KR101663383B1

KR101663383B1 - 수하물 자세 교정 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101663383B1
Application number: KR1020140168060A
Authority: KR
Inventors: 송재원; 김동철; 민병조
Original assignee: 인천국제공항공사
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-10-14
Also published as: KR20160064445A

Abstract

본 발명은, 공항에서 항공 수하물의 고속 운송 시, 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 도중에 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실을 방지하기 위해 수하물의 자세를 파악하여 교정할 수 있도록 하는 수하물 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수하물 자세 교정 시스템은, 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식하기 위한 물체 인식부; 상기 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정하는 자세 교정부; 상기 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성하는 물체 스캐닝부; 및 상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 불안정 상태를 인식하고, 상기 수하물의 불안정 상태가 특정 임계치 이상이면 상기 자세 교정부에 자세 교정 명령을 출력하는 교정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수하물 자세 교정 시스템 및 방법{Baggage position correction system, and method thereof}

본 발명은 수하물 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 공항에서 항공 수하물의 고속 운송 시, 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 도중에 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실을 방지할 수 있도록 수하물의 자세를 파악하여 교정할 수 있도록 하는 수하물 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공항의 수하물 수취 시스템은 체크인 카운터에서 바코드가 기입된 테이프를 수하물에 부착한 후 항공기에 탑재하고 하역 후 도착 투입대에서 수취대로 보내지면 수취대의 컨베이어 벨트 위에 있는 수하물을 보고 이용자가 자신의 수하물을 찾는 시스템이다.

한편, 공항의 체크인 데스크(Check-in Desk)에서 로딩 된 수하물은 곡선 컨베이어(Power Turn), 이송경로 변환설비(HSD: High Speed Diverter), 두 개의 수하물 라인을 하나의 주 라인으로 합류시키는 Merge Conveyor 등과 같은 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 중에 여러가지 환경요인으로 인해 수하물이 벨트의 한쪽으로 쏠려 이동하거나, 2개 이상의 수하물이 서로 밀착되어 이동하는 경우가 발생한다.

따라서 불안정하게 이동하는 수하물의 자세로 인하여 탑로딩(Top Loading) 시 고속 트레이(Tray)에 수하물이 이중으로 적재되거나, 한쪽으로 편향되게 실리는 경우가 발생되어 지각 수하물 및 낙실 등의 원인이 되는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 제0732216호(등록일 : 2007년06월19일)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공항에서 항공 수하물의 고속 운송 시, 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 도중에 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실을 방지하기 위해 수하물의 자세를 파악하여 교정할 수 있도록 하는 수하물 자세 교정 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식하기 위한 물체 인식부; 상기 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정하는 자세 교정부; 상기 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성하는 물체 스캐닝부; 및 상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 불안정 상태를 인식하고, 상기 수하물의 불안정 상태가 특정 임계치 이상이면 상기 자세 교정부에 자세 교정 명령을 출력하는 교정 제어부를 포함하는 수하물 자세 교정 시스템이 제공된다.

또한, 상기 물체 인식부와 상기 자세 교정부, 상기 물체 스캐닝부 및 상기 교정 제어부 간의 통신은 고성능 산업용 통신 프로토콜(EtherCAT)을 이용하게 된다.

또한, 상기 수하물의 기울어진 각도(θ)에 따른 수하물 불안정 상태도(Instability)를 저장하고 있는 수하물 정보 저장부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 수하물 불안정 상태도는 상기 수하물의 장축이 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 상기 특정 임계치보다 높은 값을 나타내고, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 동일하거나 평행하면 상기 특정 임계치보다 낮은 값을 나타낸다.

또한, 상기 수하물 불안정 상태도(Instability)는 상기 수하물의 장축이 기울어진 각도(θ)를 0 내지 1로 매핑할 때, 다음 수학식에 따라 θ의 1차식으로 나타낸다.

또한, 상기 자세 교정부는 상기 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암(Arm)을 하나 이상으로 구비하고, 상기 교정 제어부는 상기 수하물이 컨베이어 벨트 상에서 기울어진 방향과 각도에 따라 상기 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암을 선택 지정하게 된다.

또한, 상기 교정 제어부는, 상기 수하물의 장축이 제1 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 좌측 자세교정 암을 선택 지정하고, 상기 수하물의 장축이 제2 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 우측 자세교정 암을 선택 지정하게 된다.

또한, 상기 교정 제어부는, 상기 수하물의 자세 교정을 위해 상기 자세교정 암과 접촉하는 상기 수하물의 특정 지점(Point)에 대해, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 수직한 수하물의 단축 반경 상에 있는 위치로 선정하고, 상기 선택 지정된 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거치도록 회전시키게 된다.

또한, 상기 교정 제어부는, 상기 자세 교정부를 통해 상기 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거쳐 회전하여 상기 수하물의 자세를 교정하도록 다음 수학식에 따라 상기 자세교정 암의 회전 각도(θ)를 설정하게 된다.

여기서, a는 자세교정 암의 길이를 나타내고, b는 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리를 나타낸다.

또한, 상기 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)는 다음 수학식에 따라 상기 수하물의 중심점(Lc)에서 상기 수하물의 단축 반경(r)을 빼서 산출하게 된다.

또한, 상기 수하물의 기울어진 각도(θ)는, 상기 수하물이 놓여진 컨베이어 벨트의 진행 방향을 y축으로 할 경우에, 상기 수하물의 중심점에서 상기 수하물의 장축과 평행하는 벡터 a와, 벡터 a에서 x축에 정사영 되는 벡터 b에 의해 다음 수학식으로 결정된다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식하는 단계; (b) 상기 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성하는 단계; (c) 상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 불안정 상태도(Instability)를 산출하는 단계; 및 (d) 상기 수하물의 불안정 상태도가 특정 임계치 이상이면 상기 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정하는 단계를 포함하는 수하물 자세 교정 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 컨베이어 벨트 상에서 수하물의 이동 시, POWER TURN, HSD, MERGE CONVEYOR 등의 과정에서 발생하는 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실 등을 줄여 수하물이 안전하고 신속하게 이동될 수 있다.

또한, 고속 수하물에 대해 1 단계 자세 교정 이후에 2 단계 자세 교정을 통해 수하물의 이동에 대한 안정도를 높일 수 있다.

그리고, 컨베이어 벨트 상에서 불안정 상태로 이동 중인 수하물에 대해 지체하지 않고 수하물의 자세를 빠른 시간 내에 안정적인 상태로 교정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 시스템의 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물에 대해 2 단계로 자세를 교정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수하물이 컨베이어 벨트 상에 불안정한 상태와 안정된 상태로 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수하물의 장축이 오른쪽 또는 왼쪽으로 기울어진 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수하물의 자세 교정 지점과 자세 교정 암의 회전각을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수하물이 불안정한 상태로 트레이에 실리게 된 경우를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수하물에 대해 1 단계 자세 교정 후에 2 단계 자세 교정을 진행하는 예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 수하물 자세 교정 시스템 및 방법은 아래와 같이 국토교통과학기술진흥원과 함께 항공기술연구사업에서 공항 수하물 처리 시스템 핵심부품 기술 및 Self Bag Drop 시스템에 대해 연구한 결과물로 출원하는 것이다. 본 발명을 지원한 국가연구개발 사업은 아래와 같다.

[과제고유번호] 14ATRP-C071004-02

[부처명] 국토교통부

[연구관리전문기관] 국토교통과학기술진흥원

[연구사업명] 항공안전기술개발사업

[연구과제명] 공항수하물처리시스템 핵심부품 기술 및 Self Bag Drop 시스템

[주관기관] 한국산업기술시험원

[연구기간] 2013.12.26 ~ 2015.9.25

본 발명에 따른 수하물 자세 교정 시스템 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 시스템의 기능 블럭을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 시스템(100)은, 물체 인식부(110), 자세 교정부(120), 물체 스캐닝부(130), 수하물 정보 저장부(140) 및 교정 제어부(150)를 포함한다.

물체 인식부(110)는 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식한다.

자세 교정부(120)는 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정한다. 이를 위해, 자세 교정부(120)는 하나 이상의 자세교정 암(Arm)을 구비한다.

물체 스캐닝부(130)는 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성한다.

수하물 정보 저장부(140)는 다음 표 1과 같이 수하물의 기울어진 각도(θ)에 따른 수하물 불안정 상태도(Instability)를 저장하고 있다.

수하물의 기울어진 각 θ (단위 도)	수하물 불안정 상태도(Instability)
0	1.00
10	0.89
20	0.78
30	0.67
40	0.56
50	0.44
60	0.33
70	0.22
80	0.11
90	0.00

교정 제어부(150)는 수하물 영상을 분석하여 수하물의 불안정 상태도를 산출하고, 산출한 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치 이상이면 자세 교정부(120)에 자세 교정 명령을 출력한다.

여기서, 물체 인식부(110)와 자세 교정부(120), 물체 스캐닝부(130) 및 교정 제어부(150) 간의 통신은 고성능 산업용 통신 프로토콜(EtherCAT)을 이용하게 된다. EtherCAT은 IEEE 802.3 이더넷 표준을 확장하여 예측 가능한 타이밍과 정밀한 데이터 전송이 가능하며, 주로 장비설계 및 모션 제어와 같은 어플리케이션에 사용된다.

또한, 수하물 불안정 상태도는 수하물의 장축이 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 특정 임계치보다 높은 값을 나타내고, 컨베이어 벨트의 진행 방향과 동일하거나 평행하면 특정 임계치보다 낮은 값을 나타낸다.

또한, 수하물 불안정 상태도(Instability)는 상기 수하물의 장축이 기울어진 각도(θ)를 0 내지 1로 매핑할 때, 다음 수학식1에 따라 θ의 1차식으로 나타낸다.

또한, 자세 교정부(120)는 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암(Arm)을 하나 이상으로 구비하고, 교정 제어부(150)는 수하물이 컨베이어 벨트 상에서 기울어진 방향과 각도에 따라 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암을 선택 지정하게 된다.

또한, 교정 제어부(150)는, 수하물의 장축이 제1 사분면으로 기울어진 경우에 수하물의 자세를 교정하기 위해 좌측 자세교정 암을 선택 지정하고, 수하물의 장축이 제2 사분면으로 기울어진 경우에 수하물의 자세를 교정하기 위해 우측 자세교정 암을 선택 지정하게 된다.

또한, 교정 제어부(150)는, 수하물의 자세 교정을 위해 자세교정 암과 접촉하는 수하물의 특정 지점(Point)에 대해, 컨베이어 벨트의 진행 방향과 수직한 수하물의 단축 반경 상에 있는 위치로 선정하고, 선택 지정된 자세교정 암이 특정 지점을 거치도록 회전시키게 된다.

또한, 교정 제어부(150)는, 자세 교정부(120)를 통해 자세교정 암이 특정 지점을 거쳐 회전하여 수하물의 자세를 교정하도록 다음 수학식2에 따라 자세교정 암의 회전 각도(θ)를 설정하게 된다.

또한, 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)는 다음 수학식3에 따라 수하물의 중심점(Lc)에서 수하물의 단축 반경(r)을 빼서 산출하게 된다.

또한, 수하물의 기울어진 각도(θ)는, 수하물이 놓여진 컨베이어 벨트의 진행 방향을 y축으로 할 경우에, 수하물의 중심점에서 수하물의 장축과 평행하는 벡터 a와, 벡터 a에서 x축에 정사영 되는 벡터 b에 의해 다음 수학식4로 결정된다.

본 발명의 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물에 대해 2 단계 자세 교정 과정을 수행한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물에 대해 2 단계로 자세를 교정하는 과정을 나타낸 도면이다. 즉, 본 발명에 따른 수하물 자세 교정 시스템(100)은, 물체 인식부(110)에 구비된 물체 인식 센서를 통해 수하물을 인식하면, 물체 스캐닝부(130)에서 해당 수하물을 촬영하여 수하물 영상을 획득하고, 교정 제어부(150)가 수하물 영상을 분석해 수하물 불안정 상태도를 산출하여, 산출된 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치(T)를 넘으면 자세 교정부(120)를 통해 자세교정 암(Arm)을 회전시켜 수하물의 불안정 상태를 교정한 후 2 단계 과정을 진행하여 물체 인식 센서를 통해 수하물을 인식하는 단계부터 동일한 과정으로 수하물 영상을 획득하고 이를 분석해 수하물 불안정 상태도를 계산해 특정 임계치(T)를 넘을 경우에 수하물 불안정 상태를 교정하도록 하는 것이다. 이렇게 2 단계 교정 과정을 거치는 것은 1차 교정에서 미흡하게 자세가 교정되거나 1차 자세 교정으로 인한 불안정 상태를 2차 교정을 통해 보완하기 위함이다. 이에 대해 도 3을 통해 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수하물 자세 교정 시스템(100)은, 물체 인식부(110)와 자세 교정부(120) 및 물체 스캐닝부(130)를 초기화하고, 물체 인식 센서가 수하물이 인식될 때까지 대기하고 있다가, 물체 인식부(110)가 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식한다(S310).

즉, 물체 인식부(110)에 있는 1 단계의 물체 인식 센서가 컨베이어 벨트 상에 배치되어 있는 수하물을 인식하는 것이다.

이어, 물체 스캐닝부(130)는 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성한다(S320).

여기서, 물체 스캐닝부(130)는 레이저, 카메라, 초음파 등의 물체 형상을 인식하기 위한 장치들이 이용되고, 1 단계 수하물을 스캐닝하여 디지털화 된 수하물 영상을 획득하는 것이다.

이어, 교정 제어부(150)는 수하물 영상을 분석하여 수하물의 불안정 상태도(Instability)를 산출한다(S330).

즉, 교정 제어부(150)는 수하물 영상을 분석하여 수하물의 기울어진 각도(θ)를 산출하고, 수하물 정보 저장부(140)에 저장되어 있는 표 1과 같은 수하물의 기울어진 각도(θ)에 따른 수하물 불안정 상태도에 근거해 수하물 불안정 상태도를 산출하는 것이다.

컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 수하물의 장축이 컨베이어 벨트의 진행 방향과 평행하게 될 때 가장 안정적으로 배치된 것이고, 수하물의 장축이 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 불안정하게 배치된 것으로 볼 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수하물이 컨베이어 벨트 상에 불안정한 상태와 안정된 상태로 배치된 예를 나타낸 도면이다. 따라서, 수하물 불안정 상태도는 수하물의 장축이 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 특정 임계치보다 높은 값을 나타내고, 컨베이어 벨트의 진행 방향과 동일하거나 평행하면 특정 임계치보다 낮은 값을 나타낸다.

여기서, 수하물 불안정 상태도는 수하물의 장축이 기울어진 각도(θ)를 0 내지 1로 매핑할 때, 수학식1에 따라 θ의 1차식으로 산출하게 된다.

이어, 교정 제어부(150)는 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치(T) 이상이면(S340-예), 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정한다(S350).

이때, 교정 제어부(150)는 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물의 자세를 교정할 하나 이상의 자세교정 암(Arm) 중에서, 수하물이 컨베이어 벨트 상에서 기울어진 방향과 각도에 따라 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암을 선택 지정한다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 수하물의 장축이 오른쪽으로, 즉, 제1 사분면으로 기울어진 경우에 수하물의 자세를 교정하기 위해 좌측 자세교정 암을 선택 지정하게 된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수하물의 장축이 오른쪽 또는 왼쪽으로 기울어진 경우를 나타낸 도면이다. 또한, 도 5에서, 수하물의 장축이 왼쪽으로, 즉, 제2 사분면으로 기울어진 경우에 수하물의 자세를 교정하기 위해 우측 자세교정 암을 선택 지정하게 되는 것이다.

또한, 교정 제어부(150)는 수하물의 자세 교정을 위해 자세교정 암과 접촉하는 수하물의 특정 지점(Point), 즉, 수하물의 자세 교정 지점에 대해, 도 6에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트의 진행 방향과 수직한 수하물의 단축 반경 상에 있는 위치로 선정하고, 선택 지정된 자세교정 암이 특정 지점(Point)을 거치도록 회전시키게 된다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수하물의 자세 교정 지점과 자세 교정 암의 회전각을 나타낸 도면이다.

이때, 교정 제어부(150)는 자세 교정부(120)를 통해 자세교정 암이 특정 지점을 거쳐 회전하여 수하물의 자세를 교정하도록 수학식2에 따라 자세교정 암의 회전 각도(θ)를 설정하게 된다. 즉, 자세교정 암의 회전 각도(θ)는, 자세교정 암의 길이(a)를 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)로 나눈 값에 대한 아크사인(arcsin)값으로 얻을 수 있다.

이때, 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)는 수학식3에 따라 수하물의 중심점(Lc)에서 수하물의 단축 반경(r)을 빼서 산출하게 된다.

수하물의 기울어진 각도(θ)는, 수하물이 놓여진 컨베이어 벨트의 진행 방향을 y축으로 할 경우에, 수하물의 중심점에서 수하물의 장축과 평행하는 벡터 a와, 벡터 a에서 x축에 정사영 되는 벡터 b에 의해 수학식4에 따라 결정된다.

즉, 수하물의 자세 교정 지점(Point)은 자세교정 암의 구동축과 수하물의 중심점의 최소 수직거리에서 수하물의 내부원이 이루는 반지름길이 만큼을 뺀 지점으로 설정된다. 이때, 자세 교정 암은 끝 부분이 고속 수하물의 접촉 시 충격을 완화하고 수하물의 마모를 최소화하기 위한 바퀴가 부착되어 있으며, 이 바퀴는 유지 보수를 위해 탈부착이 가능하다.

한편, 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치(T) 미만이면(S340-아니오), 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물의 상태가 안정된 상태이므로, 2 단계 수하물의 자세 교정 절차는 생략된다.

그런데, 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치(T) 이상으로 도 7에 도시된 바와 같이 불안정 상태의 수하물이 트레이(Tray)에 실리게 되는 경우에, S350에서 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정한 후에도 도 8에 도시된 바와 같이 2 단계 수하물 자세 교정 단계를 진행한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수하물이 불안정한 상태로 트레이에 실리게 된 경우를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수하물에 대해 1 단계 자세 교정 후에 2 단계 자세 교정을 진행하는 예를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조한 도 3에서, 물체 인식부(110)가 컨베이어 벨트 상에 위치한 2 단계 수하물을 인식한다(S312).

이어, 물체 스캐닝부(130)는 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성한다(S322).

이어, 교정 제어부(150)는 수하물 영상을 분석하여 수하물의 불안정 상태도(Instability)를 산출한다(S332).

이어, 교정 제어부(150)는 수하물 불안정 상태도가 특정 임계치(T) 이상이면(S342-예), 컨베이어 벨트 상의 2 단계 수하물에 대한 자세를 교정한다(S352).

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공항에서 항공 수하물의 고속 운송 시, 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 도중에 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실을 방지하기 위해 수하물의 자세를 파악하여 교정할 수 있도록 하는 수하물 자세 교정 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 공항에서 항공 수하물의 고속 운송 시, 다양한 컨베이어 벨트를 통해 이동하는 도중에 수하물의 불안정한 배치로 인해 나타나는 수하물 지각과 낙실을 방지하기 위해 수하물의 자세를 파악하여 교정할 수 있도록 하는 수하물 자세 교정 시스템 및 방법에 적용할 수 있다.

100 : 수하물 자세 교정 시스템
110 : 물체 인식부
120 : 자세 교정부
130 : 물체 스캐닝부
140 : 수하물 정보 저장부
150 : 교정 제어부

Claims

컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식하기 위한 물체 인식부;
상기 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암(Arm)을 둘 이상으로 구비하고, 상기 수하물의 장축이 제1 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 좌측 자세교정 암을 선택 지정하고, 상기 수하물의 장축이 제2 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 우측 자세교정 암을 선택 지정하여, 상기 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정하는 자세 교정부;
상기 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성하는 물체 스캐닝부; 및
상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 불안정 상태를 인식하고, 상기 수하물의 불안정 상태가 특정 임계치 이상이면 상기 자세 교정부에 자세 교정 명령을 출력하는 교정 제어부;
를 포함하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 물체 인식부와 상기 자세 교정부, 상기 물체 스캐닝부 및 상기 교정 제어부 간의 통신은 산업용 통신 프로토콜(EtherCAT)을 이용하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수하물의 기울어진 각도(θ)에 따른 수하물 불안정 상태도(Instability)를 저장하고 있는 수하물 정보 저장부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 수하물 불안정 상태도는 상기 수하물의 장축이 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 상기 특정 임계치보다 높은 값을 나타내고, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 동일하거나 평행하면 상기 특정 임계치보다 낮은 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 수하물 불안정 상태도(Instability)는 상기 수하물의 장축이 기울어진 각도(θ)를 0 내지 1로 매핑할 때, 다음 수학식에 따라 θ의 1차식으로 나타낸 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 교정 제어부는 상기 수하물이 컨베이어 벨트 상에서 기울어진 방향과 각도에 따라 상기 수하물의 자세를 교정할 자세교정 암을 선택 지정하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
삭제
청구항 6에 있어서,
상기 교정 제어부는, 상기 수하물의 자세 교정을 위해 상기 자세교정 암과 접촉하는 상기 수하물의 특정 지점(Point)에 대해, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 수직한 수하물의 단축 반경 상에 있는 위치로 선정하고, 상기 선택 지정된 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거치도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 교정 제어부는, 상기 자세 교정부를 통해 상기 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거쳐 회전하여 상기 수하물의 자세를 교정하도록 다음 수학식에 따라 상기 자세교정 암의 회전 각도(θ)를 설정하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.

여기서, a는 자세교정 암의 길이를 나타내고, b는 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리를 나타낸다.
청구항 9에 있어서,
상기 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)는 다음 수학식에 따라 상기 수하물의 중심점(Lc)에서 상기 수하물의 단축 반경(r)을 빼서 산출하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수하물의 기울어진 각도(θ)는, 상기 수하물이 놓여진 컨베이어 벨트의 진행 방향을 y축으로 할 경우에, 상기 수하물의 중심점에서 상기 수하물의 장축과 평행하는 벡터 a와, 벡터 a에서 x축에 정사영 되는 벡터 b에 의해 다음 수학식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 시스템.
(a) 컨베이어 벨트 상에 위치한 수하물을 인식하는 단계;
(b) 상기 인식된 수하물을 스캐닝하여 수하물 영상을 생성하는 단계;
(c) 상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 불안정 상태도(Instability)를 산출하는 단계;
(d) 상기 수하물의 불안정 상태도가 특정 임계치 이상이면, 상기 컨베이어 벨트 상에 배치된 수하물의 자세를 교정할 둘 이상의 자세교정 암(Arm) 중에서, 상기 수하물의 장축이 제1 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 좌측 자세교정 암을 선택 지정하고, 상기 수하물의 장축이 제2 사분면으로 기울어진 경우에 상기 수하물의 자세를 교정하기 위해 우측 자세교정 암을 선택 지정하여 상기 컨베이어 벨트 상의 수하물에 대한 자세를 교정하는 단계;
를 포함하는 수하물 자세 교정 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 (c) 단계는, 상기 수하물 영상을 분석하여 상기 수하물의 기울어진 각도(θ)를 산출하고, 상기 수하물의 기울어진 각도(θ)에 따른 수하물 불안정 상태도를 산출하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 수하물 불안정 상태도는 상기 수하물의 장축이 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 직교할 때 상기 특정 임계치보다 높은 값을 나타내고, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 동일하거나 평행하면 상기 특정 임계치보다 낮은 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 수하물 불안정 상태도는 상기 수하물의 장축이 기울어진 각도(θ)를 0 내지 1로 매핑할 때, 다음 수학식에 따라 θ의 1차식으로 산출하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.
삭제
삭제
청구항 12에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 수하물의 자세 교정을 위해 상기 자세교정 암과 접촉하는 상기 수하물의 특정 지점(Point)에 대해, 상기 컨베이어 벨트의 진행 방향과 수직한 수하물의 단축 반경 상에 있는 위치로 선정하고, 상기 선택 지정된 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거치도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 자세교정 암를 통해 상기 자세교정 암이 상기 특정 지점을 거쳐 회전하여 상기 수하물의 자세를 교정하도록 다음 수학식에 따라 상기 자세교정 암의 회전 각도(θ)를 설정하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.

여기서, a는 자세교정 암의 길이를 나타내고, b는 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리를 나타낸다.
청구항 19에 있어서,
상기 컨베이어 벨트의 측면과 수직하는 수하물의 교정 지점까지의 거리(b)는 다음 수학식에 따라 상기 수하물의 중심점(Lc)에서 상기 수하물의 단축 반경(r)을 빼서 산출하는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 수하물의 기울어진 각도(θ)는, 상기 수하물이 놓여진 컨베이어 벨트의 진행 방향을 y축으로 할 경우에, 상기 수하물의 중심점에서 상기 수하물의 장축과 평행하는 벡터 a와, 벡터 a에서 x축에 정사영 되는 벡터 b에 의해 다음 수학식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 수하물 자세 교정 방법.