object in front of the autonomous mobile device, that is, the obstacle is detected by (x, y) two-dimensional coordinates.

도 7을 참조하면, 상기 자율 이동 장치(A)는, 상기 위치정보 검출유닛(100)을 이용하여 자율 이동 장치(A) 자체의 위치 정보와, 상기 자율 이동 장치(A) 전방의 대상물(B, C)의 위치 정보를 실시간으로 획득한다. 상기 위치정보 검출유닛(100)이 전면에 수평방향으로 전방을 지향하게 장착된 경우, 상기 자율 이동 장치(A)의 위치 정보 및 상기 자율 이동 장치(A) 전방의 대상물(B, C)의 위치 정보, 상대 위치를 (x, y)의 2차원 좌표로 획득한다. 상기 절대위치 인식유닛(210)은, 상기 위치정보 검출유닛(100)이 검출한 자율 이동 장치(A)와 장애물(B, C)의 상대좌표(x, y), 또는 상기 자율 이동 장치(A)와 장애물(B,C) 간의 거리(d), 상대각도(θ) 등의 위치 데이터를, 절대좌표(X, Y)로 연산하여 인식한다.Referring to FIG. 7, the autonomous mobile device A uses the positional information detection unit 100 to position information on the autonomous mobile device A itself, and the object B in front of the autonomous mobile device A. FIG. , Location information of C) is obtained in real time. When the position information detecting unit 100 is mounted to the front in the horizontal direction to the front, the position information of the autonomous mobile device (A) and the position of the object (B, C) in front of the autonomous mobile device (A) Obtain information and relative position in two-dimensional coordinates of (x, y). The absolute position recognition unit 210 is a relative coordinate (x, y) of the autonomous moving device (A) and the obstacles (B, C) detected by the position information detection unit (100), or the autonomous moving device (A). ) And the position data such as the distance d and the relative angle θ between the obstacles B and C are calculated by the absolute coordinates X and Y and recognized.

상기 위치정보 검출유닛(100)은 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 스캐너(120) 또는 카메라(130)를 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 1 or 2, the location information detecting unit 100 may include a first scanner 120 or a camera 130.

제1 스캐너(120)는 본체 전방의 일정 거리까지 스캐닝하여 제1정보를 생성한다. 제1 스캐너(120)는 본체의 전방을 향하여 레이저 빔을 조사하여 대상 물체로부터 반사된 레이저를 수광하는 2D 레이저 스캐너의 형태로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 제1정보는 레이저빔이 도달하는 대상까지의 거리 정보의 형태를 갖는다.The first scanner 120 scans to a predetermined distance in front of the main body to generate first information. The first scanner 120 may be implemented in the form of a 2D laser scanner that receives a laser beam reflected from a target object by irradiating a laser beam toward the front of the main body. In this case, the first information has a form of distance information to the object to which the laser beam arrives.

카메라(130)는 본체의 전방 영상을 촬영하여 제2정보를 생성하기 위한 것이다. 카메라(130)는 복수의 CCD 카메라들이 하나의 마운트에 고정된 형태를 갖는 스테레오 카메라의 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 카메라(130)는 제1 및 제2 촬영부(131,132)를 구비하는 스테레오 카메라의 형태로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 제2정보는 동일 촬영 대상에 대하여 제1 및 제2 촬영부(131,132)가 각각 촬영한 한 쌍의 영상 정보일 수 있으며, 이러한 영상 정보는 스테레오 매칭을 통해 대상의 촬영대상의 위치 정보를 추정하는데 사용된다. The camera 130 is for generating second information by photographing a front image of the main body. The camera 130 may have a form of a stereo camera having a plurality of CCD cameras fixed to one mount. That is, the camera 130 may be implemented in the form of a stereo camera having first and second photographing units 131 and 132. In this case, the second information may be a pair of image information photographed by the first and second photographing units 131 and 132, respectively, with respect to the same photographing target, and the image information may be stereoscopic matching. Used to estimate

마운트(140)는 제1 스캐너(120)와 카메라(130)를 함께 안착시키기 위한 구조로서, 본체의 전면에 고정된다. 마운트(140)에는 제1 스캐너(120)와 카메라(130)의 지향 방향을 조절할 수 있도록 제1 스캐너(120)와 카메라(130)가 회전 가능하게 장착된다.Mount 140 is a structure for mounting the first scanner 120 and the camera 130 together, it is fixed to the front of the body. The mount 140 is rotatably mounted with the first scanner 120 and the camera 130 to adjust the direction of orientation of the first scanner 120 and the camera 130.

상기 위치정보 검출유닛(100)은 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 본체에 지면과 평행한 방향으로 전방을 스캐닝하여 제3정보를 생성하는 제2 스캐너(160)가 추가로 장착될 수 있다. 제2 스캐너(160)는 본체의 마운트(140)의 장착 위치에서 하측 방향으로 일정 간격만큼 이격된 위치에 추가적으로 장착되어, 제1 스캐너(120)의 사각지역에 있는 대상물의 거리 정보를 측정한다. 제2 스캐너(160)로서 제1 스캐너(120)와 마찬가지로 2D 레이저 스캐너가 사용될 수 있으며, 제3정보는 지면과 평행한 방향에 위치한 지형 및 장애물 등에 관한 거리 정보일 수 있다. 제2 스캐너(160)는 지면을 기준으로 수평 방향을 지향하도록 배치되며, 그로부터 본체의 이동시 전방의 일정 높이 이상의 장애물에 대한 거리 및 폭 정보를 획득한다. 이러한 정보는 장애물 인식의 요청이 들어오면 2차원 데이터로 구성된 장애물 맵으로 변환 활용할 수 있다. 이동 장애물의 경우 장애물 인식에 대한 빠른 응답성이 요구되기 때문에 계산량이 많고 복잡한 3차원 데이터 대신 2차원 데이터가 사용된다. 제어부(200)는 제2 스캐너(160)로부터 제공된 제3정보에 의해 근거리 장애물과 이동 경로를 정확히 판단함과 아울러 근거리에서 갑자기 출현하는 이동 장애물 등을 인식하여 신속히 회피할 수 있다. 제2 스캐너(160)는 도 2에 도시한 바와 같이, 지면으로부터 바퀴(300)의 반경(R)에 대응되는 높이에 위치하여 바퀴(300)의 반경(R)보다 낮은 높이의 장애물을 넘을 수 있도록 설계될 수 있다. 이러한 경우, 반경(R)에 대응되는 높이에 위치한 제2 스캐너(160)가 제공한 거리 정보는 자율이동 플랫폼이 장애물을 넘어서 이동할 것인지 아니면 장애물을 회피하여 이동할 것인지를 결정하기 위한 기초 자료로서 사용될 수 있다.As shown in FIG. 1 or 2, the position information detecting unit 100 may further include a second scanner 160 that scans the front in a direction parallel to the ground and generates third information. have. The second scanner 160 is additionally mounted at a position spaced apart by a predetermined interval downward from the mounting position of the mount 140 of the main body, and measures distance information of an object in a blind spot of the first scanner 120. Like the first scanner 120, a 2D laser scanner may be used as the second scanner 160, and the third information may be distance information about terrain, obstacles, and the like located in a direction parallel to the ground. The second scanner 160 is disposed so as to be oriented in a horizontal direction with respect to the ground, and obtains distance and width information on obstacles having a predetermined height or more in front of the main body when the main body moves. Such information may be converted into an obstacle map composed of two-dimensional data when a request for obstacle recognition is received. Moving obstacles require fast responsiveness to obstacle recognition, so two-dimensional data is used instead of computational and complex three-dimensional data. The controller 200 may accurately determine the short distance obstacle and the moving path based on the third information provided from the second scanner 160, and recognize the moving obstacle suddenly appearing at the short distance and may quickly avoid it. As illustrated in FIG. 2, the second scanner 160 may be positioned at a height corresponding to the radius R of the wheel 300 from the ground to overcome an obstacle having a height lower than the radius R of the wheel 300. It can be designed to be. In this case, the distance information provided by the second scanner 160 located at a height corresponding to the radius R may be used as a basis for determining whether the autonomous platform moves over an obstacle or moves to avoid an obstacle. have.

상기 위치정보 검출유닛(100)은 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 스캐너(120)의 스캐닝 거리보다 원거리까지 스캐닝하여 제4정보를 생성하는 제3 스캐너(170)가 추가로 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 1 or FIG. 2, the location information detecting unit 100 further includes a third scanner 170 for generating fourth information by scanning farther than the scanning distance of the first scanner 120. can do.

도 4를 참조하면, 상기 자율 이동 장치는, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단유닛(230)을 더 포함하여 구성된다. 상기 장애물 판단유닛(230)은, 상기 절대위치 인식유닛(210)이 절대좌표(X, Y)로 인식한 자율 이동 장치(A)와 장애물(B, C)의 위치와 폭을 이용한다. 상기 장애물 판단유닛(230)은, 상기 장애물(B, C)의 절대위치의 변화에 따라 상기 장애물이 고정 장애물인지 또는 이동 장애물인지를 판단한다. 즉, 상기 장애물 판단유닛(230)은, t2-t1=t3-t2=t4 -t3=Δt 에 해당하는 일정한 시간 간격(Δt)(이하, 단위시간)으로 장애물을 검출하는 과정에서, 최종 검출 시점보다 단위시간 이전 시점(t3)에서의 절대위치와, 최종 검출 시점(t4)에서의 절대위치가 동일한 장애물(B)은 고정 장애물로 판단하고, t3에서의 절대위치와 t4에서의 절대위치가 다른 장애물(C)은 이동 장애물로 판단한다.Referring to FIG. 4, the autonomous mobile device further includes an obstacle determination unit 230 that determines that the obstacle is recognized as a fixed obstacle when the absolute positions of the obstacles that are recognized at predetermined time intervals are the same as the fixed obstacle. do. The obstacle determination unit 230 uses positions and widths of the autonomous moving device A and the obstacles B and C recognized by the absolute position recognition unit 210 as the absolute coordinates X and Y. The obstacle determining unit 230 determines whether the obstacle is a fixed obstacle or a moving obstacle according to a change in the absolute position of the obstacles B and C. That is, the obstacle determination unit 230 detects the obstacle at a predetermined time interval Δt (hereinafter, unit time) corresponding to t 2- t 1 = t 3- t 2 = t 4 - t 3 = Δt. In the process, the obstacle B having the same absolute position at the time point t 3 before the last detection time and the absolute position at the last detection time t 4 is determined as a fixed obstacle, and the absolute at t 3 is determined. The obstacle C whose position is different from the absolute position at t 4 is determined as a moving obstacle.

도 4를 참조하면, 상기 자율 이동 장치는, 상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산유닛(250)을 더 포함하여 구성된다. 또, 상기 자율 이동 장치는, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출유닛(240)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 장애물 위치 연산유닛(250)은, 상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 상기 장애물의 예상위치를 연산한다.Referring to FIG. 4, the autonomous mobile device further includes an obstacle position calculation unit 250 that calculates an expected position of the obstacle at a certain point of time by using the absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval. It is composed. The autonomous moving device may further include an obstacle moving path calculating unit 240 that calculates a moving path of the obstacle using the absolute position of the obstacle recognized at predetermined time intervals. Here, the obstacle position calculation unit 250 calculates an expected position of the obstacle using the movement path of the obstacle and the movement speed of the obstacle.

상기 장애물 이동경로 산출유닛(240)은, 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 산출한 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤(Curve Fitting)하여 산출한다. 즉, 장애물 이동경로 산출유닛(240)은, 상기 장애물 판단유닛(230)이 이동 장애물로 판단한 장애물(C)의 t1, t2, t3, t4 등의 시점에서의 절대위치 데이터들을 곡선 맞춤 방법을 이용하여 이동 장애물(C)의 이동 경로를 3차함수(y=ax3+bx2+cx+d)의 형태로 산출한다.The obstacle moving path calculation unit 240 calculates a moving path calculated using the absolute position of the obstacle by curve fitting using a cubic function. That is, the obstacle movement path calculation unit 240 curves absolute position data at the time points t 1 , t 2 , t 3 , t 4, etc. of the obstacle C determined by the obstacle determination unit 230 as the movement obstacle. The moving path of the moving obstacle C is calculated in the form of a third function (y = ax 3 + bx 2 + cx + d) using the fitting method.

도 8은, 장애물 이동경로 산출유닛(240)이 곡선 맞춤에 의해 이동 장애물의 경로로 도출된 3차 함수에 따른 근사곡선의 일 예를 도시한 그래프이고, 도 9는 일정 미래 시점(tm = t4 + Δt×n(변수)) 중 n=1인 시점에서의 이동 장애물의 위치를 도시한 도이다.FIG. 8 is a graph showing an example of an approximation curve according to a cubic function derived by the obstacle movement path calculation unit 240 as a path of a moving obstacle by curve fitting, and FIG. 9 is a predetermined future time point (t m = t 4 It is a figure which shows the position of the moving obstacle at the time of n = 1 of + (DELTA) txn (variable).

도 8을 참조하면, 장애물 이동경로 산출유닛(240)은, 절대위치 인식유닛(210)이 t1, t2, t3, t4 시점에서 인식한 장애물(C)의 절대위치 좌표 t1C(X, Y), t2C(X, Y), t3C(X, Y), t4C(X, Y)를 이용하여, 미래의 일정 시점(tm = t4 + Δt×n(변수)) 중 n=1인 시점을 포함하는 절대위치 좌표 데이터 영역 내에서 3차 함수 y=ax3+x2+cx+d를 산출할 수 있다. 도 8의 그래프에서, a = 0.325, b = -3.177, c = 11.04, d = -12.57이다. 상기 값들은 현장에 따라 달라질 수 있다. 도 8에서, 점선은 종래 기술에 따라 t3, t4 시점에서의 위치 정보를 이용하여 예측된 이동 장애물(C)의 이동경로로서, 1차 함수 형태를 가진다.Referring to FIG. 8, the obstacle movement path calculation unit 240 includes the absolute position coordinates t 1 C of the obstacle C recognized by the absolute position recognition unit 210 at times t 1 , t 2 , t 3 , and t 4. Using (X, Y), t 2 C (X, Y), t 3 C (X, Y), t 4 C (X, Y), the future point in time (t m = t 4 A third-order function y = ax 3 + x 2 + cx + d can be calculated in the absolute position coordinate data area including the point of time at which n = 1 of + Δt × n (variable). In the graph of FIG. 8, a = 0.325, b = -3.177, c = 11.04, d = -12.57. The values can vary from site to site. In Figure 8, the dotted lines are t 3 , t 4 according to the prior art. A movement path of the moving obstacle C predicted by using the position information at the viewpoint, and has a linear function form.

상기 장애물 위치 연산유닛(250)은, 상기 장애물 이동경로 산출유닛(240)이 산출한 3차 함수를 이용하여 일정 시간(Δt×n) 후의 이동 장애물의 위치를 연산한다. 상기 이동 장애물(C)이 현재 속도를 유지하는 것으로 전제하면, 상기 3차 함수 근사곡선상의 t3, t4 시점 간의 거리, t4 과 n=1인 미래 시점(tm1) 간의 거리, tm1과 n=2인 미래시점(tm2) 간의 거리, tm2와 n=3인 미래시점(tm3) 간의 거리가 동일하다. 즉, 상기 이동 장애물은, 도 8에 도시된 바와 같이, n=1인 미래 시점(tm)에서, t3시점과 t4 시점간의 거리와 동일한 거리만큼, t4 시점으로부터 진행된 절대위치를 가진다.The obstacle position calculating unit 250 calculates the position of the moving obstacle after a predetermined time Δt × n using the cubic function calculated by the obstacle moving path calculating unit 240. Assuming that the moving obstacle C maintains the current speed, t 3 , t 4 on the cubic approximation curve Distance between viewpoints, t 4 And the distance between the n = 1 the future point in time (t m1) distance, t m1 and n = 2 in the future point in time (t m2) between the distance, t m2 and n = 3 in the future point in time (t m3) between the same. That is, the moving obstacle, as shown in Figure 8, at a future time point t m of n = 1, the time point t 3 and t 4 By a distance equal to the distance between viewpoints, t 4 It has the absolute position advanced from the point of view.

도 8의 y축을 t3, t4시점에서의 자율 이동 장치(A)의 진행방향이라 하고, Δt를 1sec로 하여 t3, t4 시점에서의 y축 좌표간 거리(20-5=15)에 해당되는 속도를 그대로 유지한다고 전제했을 때, t4, tm1 시점에서의 상기 이동 장애물의 y축 좌표간 거리는 (40-20=20)이 된다. 이에 따라, tm1 시점에서, 상기 이동 장애물은, 도 9에 도시된 바와 같이, y축 방향의 진행거리 차 5에 해당되는 만큼 상기 자율 이동 장치(A)의 전방에 위치함과 동시에, x축 방향의 진행거리 차 1에 해당되는 만큼 상기 자율 이동 장치(A)로 부터 우측에 위치하게 된다.Y-axis of FIG. 8 t 3, t 4 as the traveling direction of the autonomous mobile apparatus (A) at the time and, by the Δt to 1sec t 3, t 4 Assuming that the velocity corresponding to the distance between the y-axis coordinates (20-5 = 15) at the viewpoint is maintained as it is, the distance between the y-axis coordinates of the moving obstacle at the time of t 4 , t m1 is (40-20 = 20). ) Accordingly, at the time t m1 , the moving obstacle is located in front of the autonomous movement device A as much as the travel distance difference 5 in the y-axis direction as shown in FIG. 9, and at the same time, the x-axis As far as the traveling distance difference 1 in the direction, the autonomous movement device A is located on the right side.

상기 자율 이동 장치는, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 이용하여 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산유닛(260)을 더 포함한다. 장치 위치 연산유닛(260)은 상기 장애물 위치 연산유닛(250)과 동일한 방식으로 자율 이동 장치 자체의 예상위치를 연산한다.The autonomous mobile device further includes a device position calculation unit 260 that calculates an expected position of the autonomous mobile device using the moving direction of the autonomous mobile device and the moving speed of the autonomous mobile device. The device position calculating unit 260 calculates an expected position of the autonomous mobile device itself in the same manner as the obstacle position calculating unit 250.

상기 제어유닛(220)은, 일정 시점, 즉 지정 시간(Δt×n) 후에 자율 이동 장치의 예상 절대위치와 고정 장애물 또는 이동 장애물의 예상 절대위치가 중복되는지를 판단한다. 상기 자율 이동 장치(A)의 진행 방향에 대한 상기 자율 이동 장치(A)의 폭 양단의 절대좌표와, 자율 이동 장치의 진행방향에 대한 상기 고정 장애물(B)의 폭 양단의 절대좌표, 또는 상기 자율 이동 장치의 진행방향에 대한 상기 이동 장애물(C)의 폭 양단의 절대좌표의 중복 여부를 판단한다.The control unit 220 determines whether the predicted absolute position of the autonomous mobile device and the predicted absolute position of the fixed obstacle or the moving obstacle overlap after a predetermined time, that is, a predetermined time Δt × n. Absolute coordinates of both ends of the width of the autonomous movement device (A) with respect to the advancing direction of the autonomous movement device (A), Absolute coordinates of both ends of the width of the fixed obstacle (B) with respect to the advancing direction of the autonomous movement device, or the It is determined whether the absolute coordinates of both ends of the width of the moving obstacle C overlap with the traveling direction of the autonomous mobile device.

상기 제어유닛(220)은, 또한, 절대위치의 중복 여부의 판단 결과, 자율 이동 장치(A)의 절대위치와 상기 고정 장애물 또는 이동 장애물의 절대위치가 중복되면 상기 자율 이동 장치(A)의 기설정 경로 또는 진행속도를 전환하고, 중복되지 않으면 상기 자율 이동 장치(A)를 기설정된 경로 및 속도로 진행시킨다.The control unit 220 may further determine that the absolute position of the autonomous movement device A and the absolute position of the fixed obstacle or the moving obstacle overlap with each other. The setting path or the moving speed is switched, and if not overlapped, the autonomous mobile device A is advanced at the preset path and speed.

상기 제어유닛(220)은, 상기 자율 이동 장치(A)의 절대위치와 상기 고정 장애물의 절대위치가 중복되면, 상기 고정 장애물의 중앙부를 기준으로 하여 중복이 이루어진 방향 측으로 상기 자율 이동 장치(A) 또는 위치정보 검출유닛(100)을 회전시키면서 충돌 회피 경로를 재탐색한다. 예를 들어, 상기 제어유닛(220)은, 전방으로 진행하는 자율 이동 장치의 좌측부와 고정 장애물의 우측부의 절대위치가 중복되는 경우에는, 우측으로 자율 이동 장치의 방향을 틀거나, 상기 위치정보 검출유닛(100)을 회전시키면서 충돌 회피 경로를 재탐색한다.The control unit 220, if the absolute position of the autonomous moving device (A) and the absolute position of the fixed obstacle overlaps, the autonomous moving device (A) toward the direction in which the overlap is made on the basis of the central portion of the fixed obstacle Alternatively, the collision avoidance path is searched again while the position information detecting unit 100 is rotated. For example, if the absolute position of the left side of the autonomous mobile device and the right side of the fixed obstacle overlap with each other, the control unit 220 turns the autonomous mobile device to the right or detects the position information. The collision avoidance path is searched again while rotating the unit 100.

또한, 상기 제어유닛(220)은 자율 이동 장치(A)의 절대위치와 상기 이동 장애물의 절대위치가 중복되면, 상기 이동 장애물의 이동으로 인해 상기 이동 장애물과의 절대위치가 중복되지 않을 때까지 자율 이동 장치(A)를 정지시키거나 진행속도를 가감시킨다.In addition, when the absolute position of the autonomous mobile device A and the absolute position of the moving obstacle overlap, the control unit 220 autonomously until the absolute position with the moving obstacle does not overlap due to the movement of the moving obstacle. Stop the moving device A or slow down the traveling speed.

상기 제어유닛(220)은 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 고정 장애물 및 이동 장애물의 절대위치와 동시에 중복되면, 상기 이동 장애물의 진행방향에 반대되는 방향 측으로 자율 이동 장치 또는 위치정보 검출유닛(100)을 회전시키면서 충돌 회피 경로를 재탐색한다. 예를 들어, 상기 제어유닛(220)은 전방으로 진행중인 자율 이동 장치(A)의 전방에 고정 장애물이 있고, 좌측으로의 진행 방향을 가지는 이동 장애물이 일정 시점에서 자율 이동 장치의 전방에 위치하게 되는 경우, 이동 장애물 및 고정 장애물과의 절대위치가 중복되지 않을 때까지 우측으로 자율 이동 장치의 방향을 틀거나, 상기 위치정보 검출유닛(100)을 회전시키면서 충돌 회피 경로를 재탐색한다.When the control unit 220 overlaps with the absolute position of the autonomous mobile device and the absolute position of the fixed obstacle and the moving obstacle at the same time, the autonomous mobile device or the position information detecting unit 100 in a direction opposite to the moving direction of the moving obstacle. Rotate to rediscover the collision avoidance path. For example, the control unit 220 has a fixed obstacle in front of the autonomous mobile device (A) in the front, the moving obstacle having a traveling direction to the left is located in front of the autonomous mobile device at a certain time. In this case, the autonomous movement device is turned to the right until the absolute positions of the moving obstacles and the fixed obstacles do not overlap, or the collision avoidance path is searched again while the position information detecting unit 100 is rotated.

상기 제어유닛(220)은 자율 이동 장치와 장애물과의 충돌을 회피하는 알고리즘으로서, 상기 위치정보 검출유닛(100)이 검출한 전방 환경의 거리 정보를 이용하여 장애물에 대해 차량의 폭, 장애물과의 거리를 고려하여 생성된 잠재장과, 사전에 계획되거나 원격에서 운용자에 의해 실시간으로 발생되는 조향 명령을 기준으로 생성된 잠재장이 합쳐진 통합 잠재장을 사용하는 알고리즘을 사용할 수 있다. 이에 따라, 전역/지역경로계획 및 이동 장애물 회피와 상관없이, 자율 이동 장치의 센서 범위 내에 존재하는 장애물에 대해 실시간 강제 회피를 수행하게 하는 조향, 감속, 제동 명령을 발생시킬 수 있다.The control unit 220 is an algorithm for avoiding collision between the autonomous mobile device and the obstacle. The control unit 220 uses the distance information of the front environment detected by the position information detection unit 100 to determine the obstacle with the width of the vehicle and the obstacle. Algorithms can be used that use a combined potential field that combines the potential field generated in consideration of distance and the potential field generated on the basis of a steering command previously planned or remotely generated in real time by the operator. Accordingly, it is possible to generate a steering, deceleration, and braking command to perform real-time forced avoidance on obstacles existing within the sensor range of the autonomous mobile device, regardless of global / regional path planning and moving obstacle avoidance.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법은, 미리 설정된 기준점과, 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식 단계(S200)와, 상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산 단계(S500)와, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 이동속도, 및 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하는 충돌 판단 단계(S700)와, 상기 충돌 판단 단계의 판단 결과를 근거로 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 동작을 수행하는 충돌 회피 단계(S800)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조한다.Referring to FIG. 5, in the collision avoidance method of the autonomous mobile device according to the present invention, the absolute value of the autonomous mobile device is determined at predetermined time intervals using a preset reference point, location information of the autonomous mobile device, and location information of one or more obstacles. Absolute position recognition step (S200) for recognizing the position and the absolute position of the obstacle, and obstacle position calculation step of calculating the expected position of the obstacle at a certain point of time using the absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval (S500), a collision determination step (S700) of determining whether or not the collision with the obstacle based on the moving direction and the moving speed of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle, and the determination result of the collision determination step And a collision avoidance step (S800) of performing an operation of avoiding collision with the obstacle on the basis. Hereinafter, the configuration of the apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

도 5를 참조하면, 상기 충돌 회피 방법은, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하여 획득하는 위치정보 검출 단계(S100)를 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the collision avoidance method further includes a location information detecting step S100 of detecting and obtaining location information of the autonomous mobile device and location information of the obstacle.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 자율 이동 장치는 자신의 위치를 초기화하고(S110), 장애물의 상대위치를 획득한 다음(S120), 자율 이동 장치 자체의 절대위치와 장애물의 절대위치를 인식한다(S200). 상기 자율 이동 장치는, 자신과 장애물(B, C)의 상대좌표(x, y), 또는 자신(A)과 장애물(B,C) 간의 거리(d), 상대각도(θ) 등의 위치 데이터를, 절대좌표(X, Y)로 연산하고, 인식한다. 즉, 상기 자율 이동 장치는, 절대좌표 (X,Y)=(0,0)로 기설정된 지점을 기준으로 하여, 차체의 위치와 폭을 각각 절대좌표 AC(X, Y), AW(X, Y)로 인식하고, 이에 대한 장애물(B, C)의 상대위치와 폭을 각각 절대좌표 BC(X, Y), BW(X, Y), CC(X, Y), CW(X, Y)로 연산하고, 인식한다(S200). 상기 자율 이동 장치는, 2D 레이더(radar)와 같은 하나 이상의 센서를 구비하고, 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출한다(S100). 상기 2D 레이더가 자율 이동 장치의 전면에 수평방향으로 전방을 지향하게 장착된 경우, 상기 2D 레이더는 자율 이동 장치의 위치 정보 및 장애물의 위치 정보를 (x, y) 2차원 좌표로 검출한다.5 and 6, the autonomous mobile device initializes its position (S110), acquires the relative position of the obstacle (S120), and recognizes the absolute position of the autonomous mobile device itself and the absolute position of the obstacle. (S200). The autonomous mobile device includes position data such as relative coordinates (x, y) of itself and obstacles (B, C), or distance (d), relative angle (θ) between itself (A) and obstacles (B, C). Is calculated by the absolute coordinates (X, Y) and recognized. That is, the autonomous mobile device sets the position and the width of the vehicle body to the absolute coordinates AC (X, Y), AW (X, X, Y) based on a preset point of absolute coordinates (X, Y) = (0,0). Y), and the relative positions and widths of the obstacles (B, C) are absolute coordinates BC (X, Y), BW (X, Y), CC (X, Y), CW (X, Y) Calculate and recognize (S200). The autonomous mobile device includes one or more sensors such as a 2D radar, and detects the location information of the autonomous mobile device and the location information of the obstacle (S100). When the 2D radar is mounted to the front of the autonomous mobile device in a horizontal direction, the 2D radar detects the location information of the autonomous mobile device and the location information of the obstacle in (x, y) two-dimensional coordinates.

또한, 상기 충돌 회피 방법은, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단 단계(S300)를 더 포함하여 구성된다.In addition, the collision avoidance method may further include an obstacle determination step (S300) of determining that the absolute positions of the obstacles recognized at predetermined time intervals are the same as fixed obstacles and not the same as moving obstacles.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 자율 이동 장치는, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단한다(S300). 즉, 상기 자율 이동 장치는, 절대좌표(X, Y)로 인식한 자율 이동 장치(A)와 장애물(B, C)의 위치와 폭을 이용하여 상기 장애물(B, C)의 절대위치의 변화에 따라 상기 장애물이 고정 장애물인지 또는 이동 장애물인지를 판단한다. 즉, 상기 자율 이동 장치는, t2-t1=t3-t2=t4 -t3 =Δt 에 해당하는 단위시간으로 장애물을 검출하는 과정에서, 최종 검출 시점보다 단위시간 이전 시점(t3)에서의 절대위치와, 최종 검출 시점(t4)에서의 절대위치가 동일한 장애물(B)은 고정 장애물로 판단하고(S330), t3에서의 절대위치와 t4에서의 절대위치가 다른 장애물(C)은 이동 장애물로 판단한다(S320).5 and 6, if the absolute position of the obstacles recognized at predetermined time intervals is the same, the autonomous movement device determines that the obstacle is a fixed obstacle, otherwise the movement obstacle is determined (S300). That is, the autonomous mobile device changes the absolute position of the obstacles B and C by using the positions and widths of the autonomous mobile device A and the obstacles B and C recognized as absolute coordinates X and Y. According to the determination whether the obstacle is a fixed obstacle or a moving obstacle. That is, the autonomous mobile apparatus, t 2 -t 1 = t 3 -t 2 = t 4 - t 3 = the process of detecting an obstacle in a unit time corresponding to Δt, a unit time prior to the time (t than the last detection time 3 ) The obstacle B having the same absolute position and the absolute position at the final detection time t 4 is determined as a fixed obstacle (S330), and the absolute position at t 3 is different from the absolute position at t 4 . Obstacle C is determined as a moving obstacle (S320).

또한, 상기 충돌 회피 방법은, 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출 단계(S400)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 장애물 위치 연산 단계(S500)는, 상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 상기 장애물의 예상위치를 연산한다.The collision avoidance method may further include an obstacle movement path calculating step S400 of calculating a movement path of the obstacle using an absolute position of the obstacle recognized at predetermined time intervals. Here, the obstacle position calculation step (S500), using the movement path of the obstacle and the moving speed of the obstacle to calculate the expected position of the obstacle.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 충돌 회피 방법에 있어서, 상기 장애물 이동경로 산출 단계(S400)는, 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 산출한 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤(Curve Fitting)하여 산출한다(S410).5 and 6, in the collision avoidance method, the obstacle movement path calculating step (S400) may include curve fitting of a movement path calculated using an absolute position of the obstacle as a cubic function. It calculates by (S410).

상기 자율 이동 장치는, 상기 장애물의 절대위치를 이용하여 산출한 이동경로를 3차 함수로 곡선 맞춤(Curve Fitting)하여 산출한다. 즉, 상기 자율 이동 장치는, 이동 장애물로 판단한 장애물(C)의 t1, t2, t3, t4 등의 시점에서의 절대위치 데이터들을 곡선 맞춤 방법을 이용하여 이동 장애물(C)의 이동 경로를 다차 함수, 예를 들어 3차 함수(y=ax3+bx2+cx+d)의 형태로 산출한다.The autonomous moving device calculates the moving path calculated using the absolute position of the obstacle by curve fitting with a cubic function. That is, the autonomous mobile device moves the moving obstacle C by using the curve fitting method on absolute position data at the time points t 1 , t 2 , t 3 , t 4, etc. of the obstacle C determined as the moving obstacle. The path is calculated in the form of a multiple order function, for example, a cubic function (y = ax 3 + bx 2 + cx + d).

도 8은, 장애물 이동경로 산출유닛(240)이 곡선 맞춤에 의해 이동 장애물의 경로로 도출된 3차 함수에 따른 근사곡선의 일 예를 도시한 그래프이고, 도 9는 일정 미래 시점(tm = t4 + Δt×n(변수)) 중 n=1인 시점에서의 이동 장애물의 위치를 도시한 도이다.FIG. 8 is a graph showing an example of an approximation curve according to a cubic function derived by the obstacle movement path calculation unit 240 as a path of a moving obstacle by curve fitting, and FIG. 9 is a predetermined future time point (t m = t 4 It is a figure which shows the position of the moving obstacle at the time of n = 1 of + (DELTA) txn (variable).

도 8을 참조하면, 상기 자율 이동 장치는 t1, t2, t3, t4 시점에서의 장애물(C)의 절대위치 좌표 t1C(X, Y), t2C(X, Y), t3C(X, Y), t4C(X, Y)를 이용하여, 미래의 일정 시점(tm = t4 + Δt×n(변수)) 중 n=1인 시점을 포함하는 절대위치 좌표 데이터 영역 내에서 3차 함수 y=ax3+x2+cx+d를 산출한다(S410). 도 8의 그래프에서, a = 0.325, b = -3.177, c = 11.04, d = -12.57이다. 상기 값들은 현장에 따라 달라질 수 있다. 도 8에서, 점선은 종래 기술에 따라 t3, t4 시점에서의 위치 정보를 이용하여 예측된 이동 장애물(C)의 이동경로로서, 1차 함수 형태를 가진다.Referring to FIG. 8, the autonomous mobile device has absolute position coordinates t 1 C (X, Y) and t 2 C (X, Y) of the obstacle C at points t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 . , t 3 C (X, Y), t 4 C (X, Y), the future point in time (t m = t 4 A third-order function y = ax 3 + x 2 + cx + d is calculated in the absolute position coordinate data area including the point of time at which n = 1 of + Δt × n (variable) (S410). In the graph of FIG. 8, a = 0.325, b = -3.177, c = 11.04, d = -12.57. The values can vary from site to site. In Figure 8, the dotted lines are t 3 , t 4 according to the prior art. A movement path of the moving obstacle C predicted by using the position information at the viewpoint, and has a linear function form.

상기 자율 이동 장치는, 상기와 같은 3차 함수를 이용하여 일정 시간(Δt×n) 후의 이동 장애물의 위치를 연산한다(S520). 상기 이동 장애물(C)이 현재 속도를 유지하는 것으로 전제하면, 상기 3차 함수 근사곡선상의 t3, t4 시점 간의 거리, t4 과 n=1인 미래 시점(tm1) 간의 거리, tm1과 n=2인 미래시점(tm2) 간의 거리, tm2와 n=3인 미래시점(tm3) 간의 거리가 동일하다. 즉, 상기 이동 장애물은, 도 8에 도시된 바와 같이, n=1인 미래 시점(tm)에서, t3시점과 t4 시점간의 거리와 동일한 거리만큼, t4 시점으로부터 진행된 절대위치를 가진다.The autonomous mobile device calculates the position of the moving obstacle after a predetermined time (Δt × n) using the above-described cubic function (S520). Assuming that the moving obstacle C maintains the current speed, t 3 , t 4 on the cubic approximation curve Distance between viewpoints, t 4 And the distance between the n = 1 the future point in time (t m1) distance, t m1 and n = 2 in the future point in time (t m2) between the distance, t m2 and n = 3 in the future point in time (t m3) between the same. That is, the moving obstacle, as shown in Figure 8, at a future time point t m of n = 1, the time point t 3 and t 4 By a distance equal to the distance between viewpoints, t 4 It has the absolute position advanced from the point of view.

상기 충돌 회피 방법은, 상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 근거로 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산 단계(S600)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 충돌 판단 단계(S700)는, 일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치의 중복 여부로 충돌을 판단한다.The collision avoidance method may further include a device position calculation step (S600) of calculating an expected position of the autonomous mobile device based on the moving direction of the autonomous mobile device and the moving speed of the autonomous mobile device. Here, the collision determination step (S700), the collision is determined based on whether the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle overlaps at a certain point in time.

상기 충돌 회피 방법에 있어서, 상기 충돌 회피 단계(S800)는, 상기 충돌 판단 단계의 판단 결과, 충돌이 판단되면 상기 자율 이동 장치를 정지하거나, 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 가감하거나, 또는 상기 자율 이동 장치의 이동 방향을 변경한다.In the collision avoidance method, the collision avoidance step (S800), if a collision is determined as a result of the determination of the collision determination step, stops the autonomous mobile device, decreases or decreases the movement speed of the autonomous mobile device, or Change the direction of movement of the mobile device.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 자율 이동 장치는 장애물의 예상 위치를 연산하는 방식과 동일한 방식으로 자율 이동 장치 자체의 예상위치를 연산한다(S650). 이때, 상기 자율 이동 장치는 기설정 경로로 현재 속도를 유지하면(S610, S620), 이에 따라 예상위치를 연산하고, 변경 내용이 있으면, 이를 확인, 입력하고, 변경된 내용을 기설정 경로, 현재 속도로 설정한다(S630, S640).5 and 6, the autonomous mobile device calculates the estimated position of the autonomous mobile device itself in the same manner as that of calculating the expected location of the obstacle (S650). At this time, if the autonomous mobile device maintains the current speed in the preset path (S610, S620), it calculates the estimated position accordingly, if there is a change, checks and inputs the changed content, and changes the preset path, the current speed. (S630, S640).

상기 자율 이동 장치는, 일정 시점, 즉 지정 시간(Δt×n) 후에 자율 이동 장치의 예상 절대위치와 고정 장애물 또는 이동 장애물의 예상 절대위치가 중복되는지를 판단한다(S700). 상기 자율 이동 장치(A)의 진행 방향에 대한 상기 자율 이동 장치(A)의 폭 양단의 절대좌표와, 자율 이동 장치의 진행방향에 대한 상기 고정 장애물(B)의 폭 양단의 절대좌표, 또는 상기 자율 이동 장치의 진행방향에 대한 상기 이동 장애물(C)의 폭 양단의 절대좌표의 중복 여부를 판단한다.The autonomous mobile device determines whether the predicted absolute position of the autonomous mobile device and the expected absolute position of the fixed obstacle or the moving obstacle overlap after a predetermined time, that is, a predetermined time Δt × n (S700). Absolute coordinates of both ends of the width of the autonomous movement device (A) with respect to the advancing direction of the autonomous movement device (A), Absolute coordinates of both ends of the width of the fixed obstacle (B) with respect to the advancing direction of the autonomous movement device, or the It is determined whether the absolute coordinates of both ends of the width of the moving obstacle C overlap with the traveling direction of the autonomous mobile device.

상기 자율 이동 장치는, 또한, 절대위치의 중복 여부의 판단 결과, 자율 이동 장치(A)의 절대위치와 상기 고정 장애물 또는 이동 장애물의 절대위치가 중복되면 상기 자율 이동 장치(A)의 기설정 경로 또는 진행속도를 전환하고(S800), 중복되지 않으면 상기 자율 이동 장치(A)를 기설정된 경로 및 속도로 진행시킨다(S810).When the absolute position of the autonomous mobile device A overlaps with the absolute position of the fixed obstacle or the moving obstacle, the autonomous mobile device A further determines a preset path of the autonomous mobile device A. Alternatively, the traveling speed is switched (S800), and if not overlapped, the autonomous mobile device A is advanced in a predetermined path and speed (S810).

상기 자율 이동 장치는, 자신의 절대위치와 상기 고정 장애물의 절대위치가 중복되면, 상기 고정 장애물의 중앙부를 기준으로 하여 중복이 이루어진 방향 측으로 회전하거나, 또는 충돌 회피 경로를 재탐색한다. 예를 들어, 상기 자율 이동 장치는, 전방으로 진행할 때 좌측부와 고정 장애물의 우측부의 절대위치가 중복되는 경우에는, 우측으로 자율 이동 장치의 방향을 틀거나, 상기 위치정보 검출유닛(100)을 회전시키면서 충돌 회피 경로를 재탐색한다.When the absolute position of the autonomous mobile device and the absolute position of the fixed obstacle overlap, the autonomous moving device rotates toward the overlapping direction based on the central portion of the fixed obstacle, or searches for the collision avoidance path again. For example, when the autonomous moving device overlaps the absolute positions of the left side and the right side of the fixed obstacle when moving forward, the autonomous moving device turns to the right or rotates the position information detecting unit 100. Rescan the collision avoidance path.

또한, 상기 자율 이동 장치는, 상기 이동 장애물의 절대위치와 절대위치가 중복되면, 상기 이동 장애물의 이동으로 인해 상기 이동 장애물과의 절대위치가 중복되지 않을 때까지 정지하거나 진행속도를 가감한다(S800).In addition, when the absolute position and the absolute position of the moving obstacle overlaps, the autonomous mobile device stops or decreases the traveling speed until the absolute position of the moving obstacle does not overlap with the moving obstacle (S800). ).

상기 자율 이동 장치는 고정 장애물 및 이동 장애물의 절대위치와 절대위치가 동시에 중복되면, 상기 이동 장애물의 진행방향에 반대되는 방향 측으로 회전하거나, 충돌 회피 경로를 재탐색한다. 예를 들어, 상기 자율 이동 장치는 전방으로 진행중에 전방에 고정 장애물이 있고, 좌측으로의 진행 방향을 가지는 이동 장애물이 일정 시점에서 전방에 위치하게 되는 경우, 이동 장애물 및 고정 장애물과의 절대위치가 중복되지 않을 때까지 우측으로 방향을 틀거나, 충돌 회피 경로를 재탐색한다. 그런 다음, 상기 자율 이동 장치는, 목적지에 도착하면, 절대위치를 저장한다(S900, S910).When the absolute position and the absolute position of the fixed obstacle and the moving obstacle overlap at the same time, the autonomous moving device rotates toward the side opposite to the moving direction of the moving obstacle or re-searches the collision avoidance path. For example, when the autonomous mobile device has a fixed obstacle in the front while moving forward, and a moving obstacle having a traveling direction to the left is located forward at a point in time, the absolute position with the moving obstacle and the fixed obstacle is Turn to the right until there are no duplicates, or rescan the collision avoidance path. Then, the autonomous mobile device, when arriving at the destination, stores the absolute position (S900, S910).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율 이동 장치 및 이의 충돌 회피 방법은, 장애물과 자신의 절대위치를 인식하고, 이동 장애물의 이동경로를 산출하여 미래 시점에서의 이동 장애물과의 충돌을 회피한다. 또, 본 발명은 이동 장애물의 이동경로를 3차 함수로 근사화함으로써 원하는 일정 시점에서의 이동 장애물의 위치를 신뢰성 있게 예측함으로써 이동 장애물과의 충돌을 회피하여 시스템의 안정성을 제고한다.As described above, the autonomous mobile device and the collision avoidance method according to the present invention recognizes the obstacle and its absolute position, calculates the movement path of the moving obstacle, and avoids the collision with the moving obstacle at a future viewpoint. In addition, the present invention improves the stability of the system by avoiding collision with the moving obstacle by reliably predicting the position of the moving obstacle at a desired time point by approximating the moving path of the moving obstacle by the cubic function.

100: 위치정보 검출유닛 120: 제1 스캐너
130: 카메라 140: 마운트
160: 제2 스캐너 200: 제어부
210: 절대위치 인식유닛 220: 제어유닛
230: 장애물 판단유닛 240: 장애물 이동경로 산출유닛
250: 장애물 위치 연산유닛 260: 장치 위치 연산유닛
300: 바퀴100: position information detection unit 120: first scanner
130: camera 140: mount
160: second scanner 200: control unit
210: absolute position recognition unit 220: control unit
230: obstacle determination unit 240: obstacle movement path calculation unit
250: obstacle position calculation unit 260: device position calculation unit
300: wheels

Claims (15)

자율 이동 장치 본체에 구비된 복수의 바퀴;
미리 설정된 기준점과, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여, 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식유닛;
상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하고, 3차 함수로 곡선 맞춤하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출유닛;
상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산유닛; 및
일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 장애물과의 충돌을 회피하도록 상기 자율 이동 장치의 이동방향 또는 이동속도를 제어하여 상기 바퀴를 구동하는 제어유닛;을 포함하는 자율 이동 장치.A plurality of wheels provided in the autonomous vehicle body;
An absolute position recognition unit recognizing an absolute position of the autonomous mobile device and an absolute position of the obstacle at predetermined time intervals by using a preset reference point, position information of the autonomous mobile device, and position information of one or more obstacles;
An obstacle movement path calculation unit using an absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval, and calculating a movement path of the obstacle by curve fitting with a cubic function;
An obstacle position calculating unit that calculates an expected position of the obstacle at a certain point of time using the movement path of the obstacle and the moving speed of the obstacle; And
Determine whether or not the collision with the obstacle on the basis of the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle at a certain time, and controls the movement direction or moving speed of the autonomous mobile device to avoid the collision with the obstacle. And a control unit for driving the wheels. 제1 항에 있어서,
하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하는 위치정보 검출유닛;을 더 포함하는 자율 이동 장치.The method according to claim 1,
And a position information detecting unit having one or more sensors and detecting position information of the autonomous movement device and position information of the obstacle. 제1 항에 있어서,
일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단유닛;을 더 포함하는 자율 이동 장치.The method according to claim 1,
And an obstacle determination unit that determines that the obstacles are recognized as moving obstacles if the absolute positions of the obstacles that are recognized at predetermined time intervals are the same. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 이용하여 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산유닛;을 더 포함하는 자율 이동 장치.The method according to claim 1,
And an apparatus position calculating unit that calculates an expected position of the autonomous mobile apparatus using the moving direction of the autonomous mobile apparatus and the moving speed of the autonomous mobile apparatus. 미리 설정된 기준점과, 자율 이동 장치의 위치정보와 하나 이상의 장애물의 위치정보를 이용하여 일정 시간 간격으로 상기 자율 이동 장치의 절대위치와 상기 장애물의 절대위치를 인식하는 절대위치 인식 단계;
상기 일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치를 이용하고, 3차 함수로 곡선 맞춤하여 장애물의 이동경로를 산출하는 장애물 이동경로 산출 단계;
상기 장애물의 이동경로와 상기 장애물의 이동속도를 이용하여 일정 시점에서의 상기 장애물의 예상위치를 연산하는 장애물 위치 연산 단계;
상기 자율 이동 장치의 이동방향과 이동속도, 및 상기 장애물의 예상위치를 근거로 상기 장애물과의 충돌 여부를 판단하는 충돌 판단 단계; 및
상기 충돌 판단 단계의 판단 결과를 근거로 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 동작을 수행하는 충돌 회피 단계;를 포함하는 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법.An absolute position recognition step of recognizing an absolute position of the autonomous mobile device and an absolute position of the obstacle at predetermined time intervals using a preset reference point, location information of the autonomous mobile device, and location information of one or more obstacles;
An obstacle movement path calculating step of calculating the movement path of the obstacle by curve fitting by a cubic function using the absolute position of the obstacle recognized at the predetermined time interval;
An obstacle position calculating step of calculating an expected position of the obstacle at a certain point in time using the movement path of the obstacle and the movement speed of the obstacle;
A collision determination step of determining whether or not the collision with the obstacle is based on a moving direction and a moving speed of the autonomous movement device and an expected position of the obstacle; And
And a collision avoidance step of performing an operation of avoiding collision with the obstacle based on the determination result of the collision determination step. 제8 항에 있어서,
상기 자율 이동 장치의 위치정보와 상기 장애물의 위치정보를 검출하는 위치정보 검출 단계;를 더 포함하는 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법.The method of claim 8,
And a location information detecting step of detecting location information of the autonomous mobile device and location information of the obstacle. 제8 항에 있어서,
일정 시간 간격으로 인식한 상기 장애물의 절대위치가 동일하면 고정 장애물로, 동일하지 아니하면 이동 장애물로 판단하는 장애물 판단 단계;를 더 포함하는 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법.The method of claim 8,
And an obstacle determining step of determining, if the absolute positions of the obstacles recognized at predetermined time intervals are the same as fixed obstacles, and not the same as moving obstacles. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 자율 이동 장치의 이동방향과 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 근거로 상기 자율 이동 장치의 예상위치를 연산하는 장치 위치 연산 단계;를 더 포함하고,
상기 충돌 판단 단계는,
일정 시점에서의 상기 자율 이동 장치의 예상위치와 상기 장애물의 예상위치의 중복 여부로 충돌을 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법.The method of claim 8,
A device position calculating step of calculating an expected position of the autonomous mobile device based on the moving direction of the autonomous mobile device and the moving speed of the autonomous mobile device;
The collision determination step,
The collision avoidance method of the autonomous mobile device, characterized in that the collision is determined by the overlapping of the expected position of the autonomous mobile device and the expected position of the obstacle at a certain time. 제8 항에 있어서, 상기 충돌 회피 단계는,
상기 충돌 판단 단계의 판단 결과, 충돌이 판단되면 상기 자율 이동 장치를 정지하거나, 상기 자율 이동 장치의 이동속도를 가감하거나, 또는 상기 자율 이동 장치의 이동 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 장치의 충돌 회피 방법.The method of claim 8, wherein the collision avoidance step,
As a result of the determination of the collision determination step, when the collision is determined, the autonomous mobile device is stopped, the moving speed of the autonomous mobile device is decreased, or the moving direction of the autonomous mobile device is changed. Collision avoidance method.
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