KR102063149B1 - 협업에 따라 대기위치를 변경하는 방법 및 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협업에 따라 대기위치를 변경하는 방법 및 로봇에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 로봇이 작업을 수행하기 위해 제1시점에 대기 위치로 설정된 제1지점에서 제2지점까지 이동하는 과정에서 로봇이 제1지점 대신 제3지점을 제2시점에 대기 위치로 변경한다.

Description

협업에 따라 대기위치를 변경하는 방법 및 로봇{METHOD OF EXCHANGING STANDBY POSITION BASED ON COOPERATION AND ROBOT IMPLEMENTING THEREOF}

본 발명은 협업에 따라 대기위치를 변경하는 방법 및 로봇에 관한 기술이다.

공항, 학교, 관공서, 호텔, 사무실, 공장, 체육관, 공연장과 같은 문화시설 등 인적, 물적 교류가 활발하게 발생하는 공간에서 로봇이 동작하기 위해서는 공간을 지속적으로 센싱하여 이동하는 것이 필요하다. 한편, 로봇이 이동하는 공간에는 항상 보행자들 혹은 보행자들과 동반하여 이동하는 다양한 사물들이 다수 배치될 수 있으므로, 로봇은 이들을 회피하여 주행하는 것이 필요하다.

특히, 인적, 물적 교류가 활발하게 발생하는 공간에서는 사람들이 다양한 방향에서 출몰할 수 있으며, 또한 이들에 동반한 사물들 역시 로봇이 회피해야 하는 대상이다. 그런데, 로봇이 이들 이동하는 장애물들과의 거리를 유지하는 방식 및 회피하는 방식은 로봇의 이동 경로와 작업 기능에 많은 영향을 미친다. 또한, 이동 과정에서 로봇이 특정한 지점으로 이동하는 것은 로봇의 성능에 많은 영향을 미친다.

도 1은 한국 등록 특허 1170686호의 로봇이 대기 위치로 복귀하는 기술을 보여주는 도면이다.

도 1을 살펴보면, 관제서버(1001)는 각각의 이동로봇(1005a~1005c)의 안내 서비스를 위한 데이터를 데이터베이스(1003)에 탑재하고, 각 이동로봇(1005a~1005c)에 맞는 데이터를 전송한다. 관제 단말기(1002)는 각 이동로봇(1005a~1005c)을 관제한다.

이들 이동로봇(1005a~5c)들은 관제서버(1001) 및 관제 단말기(1002)에 의해 전람회, 박람회 등의 실내외 행사장과, 놀이공원, 동식물원, 미술관 또는 박물관 등의 주요 지점에서 대기하며, 방문객의 안내 서비스를 수행하며, 패치 데이터가 있을 경우에는 이를 실행 한 후 지정된 출근위치(안내업무 대기위치)로 이동한다.

도 1과 같은 구성에서는 한 대의 로봇이 가이드를 마친 후 최초 대기 위치로 복귀하여 대기하는데, 만약 로봇의 대기 위치가 각각 다른 경우, 대기 위치에서 멀리 떨어진 곳으로 가이드를 하면 해당 위치의 서비스 공백이 커지는 문제가 발생한다.

이에, 다수의 로봇들이 서비스 공간 내에 배치된 경우, 이들 로봇들이 특정한 서비스를 제공함에 있어 각 로봇에 설정된 대기위치를 변경하여 서비스 공백을 줄이는 방법과 장치에 대해 살펴본다.

본 명세서에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇이 특정한 작업을 수행한 후 대기 위치로 복귀하는데 소요되는 리소스를 줄이기 위해 대기 위치를 변경하는 방안을 제공하고자 한다.

또한, 본 명세서에서는 로봇이 작업을 처리한후 대기 위치로 복귀하는데 투입하는 리소스를 줄이고 이를 다른 로봇들과 배분하여 각 로봇이 담당하는 대기 위치를 변경하여, 대기 위치에서의 서비스 공백을 줄이도록 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 로봇이 작업을 수행하기 위해 제1시점에 대기 위치로 설정된 제1지점에서 제2지점까지 이동하는 과정에서 로봇이 제1지점 대신 제3지점을 제2시점에 대기 위치로 변경한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 제2시점 이전에 제3지점을 대기 위치로 설정받은 대상 로봇에게 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 작업을 완료한 후 로봇을 제3지점으로 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 통신부가 공간에 배치된 하나 이상의 대상 로봇으로부터 위치 정보와 상태 정보, 그리고 대기 위치 정보를 수신하며, 중앙제어부는 대상 로봇의 현재 위치와 제1지점 사이의 거리 보다 로봇의 현재 위치와 제1지점 사이의 거리가 더 큰 하나 이상의 대상 로봇들 중에서 하나의 대상 로봇을 선택하며, 통신부는 선택된 대상 로봇에게 제1지점으로 대기 위치가 변경됨을 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇은 다른 로봇으로부터 대상 로봇의 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 수신하면 대상 로봇을 변경된 대기 위치인 제1지점으로 이동시킨다.

본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 대기 위치의 공백 시간을 줄여서 서비스 대응 속도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 특정 서비스을 수행한 후 대기 위치로 복귀함에 있어서 일부 로봇 사이에 대기 위치를 변경하도록 협업을 수행하므로, 대기 위치로 복귀하는 시간을 줄일 수 있으며 이에 기반하여 서비스 대응 속도를 높일 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 효과에 한정되지 않으며, 본 발명의 당업자들은 본 발명의 구성에서 본 발명의 다양한 효과를 쉽게 도출할 수 있다.

도 1은 한국 등록 특허 1170686호의 로봇이 대기 위치로 복귀하는 기술을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 외관을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 대기 위치 변경을 협업으로 진행하는 로봇의 이동 경로와 협업 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 가이드를 시작하는 시점에서 대기 위치를 변경할 로봇을 검색 및 선정하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 대기 위치 변경을 요청받은 로봇의 동작 플로우를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 로봇이 별도의 작업을 수행 중에 대기 위치를 변경하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 로봇이 별도의 작업을 수행 중에 대기 위치를 변경하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 구성을 보여주는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

이하, 본 명세서에서 로봇은 특정한 목적(청소, 보안, 모니터링, 안내 등)을 가지거나 혹은 로봇이 이동하는 공간의 특성에 따른 기능을 제공하며 이동하는 장치를 포함한다. 따라서, 본 명세서에서의 로봇은 소정의 정보와 센서를 이용하여 이동할 수 있는 이동수단을 보유하며 소정의 기능을 제공하는 장치를 통칭한다.

본 명세서에서 로봇은 맵을 보유하면서 이동할 수 있다. 맵은 공간에서 이동하지 않는 것으로 확인된 고정된 벽, 계단 등 고정 객체에 대한 정보를 의미한다. 또한, 주기적으로 배치되는 이동 장애물, 즉 동적인 객체들에 대한 정보도 맵 상에 저장될 수 있다. 일 실시예로 로봇의 진행 방향을 기준으로 일정한 범위 내에 배치된 장애물들에 대한 정보도 맵 상에 저장될 수 있다. 이 경우, 전술한 고정 객체가 저장되는 맵과 달리 임시적으로 장애물들의 정보가 맵에 등록되고 이후 로봇이 이동한 후 맵에서 제거될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 로봇은 다양한 센서들을 이용하여 외부의 동적 객체를 확인할 수 있다. 외부의 동적 객체를 확인하면, 보행자로 붐비는 환경에서 로봇이 목적지까지 주행할 때, 목적지까지 거쳐가야 하는 경유 지점(Waypoint)의 장애물에 의한 점유 상황을 확인할 수 있다. 또한 로봇은 경유 지점의 방향 변경 정도에 따라 유연하게 경유 지점을 도착한 것으로 판단하고 다음 경유 지점으로 넘어 가도록 하여 목적지까지 성공적으로 주행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 외관을 보여주는 도면이다. 도 2는 예시적인 외관에 해당하며, 도 2의 외관 외에도 다양한 외관으로 본 발명의 로봇을 구현할 수 있다. 특히, 각각의 구성요소는 로봇의 형상에 따라 상하좌우 전후 등에서 다른 위치에 배치될 수 있다.

상기 본체(10)는 상하 방향으로 길이가 길게 형성되며, 전체적으로 하부에서 상부 방향으로 올라갈수록 슬림해지는 오뚝이 형상을 가질 수 있다.

상기 본체(10)는 상기 로봇(1)의 외관을 형성하는 케이스(30)를 포함할 수 있다. 상기 케이스(30)는 상측에 배치되는 탑 커버(31), 상기 탑 커버(31)의 하측에 배치되는 제1 미들 커버(32), 상기 제1 미들 커버(32)의 하측에 배치되는 제2 미들 커버(33) 및 상기 제2 미들 커버(33)의 하측에 배치되는 바텀 커버(34)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 미들 커버(32)와 상기 제2 미들 커버(33)는 하나의 미들 커버로 이루어질 수 있다.

상기 탑 커버(31)는 상기 로봇(1)의 최상단에 위치되며, 반구 또는 돔 형상을 가질 수 있다. 상기 탑 커버(31)는 사용자로부터 명령을 용이하게 입력 받기 위하여 성인의 키보다 낮은 높이에 위치될 수 있다. 그리고 상기 탑 커버(31)는 소정각도 회전 가능하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 탑 커버(31)와 그 내부의 헤드부(15)는, 로봇(1)의 최상단에 배치되어 사람의 헤드(head)와 유사한 형상과 기능을 가지고 사용자와의 인터랙션(interaction)을 담당할 수 있다. 따라서, 상기 탑 커버(31)와 그 내부의 헤드부(15)는 헤드(head)로 명명될 수 있다. 또한, 상기 헤드의 하측에 배치되는 나머지 부분은 바디(body)로 명명될 수 있다.

상기 탑 커버(31)는 전면 일측에 조작부(311)를 포함할 수 있다. 상기 조작부(311)는 사용자로부터 명령을 입력받는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 조작부(311)는 사용자로부터 터치 입력을 받기 위한 디스플레이(312)를 포함할 수 있다.

이하에서는, 상기 조작부(311)에 배치되는 디스플레이(312)는 헤드 디스플레이(312)로 명명하고, 바디에 배치되는 디스플레이부(20)는 바디 디스플레이부(20)로 명명한다. 바디 디스플레이부(20)는 지지부(22)를 포함할 수 있으며, 별도의 고정 부재(138)에 의해 상기 본체(10)의 내부에 고정될 수 있다.

상기 헤드 디스플레이(312)는 터치패드와 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 상기 헤드 디스플레이(312)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.

또한, 상기 조작부(311)는 사용자가 상기 헤드 디스플레이(312)를 아래로 내려다보면서 쉽게 조작할 수 있도록 일정각도 상측을 향할 수 있다. 예를 들어, 상기 조작부(311)는 상기 탑 커버(31)의 일부가 절단되어 형성되는 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 헤드 디스플레이(312)는 경사지도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 조작부(311)는 전체적으로 원형 또는 타원형의 외형을 가질 수 있다. 이러한 상기 조작부(311)는 사람의 얼굴 형상과 유사하게 구현될 수 있다.

일례로, 상기 조작부(311)는 원형 형상을 가지며, 상기 조작부(311) 상에는 사람의 눈, 코, 입, 눈썹 등을 표현하기 위한 구조물이 하나 이상 위치될 수 있다.

즉, 상기 조작부(311) 상에는 사람의 눈, 코, 입, 눈썹 등을 표현하기 위하여 특정 구조물이 배치될 수 있고 또는 특정 페인트가 도색될 수 있다. 따라서, 상기 조작부(311)는 사람의 얼굴 형상을 가짐으로써, 사용자에게 감성적인 느낌을 제공할 수 있다. 더욱이, 사람의 얼굴 형상을 가지는 로봇이 주행하는 경우, 마치 사람이 움직이는 것과 같은 느낌을 줄 수 있어 로봇에 대한 거부감을 해소할 수 있다.

다른 예로, 상기 헤드 디스플레이(312) 상에는 사람의 눈, 코, 입, 눈썹 등을 표현하기 위한 이미지가 하나 이상 표시될 수 있다.

즉, 상기 헤드 디스플레이(312) 상에는 길 안내 서비스에 관련된 정보뿐만 아니라, 사람의 얼굴 형상을 표현하기 위한 다양한 이미지가 표시될 수 있다. 그리고 상기 헤드 디스플레이(312) 상에는 일정 시간 간격 또는 특정 시각에 정해진 얼굴 표정을 표현하기 위한 이미지가 표시될 수도 있다.

한편, 도 2를 기준으로 상기 조작부(311)가 향하는 방향을 "전방"이라고 정의한다. 그리고 "전방"의 반대 방향을 "후방"이라고 정의한다.

또한, 상기 조작부(311)는 사람과 사물 인식을 위한 헤드 카메라부(313)가 배치될 수 있다.

상기 헤드 카메라부(313)는 상기 헤드 디스플레이(312)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 헤드 카메라부(313)는 2D 카메라(313a) 및 RGBD 센서(313b, 313c)를 포함할 수 있다.

상기 2D 카메라(313a)는 2차원 영상을 기반으로 사람 또는 사물을 인식하기 위한 센서일 수 있다.

또한, 상기 RGBD 센서(Red, Green, Blue, Distance)(313b, 313c)는 사람의 위치 또는 얼굴 이미지를 획득하기 위한 센서일 수 있다. 상기 RGBD 센서(313b, 313c)는 RGBD 센서들을 갖는 카메라 또는 다른 유사한 3D 이미징 장치로부터 획득되는 깊이(Depth) 데이터를 갖는 캡쳐된 이미지들을 이용하여 사람 또는 사물을 검출하기 위한 센서일 수 있다.

사람의 위치 또는 얼굴 이미지를 정확히 검출하기 위하여, 상기 RGBD 센서(313b, 313c)는 복수 개로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 RGBD 센서(313b, 313c)는 2개로 구성되어, 상기 2D 카메라(313a)의 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다.

도시되진 않았으나, 상기 조작부(311)는 사용자로부터 명령을 직접 입력 받기 위한 물리적 버튼을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탑 커버(31)는 마이크(314)를 더 포함할 수 있다.

상기 마이크(314)는 사용자로부터 오디오 신호의 명령을 입력 받기 위한 기능을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 마이크(314)는 사용자로부터 음성 명령을 정확히 수신하기 위하여, 상기 탑 커버(31)의 상단부 어느 지점에 4개소가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 로봇(1)이 주행 중이거나 또는 상기 탑 커버(31)가 회전 중에도, 사용자로부터 음성의 길 안내 요청을 정확히 수신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 탑 커버(31)는, 상기 로봇(1)이 주행 중에는 상기 조작부(311)가 주행 방향을 향하도록 회전될 수 있다. 그리고 상기 탑 커버(31)는 상기 로봇(1)이 주행 중에 사용자로부터 명령(예: 음성 명령 등)을 수신하면, 상기 조작부(311)가 사용자가 위치한 방향을 향하도록 회전될 수 있다.

이와는 다르게, 상기 탑 커버(31)는 상기 로봇(1)이 주행 중에 사용자로부터 명령을 수신하면, 상기 로봇(1)의 주행 방향의 반대되는 방향으로 회전될 수 있다. 즉, 상기 탑 커버(31)는 상기 바디 디스플레이부(20)가 향하는 방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 바디 디스플레이부(20)에 표시되는 길 안내 서비스 정보 등을 보면서 상기 조작부(311)를 효과적으로 조작할 수 있다.

제1 미들 커버(32)는 RGBD 센서(321)를 포함할 수 있다.

상기 RGBD 센서(321)는 상기 로봇(1)이 주행 중에, 상기 로봇(1)과 장애물 사이의 충돌을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 RGBD 센서(321)는 상기 로봇(1)이 주행하는 방향, 즉 상기 제1 미들 커버(32)의 전방에 위치될 수 있다. 일례로, 상기 RGBD 센서(321)는 상기 로봇(1)의 전방에 존재하는 장애물 또는 사람의 키를 고려하여, 상기 제1 미들 커버(32)의 상단부에 위치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, 상기 RGBD 센서(321)는 상기 제1 미들 커버(32)의 전방의 다양한 위치에 배치될 수 있다.

실시예에 따라서는, 상기 제1 미들 커버(32)에 RGBD 센서(321)가 배치되지 않고, RGBD 센서(321)의 기능도 헤드 카메라부(313)에서 수행할 수 있다.

또한, 상기 제1 미들 커버(32)는 스피커용 홀(322)을 더 포함할 수 있다.

상기 스피커용 홀(322)은 스피커에서 발생하는 소리를 외부로 전달하기 위한 홀일 수 있다. 상기 스피커용 홀(322)은 상기 제1 미들 커버(32)의 외주면에 형성될 수 있으며, 단수 개로 형성될 수 있다. 그러나 이와는 다르게, 상기 스피커용 홀(322)은 복수 개로 형성되어 상기 제1 미들 커버(32)의 외주면에 서로 이격되게 형성될 수 있다.

상기 제1 미들 커버(32)는 스테레오 카메라용 홀(323)을 더 포함할 수 있다.

상기 스테레오 카메라용 홀(323)은 상기 본체(10)의 내부에 설치된 스테레오 카메라(미도시)의 작동을 위한 홀일 수 있다. 일례로, 상기 스테레오 카메라용 홀(323)은 상기 제1 미들 커버(32)의 전방 하단에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 스테레오 카메라(137)는 상기 스테레오 카메라용 홀(323)을 통해 상기 로봇(1)의 전방 영역을 촬영할 수 있다.

상기 제2 미들 커버(33)는 제1 절개부(331)를 포함할 수 있다.

상기 제1 절개부(331)는 상기 제2 미들 커버(33)의 외주면의 전방에서 측방에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 제1 절개부(331)는 전방 라이더 센서(미도시)가 동작 가능하도록 제2 미들 커버(33)에서 절개되는 부분이다.

구체적으로, 제1 절개부(331)는 상기 제2 미들 커버(33)의 전방 외주면에서 반경 방향으로 소정길이로 절개될 수 있다. 여기서, 상기 전방 라이더(136)는 상기 제2 미들 커버(33)의 내부에 위치된다. 그리고 상기 제1 절개부(331)는 상기 전방 라이더의 위치에 대응되는 상기 제2 미들 커버(33)의 외주면에서 상기 제2 미들 커버(33)의 둘레를 따라 절개되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 절개부(331)와 상기 전방 라이더는 마주볼 수 있다. 따라서, 상기 전방 라이더는 상기 제1 절개부(331)에 의해 외부로 노출될 수 있다.

일례로, 상기 제1 절개부(331)는 상기 제2 미들 커버(33)의 전방에서 둘레를 따라 270도만큼 절개될 수 있다. 상기 제1 절개부(331)가 상기 제2 미들 커버(33)에 형성되어야 하는 이유는, 상기 전방 라이더에서 방출된 레이저가 성인의 눈 또는 어린이의 눈으로 직접 조사되는 것을 방지하기 위함이다.

도 2의 로봇의 형상은 예시적이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 로봇의 다양한 카메라들과 센서들 역시 로봇(1)의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 도 2의 로봇은 사용자에게 정보를 안내하고 특정 지점까지 이동하여 사용자를 안내하는 안내 로봇을 일 실시예로 한다. 이외에도 청소, 보안 또는 기능을 제공하는 로봇 역시 도 2의 로봇의 범위에 포함된다. 다양한 기능을 제공할 수 있으나, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 안내 로봇을 중심으로 설명한다.

도 2를 일 실시예로 하는 로봇이 서비스 공간 내에 다수 배치된 상태에서 로봇이 안내 기능을 수행하기 위해 자신의 대기 위치에서 멀리 떨어진 곳으로 가이드를 하는 경우, 로봇이 가이드의 목적지로 이동한 후, 안내 기능을 종료하고 다시 대기 위치로 복귀하는 시간 동안 해당 로봇의 대기 위치에서의 서비스 공백이 커진다.

특히, 안내나 가이드 등 특정한 목적지로 가이드하는 로봇이 자신의 대기위치에서 멀리 떨어진 곳으로 가이드를 하게 되면, 목적지로 이동한 후 대기위치로 복귀하는 시간 동안 해당 로봇의 대기위치에서의 서비스 공백이 커진다. 이에, 본 명세서에서는 목적지로 가이드 하는 로봇이 원래 설정되었거나 이전에 배치되었던 대기위치로 복귀하지 않고, 목적지로의 이동 경로상 다른 로봇과 대기위치를 변경 방식으로 특정 위치의 서비스 공백이 커지는 문제를 최소화 할 수 있다.

즉, 목적지로의 이동 경로상에 있거나 경로에 근접한 다른 로봇과 대기 위치를 변경하여, 안내 업무를 종료한 후에 로봇은 인접한 위치의 다른 대기 위치로 이동하여 특정 위치의 서비스 공백이 커지는 문제를 최소화 할 수 있다.

이하, 로봇이 목적지까지 이동한 후 대기 위치로 이동하는데 소요되는 시간 혹은 거리를 로봇이 투입하는 자원, 즉 리소스(resource)라고 지시한다. 본 명세서에서는 로봇이 특정 기능을 수행하거나 기능을 수행 후 설정된 장소로 복귀하는데 소요되는 거리 또는 시간 또는 이 둘을 합한 것을 리소스라 지시한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 대기 위치 변경을 협업으로 진행하는 로봇의 이동 경로와 협업 과정을 보여주는 도면이다.

도 3은 3개의 로봇(R1, R2, R3)가 배치된 구성이다. S는 출발지를, E는 목적지를 지시한다. 만약 하나의 로봇(예를 들어 R1)이 S->E 까지의 안내를 전담할 경우 R1만이 화살표를 따라 안내를 수행하고(S11), 그 후 다시 원래의 위치로 돌아오는 과정(S12)을 진행한다.

도 3의 프로세스에서 특정 로봇이 장거리 가이드(S11, S12)로 20분 간의 공백이 발생할 수 있다. 이에, 도 4에서는 안내로봇 가이드 시 로봇 간 협업을 통한 대기위치 변경으로 개별 서비스 공백 최소화하는 과정을 설명한다. 일 실시예로, 2 대 간 대기위치 변경 시 평균 10분, 4대 간 대기위치 변경 시 평균 5분의 공백으로 특정 로봇(의 대기위치)에 서비스 공백을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서 각 로봇들이 대기 위치를 변경하는 과정을 보여주는 도면이다. 먼저 가이드 업무를 수행하는 R1은 가이드를 위해 목적지(E)까지 이동하는 경로를 생성한다(S21, S22a, S23a 로 구성되는 경로). 그리고 R1은 경로를 주행하고 원래의 대기 위치로 복귀하는 데 있어 투입되는 리소스가 미리 설정된 기준 보다 큰지 확인한다. 예를 들어, R1이 담당하는 S 위치에서 E까지 도달한 후 다시 S로 복귀하는데 투입되는 시간이 15분 이라는 대기위치 공백 가능 시간 기준 이상인 경우 R1은 대기위치 변경을 위해 협업할 로봇을 검색한다. 예를 들어 S21, S22a, S23a 로 구성되는 경로에 배치되었거나 이들 경로에 근접하여 협업이 가능한 가장 가까운 로봇(R2라 지칭)을 선정한다.

그리고 R1의 원래 대기위치가 R2 보다 멀어지면(k1에 도달한 경우), R1과 R2의 대기 위치를 변경한다. 예를 들어 R2가 대기 상태였다면 R1의 대기위치(S)로 바로 이동하고, 서비스 중이었다면 서비스 종료 후 R1의 대기 위치(S)로 이동한다(S22b). 그리고 R1의 대기 위치는 k3로 설정된다.

한편, R1는 k1의 위치에 도달한 후, k2의 위치로 이동하는 과정(S22a)에서 역시 새로이 설정된 대기 위치(k3)로 복귀하는데 소요되는 리소스를 비교한다. 그리고 대기 위치의 변경이 필요하며 S22a의 경로 과정에서 인접한 다른 로봇(R3)를 확인한다. 그 결과 R3와 R1은 대기 위치를 변경한다.

따라서 R3가 대기 상태였다면 R1의 변경된 대기위치였던 k3로 이동하고, 서비스 중이었다면 서비스 종료 후 R1의 대기 위치(k3)로 이동한다(S23b). 그리고 R1의 대기 위치는 R3의 이전 대기 위치였던 k4 로 설정된다.

이후 k2에 도착한 R1은 E 까지의 경로 S23a에 이동한 후 변경된 대기 위치 k3으로 이동하는데 투입되는 리소스의 크기가 미리 설정한 기준 이하인 경우, R1은 E 까지 가이드 업무를 진행한 후(S23a), k4 위치로 이동한다(S24a).

도 4와 같이 하나의 로봇이 가이드 업무를 수행하며, 특정 대기 위치에 로봇이 배치되지 않는 공백 시간을 줄이기 위해 로봇들이 차례대로 대기 위치를 변경하여 공백 시간을 줄일 수 있다. 또한 R1이 다시 원래의 대기 위치(S)로 돌아오는데 시간 소요를 줄일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 대기 위치기 변경된 결과를 보여주는 도면이다. 도 4에서 R1, R2, R3 각각의 대기 위치였던 S, k3, k4에 다른 로봇들이 대기하도록 이동하였다.

도 4에서 로봇과 대기 위치의 쌍은 다음과 같다. {R1-S, R2-k3, R3-k4} 반면, 협업을 통해 대기위치가 변경된 후, 도 5에서 로봇과 대기 위치의 쌍은 다음과 같다. {R2-S, R3-k3, R1-k4}

도 4 및 도 5에서 살펴본 바와 같이, 안내 로봇이 사용자를 가이드하는 실시예에서 로봇 간에 협업을 통하여 대기 위치로 이동하는데 소요되는 리소스를 분배한다. 그 결과 각각의 로봇이 투입하는 리소스가 줄어들며, 대기위치에서의 개별 서비스 공백을 최소화할 수 있다.

예를 들어, 특정 로봇이 장거리 가이드로 20분 간의 공백이 발생한다면, 2개의 로봇 간 협업으로 대기 위치를 변경하여 각 대기위치 별로 평균 10분의 서비스 공백이 발생하도록 공백 시간을 줄일 수 있다. 또한 로봇 4대 간 협업으로 대기 위치를 변경할 경우, 평균 5분의 서비스 공백으로 특정 대기위치에서 발생하는 서비스 공백을 줄일 수 있다.

즉, 서비스를 제공한 후 대기 위치로 이동하는데 투입하는 리소스 분배로 특정 로봇이 담당하는 대기 위치에 다른 로봇이 이동함으로써, 해당 대기 위치에서 발생하는 서비스 공백을 최소화 한다.

또한, 가이드 업무를 수행하는 로봇에게 목표 지점에서 가까운 대기위치를 할당하여 대기위치로 복귀하는 과정에서 멀리 이동하는 일이 없어져 장거리 이동 중 배터리 부족이 발생하지 않는다. 또한 대기 위치별로 로봇의 부재 시간을 줄임으로써 긴급 대응에 용이하다.

도 4 및 도 5의 실시예를 적용할 경우, 리소스 분배로 특정 로봇 대기위치의 서비스 공백을 최소화 할 수 있고, 멀리 이동하더라도 대기 위치가 가까운 곳으로 변경되기 때문에 각 로봇들이 긴급한 서비스 요청에 대응하기에 용이하다. 따라서, 안내나 가이드 업무를 수행하는 로봇이 다른 로봇과 협업을 수행하여 대기위치를 변경하며, 대기위치 변경으로 인한 리소스 분배로 개별 대기 위치에서의 서비스 공백을 최소화한다. 이하, 가이드 시 로봇간 협업하여 가이드 리소스 분배하여 대기 위치를 변경하는 방안과 이를 위한 로직들을 살펴본다.

일 실시예로, 협업 동작 로직의 전제 조건으로 다음과 같이 구성할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 서비스 공간에 배치될 로봇의 수만큼 대기위치가 있고, 각 대기위치 기준으로 대기위치 좌표와 해당 대기위치의 로봇의 식별정보(예를 들어 로봇의 번호), 로봇 상태, 해당 로봇의 위치 좌표를 데이터로 가진다. 로봇 상태는 대기 중, 고객 응대 중, 에스코트 중, 복귀 중, 인계 준비 중 등으로 구성될 수 있다.

또한, 모든 대기위치의 데이터를 모든 로봇이 각자 관리한다. 그리고 이들 로봇들은 서로 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 통신이 가능하다. 또는 중앙의 서버가 일정한 간격으로 로봇의 식별 정보, 위치 좌표를 모든 로봇에게 전송할 수 있다.

또한, 각 로봇 사이에는 상태 정보도 선택적으로 공유할 수도 있고 공유하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 로봇의 상태가 변경되거나, 이동 시 자신의 위치 좌표가 변경되는 것을 다른 로봇들에게 알리거나 중앙의 서버에게 전송할 수 있다. 또는 로봇은 각자의 상태와 무관하게 대기위치를 교체할 수 있다.

또한, 각 로봇은 로봇의 위치나 대기 위치 등이 변경되면 실시간으로 정보를 교환하여, 다음과 같이 모든 로봇들에 대한 정보를 업데이트 된 상태로 저장할 수 있다.

{R1, R1의 대기위치 좌표, R1의 현재위치}, {R2, R2의 대기위치 좌표, R2의 현재위치}, ..., {Rn, Rn의 대기위치 좌표, Rn의 현재위치}

각 로봇은 가이드 기능을 제공하며 각 로봇들의 좌표와의 거리를 계산할 수 있다. 해당 거리는 직선거리가 아닌 이동경로를 측정한 것이다. 또한, 도착지점까지 장애물이 있는 경우 장애물을 회피하는 경로가 이동 경로에 포함된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 가이드를 시작하는 시점에서 대기 위치를 변경할 로봇을 검색 및 선정하는 과정을 보여주는 도면이다.

가이드를 시작하는 로봇을 R1이라 지시할 때, 위치 정보와 상태 정보, 그리고 대기 위치에 대한 정보 등과 같은 하기의 데이터를 다른 로봇과 공유할 수 있다. 그리고, 대상로봇은 대상 대기 위치에 있는 로봇을 지시한다.

{R1, R1의 현재 대기위치 좌표, 대상 대기 위치, R1의 현재위치, 대상 로봇}

여기서 현재 위치는 에스코트하는 로봇 R1의 현재 좌표이며, 현재 대기 위치는 에스코트하는 로봇 R1이 속해있는 대기 위치를 의미한다.

R1은 소정의 가이드 업무를 배정 받고 이동한다. 이동 과정에서 R1은 대기 위치 변경이 필요한지를 산출하기 위한 계산 과정을 잠시 중단하고 계산 과정을 대기하면서 이동할 수 있다(S40).

이후, R1은 가이드 업무를 완료하는 목적지에 도착했는지 확인한다(S41). 도착하지 않은 경우, R1은 현재 위치와 모든 대기 위치와의 거리를 측정한다(S42). 측정 결과 R1에게 현재 설정된 대기 위치가 가장 가까운 곳인 경우(S43)에는 대기 위치의 변경이 불필요하므로 S40 단계로 진행한다.

한편, S43에서 현재 설정된 대기 위치보다 더 가까운 대기 위치가 있는 경우, 대기 위치를 변경할 가치가 있는지를 확인한다. 예를 들어 더 가까운 대기 위치에 할당된 로봇이 R2인 경우 수학식 1과 같이 R1은 정보를 산출한다(S44).

[수학식 1]

S_tar = 대상로봇(R2)과 현재 대기 위치(R1의 대기위치)와의 거리

S_cur = 현재 위치(R1의 위치)와 현재 대기 위치(R1의 대기위치)와의 거리

S_cur > S_tar 인 경우, R1이 R1의 대기 위치로 복귀하는 것 보다 R2가 R1의 대기위치로이동하는 것이 전체 로봇들의 리소스를 적게 사용함을 확인할 수 있다(S45). 따라서 이 경우에는 R1과 R2가 서로의 대기 위치를 변경하고 이를 브로드캐스팅 방식으로 다른 로봇들에게 통지한다(S46).

예를 들어 R1의 대기 위치가 제1지점임을 가정한다. 후술할 도 10의 중앙제어부(250)가 대상 로봇의 현재 위치와 제1지점 사이의 거리 보다 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리가 더 큰 하나 이상의 대상 로봇들 중에서 하나의 대상 로봇을 선택할 수 있다. 그리고 도 10의 통신부(280)가 선택된 대상 로봇에게 제1지점으로 대기 위치가 변경됨을 전송하는 것으로 S46 단계를 진행할 수 있다.

여기서 다수의 대상 로봇 중에서 하나의 로봇을 선택하는 기준을 중앙제어부(250)가 다양하게 적용할 수 있다.

일 실시예로, 두 개의 대상 로봇 중에서 원래의 대기 위치로 복귀하거나 원래의 대기 위치에 대기 중인 대상 로봇을 선택할 수 있다. 이는 대상 로봇이 자신의 작업을 수행하지 않으므로 보다 빨리 새로운 대기 위치로 복귀할 수 있기 때문이다.

즉, 중앙제어부(250)는 제1대상 로봇의 현재 위치와 제1지점 사이의 거리 및 제2대상 로봇의 현재 위치와 제1지점 사이의 거리의 차이가 일정 범위 내인 경우, 제1대상 로봇 및 제2대상 로봇 중 대기 위치에 대기 중인 로봇 또는 대기 위치로 복귀 중인 대상 로봇을 선택할 수 있다.

또다른 실시예로, 중앙제어부(250)는 제1지점으로 접근하는 대상 로봇을 선택할 수 있다. 이는 제1지점에 접근하는 작업을 수행하거나, 제1지점의 근처에 있는 대상 로봇이 제1지점에 보다 빨리 복귀할 수 있기 때문이다.

그리고 R1은 대상 위치를 달리 설정하고, R2는 원래 R1에게 설정되었던 대상 위치로 이동하는 과정을 진행한다. 또한 R1은 계속 가이드 업무를 진행하며, 대기 위치의 재조정에 대한 계산을 잠시 중단할 수 있다(S40).

도 6의 플로우를 정리하면 다음과 같다. 도 4의 위치들을 참조한다. 로봇 R1이 대기위치1(S)에서 목적지 E로 이동하면서 가장 가까운 대기위치를 탐색한다. R1은 S보다 k3가 가까워지는 지점(k1지점)에 도착하며 k3를 대기 위치로 설정받은 로봇 R2를 대기위치 변경 후보로 결정한다.

R2가 R1보다 대기위치1(S)에 가깝다면 대기위치 변경이 이루어져 R1의 대기위치는 k3가 되고, R2의 대기위치는 S가 된다. 대기위치의 변경을 다른 로봇에게 알리는 브로드캐스트 메시지에는 두 대기위치의 정보(k3-R1, S-R2)를 포함할 수 있다. 해당 정보를 받은 로봇들은 두 대기위치의 로봇의 식별 정보(예를 들어 로봇의 번호)와 로봇 위치 좌표를 스왑(swap)하여 저장한다. 이로써 모든 로봇은 다른 로봇들의 대기위치 정보를 항상 최신으로 가지고 있다.

만약, R1이 대기 위치 변경을 결정했을 시점에 R2가 k3에서 대기 중이나 k3로 복귀 중이었다면 S로 바로 이동한다. 그리고 대기위치가 k3로 바뀐 R1은 목적지 도착 시까지 동일 과정을 반복한다(S40~S46). 반복하는 과정에서 R1의 대기 위치는 다시 다른 대상 로봇과 변경되는 절차를 진행할 수 있다.

마찬가지로 만약, R1이 대기 위치 변경을 결정했을 시점에 R2가 에스코트 중이었다면, R2의 대기위치가 S로 바뀐 것뿐이고 목적지 도착 시까지 동일 과정을 반복하면 된다. 에스코트가 종료 되면 R2는 변경된 자신의 대기위치(S)로 이동한다.

도 6의 알고리즘은 대기위치에서 멀어질 때 유용한 알고리즘으로 대기위치로 복귀 시에는 선택적으로 적용할 수 있다. 즉 사용하지 않을 수도 있다. 다만, 특별한 상황에서 대기 위치의 변경을 적용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 대기 위치 변경을 요청받은 로봇의 동작 플로우를 보여주는 도면이다. 도 7은 요청받은 로봇은 별도의 작업을 하지 않고 대기 중인 상태에서 대기 위치의 변경을 요청을 받기 시작한 후 동작하는 과정을 보여준다.

요청받은 로봇(예를 들어 R2라 함)은 R1으로부터 대기 위치 변경을 요청하는 메시지를 수신한다(S51). 일 실시예로 브로드캐스팅 된 메시지를 수신할 수 있다. 이 메시지에는 R2에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이 포함될 수 있다. 또는 이 메시지에는 R2가 아닌 다른 로봇에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이 포함될 수 있다.

그리고, 브로드캐스팅 된 메시지에서 R2는 R1의 대기 위치와 R2의 대기 위치가 변경되는 것을 확인하고, 자신(R2)의 대기 위치 데이터를 R1의 대기 위치로 변경된 데이터로 수정한다(S52). 예를 들어, 도 4에서 R2가 R1보다 대기위치1(S)에 가깝다면 대기위치 변경이 이루어져 R1의 대기위치는 k3가 되고, R2의 대기위치는 S가 된다. 만약 다른 로봇의 대기 위치의 변경인 경우 대기 위치가 변경된 다른 로봇들의 대기 위치 정보를 업데이트할 수 있다.

R2의 대기 위치가 변경된 경우(S53), R2는 새로 설정된 대기 위치(S)로부터 벗어난 상태이므로 이전의 대기 위치(k3)에서 새로 설정된 대기 위치(S)로 복귀한다. 이를 위해 R2의 상태를 복귀 중으로 변경하고, 변경된 대기 위치(S)로 이동하고(S54) S에 도착하면 종료한다.

S53에서 대기 위치의 변경이 R2의 대기 위치가 아닌 다른 로봇의 대기 위치의 변경에 관한 것인 경우, 대기 위치의 변경 없이 이동한다.

도 8은 본 발명의 로봇이 별도의 작업을 수행 중에 대기 위치를 변경하는 과정을 보여주는 도면이다.

별도의 작업이란, 로봇이 고객을 가이드(고객을 특정 위치로 에스코트)하거나 고객에게 일정한 정보를 출력하는 안내 작업(고객 응대 작업) 등을 수행하는 고객 응대 중인 상태를 의미한다.

에스코트/가이드 과정에서의 로봇의 이동 거리가 고객 안내/응대 작업에서의 로봇의 이동 거리보다 커질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

별도의 작업 중인 로봇(예를 들어 도 4의 R2)가 대기 위치를 변경하는 메시지를 수신한다(S61). 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 이 메시지에는 R2에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이 포함될 수 있다. 또는 이 메시지에는 R2가 아닌 다른 로봇에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이포함될 수 있다.

그리고, 브로드캐스팅 된 메시지에서 R2는 R1의 대기 위치와 R2의 대기 위치가 변경되는 것을 확인하고, 자신(R2)의 대기 위치 데이터를 R1의 대기 위치로 변경된 데이터로 수정한다(S62). 예를 들어, 도 4에서 R2가 R1보다 대기위치1(S)에 가깝다면 대기위치 변경이 이루어져 R1의 대기위치는 k3가 되고, R2의 대기위치는 S가 된다. 만약 다른 로봇의 대기 위치의 변경인 경우 대기 위치가 변경된 다른 로봇들의 대기 위치 정보를 업데이트할 수 있다.

그리고 R2는 대기위치에 대한 정보를 변경한 후, 원래 진행하던 작업을 수행 완료한다(S63). 예를 들어 고객에게 가이드를 하는 경우 고객 가이드 업무를 완료한 것을 일 실시예로 한다.

R2의 대기 위치가 변경된 경우(S64), R2는 작업 수행을 완료하고 복귀할 대기 위치가 변경되었으므로, 새로 설정된 대기 위치(S)로 이동한다. 이를 위해 R2의 상태를 복귀 중으로 변경하고, 변경된 대기 위치(S)로 이동하고(S65) S에 도착하면 종료한다.

S64에서 대기 위치의 변경이 R2의 대기 위치가 아닌 다른 로봇의 대기 위치의 변경에 관한 것인 경우, 대기 위치의 변경 없이 원래의 대기 위치로이동하며 상태를 대기 중으로 변경한다(S66).

도 9는 본 발명의 로봇이 별도의 작업을 수행 중에 대기 위치를 변경하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 8과 달리 별도의 작업이란, 로봇이 소정의 업무, 예를 들어 고객을 가이드하거나 안내 작업 등을 수행한 후 복귀하는 상태를 의미한다.

복귀 중인 로봇(예를 들어 도 4의 R2)가 대기 위치를 변경하는 메시지를 수신한다(S71). 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 이 메시지에는 R2에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이 포함될 수 있다. 또는 이 메시지에는 R2가 아닌 다른 로봇에게 대기 위치 변경을 요청하는 내용이 포함될 수 있다.

그리고, 브로드캐스팅 된 메시지에서 R2는 R1의 대기 위치와 R2의 대기 위치가 변경되는 것을 확인하고, 자신(R2)의 대기 위치 데이터를 R1의 대기 위치로 변경된 데이터로 수정한다(S72). 예를 들어, 도 4에서 R2가 R1보다 대기위치1(S)에 가깝다면 대기위치 변경이 이루어져 R1의 대기위치는 k3가 되고, R2의 대기위치는 S가 된다. 만약 다른 로봇의 대기 위치의 변경인 경우 대기 위치가 변경된 다른 로봇들의 대기 위치 정보를 업데이트할 수 있다.

R2의 대기 위치가 변경된 경우(S73), R2는 대기위치에 대한 정보를 변경한 후, 원래 복귀하던 대기 위치(k3) 대신 새로운 대기 위치(S)로 이동 경로를 수정하고 복귀한다(S74).

S73에서 대기 위치의 변경이 R2의 대기 위치가 아닌 다른 로봇의 대기 위치의 변경에 관한 것인 경우, 대기 위치의 변경 없이 원래의 대기 위치로 복귀하는 것을 계속하여 종료한다.

도 7 내지 도 9의 대상 로봇의 중앙제어부(250)는 후술할 통신부(280)가 다른 로봇으로부터 대상 로봇의 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 수신하면(S51, S61, S71) 대상 로봇을 상기 변경된 대기 위치인 제1지점으로 이동시키도록 이동부(230)를 제어한다.

또한, 대상 로봇은 이동 과장에서 상태 정보를 변경할 수 있다. 즉, 중앙제어부(250)는 대상 로봇(200)을 변경된 대기 위치인 제1지점으로 이동시키는 과정에서 대상 로봇(200)의 상태 정보를 변경할 수 있고, 통신부(280)는 상태 정보를 다른 로봇 또는 서버에게 전송하여 다른 로봇이 이를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 이동하는 과정에서 중앙제어부(250)는 새로운 경로를 생성한다. 예를 들어 도 8 또는 도 9와 같이 대상 로봇이 소정의 작업을 수행할 경우, 대상 로봇은 해당 작업을 수행하기 위해 제3지점에서 제4지점으로 이동할 수 있다. 이 과정에서 대상 로봇의 통신부(280)가 S61 또는 S71의 메시지를 수신하면, 대상 로봇의 중앙제어부(250)는 대상 로봇이 작업을 완료하기 위해 제4지점으로 이동한 후, 변경된 대기 위치인 제1지점으로 복귀하는 경로를 생성할 수 있다(S65, S74).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 구성을 보여주는 도면이다. 앞서 살펴본 R1, R2, R3 등의 로봇의 구성을 보여준다.

도 2에서 살펴본 로봇의 외관을 일 실시예로 내부에 구성되는 구성요소들을 설명한다. 그러나 도 2의 로봇의 외관은 본 발명의 일 실시예에 해당하며, 다양한 외형으로 로봇을 구성할 수 있다. 로봇의 인터페이스부(210)는 외부의 사용자에게 정보를 출력하여 제공하거나 음성을 출력하는 기능을 제공한다. 또는 사용자가 일정한 정보를 입력할 수 있도록 터치 스크린을 제공할 수 있다. 도 2의 바디 디스플레이부(20) 및 헤드 디스플레이(312) 등이 인터페이스부를 구성할 수 있다.

저장부(220)는 로봇(200)의 대기위치 좌표, 상태, 현재위치 등을 저장한다. 또한 통신부(280)를 통해 수신된 다른 로봇의 대기위치 좌표, 상태, 현재위치 등을 저장한다. 상태 정보에는 로봇이 현재 가이드나 에스코트, 고객 응대 등의 작업을 수행하는 과정에서 도달해야 할 목표 지점에 대한 정보가 포함될 수 있다.

이동부(230)는 로봇을 이동시키는 수단을 포함한다.

맵저장부(260)는 로봇이 이동하는 공간의 고정 장애물, 예를 들어 벽, 기둥 등의 위치와 바닥의 재질, 혹은 공간의 특이사항 등에 대한 정보를 저장한다. 로봇(200)은 맵저장부(260)에 저장된 정보에 기반하여 목적지까지의 경로를 산출할 수 있다.

센싱부(270)는 로봇이 이동하는 과정에서 장애물을 확인하기 위해 로봇의 외부의 사물을 센싱하는 기능을 제공한다. 일 실시예로 로봇의 진행방향 또는 인접한 영역 내에 배치된 사물들을 센싱할 수 있다.

통신부(280)는 로봇이 다른 로봇 또는 서버와 통신하여 정보를 송수신할 수 있도록 한다. 통신부(280)는 상기 공간에 배치된 하나 이상의 대상 로봇으로부터 위치 정보와 상태 정보, 그리고 대기 위치 정보를 수신할 수 있다. 여기서 상태 정보는 대상 로봇이 작업 중일 경우 해당 작업의 목표 지점에 대한 정보가 포함될 수 있다.

또한 통신부(280)는 다른 로봇의 위치 정보나 상태 정보를 다른 로봇이 브로드캐스트 방식으로 전송할 경우 이를 수신할 수 있다. 또는 서버로부터 로봇이 다른 로봇들의 정보를 수신할 수 있다. 또는 로봇 간에 일대일의 다이렉트 방식으로 정보를 교환할 수 있다. 마찬가지로 로봇은 자신의 상태 정보와 위치 정보 등을 브로드캐스팅 방식으로 다른 로봇에게 전송하거나 서버에게 전송하거나 다른 로봇과 일대일의 다이렉트 방식으로 전송할 수 있다.

또한, 로봇은 대기 위치를 변경하는 정보를 브로드캐스팅 또는 일대일 다이렉트 방식으로 다른 로봇과 교환할 수 있다. 이 과정에서 서버를 통해 해당 정보를 다른 로봇에게 전송하고 수신할 수도 있다.

중앙 제어부(250)는 전술한 구성요소들을 제어한다. 중앙제어부(250)는 맵저장부(260)의 고정 장애물 정보 및 센싱부(270)가 센싱한 사물들에 기반하여 이동부(230)를 제어하여 로봇을 이동시킬 수 있다.

인터페이스부(210)는 외부로 정보를 출력하고 외부로부터 소정의 정보를 입력받는 기능을 제공한다. 인터페이스부(210)는 음성을 출력하거나 그래픽/영상으로 정보를 출력할 수 있다. 또는 인터페이스부(210)는 사용자로부터 음성을 입력받을 수 있다. 인터페이스부(210)는 터치 스크린을 포함하여 사용자로부터 소정의 기능 수행을 지시하는 명령을 터치 입력 방식으로 제공받을 수 있다.

저장부(220)는 상기 다른 로봇의 위치 정보와 상태 정보, 대기 위치 정보를 저장한다. 다른 로봇은 하나 이상으로 하기의 정보는 하나 이상 저장부(220)에 저장된다.

{R#, R#의 대기위치 좌표, R#의 상태, R#의 현재위치}

앞서 살펴본 바와 같이, 하기의 정보 단위를 로봇 별로 저장할 수 있다. 이들 정보는 각 로봇이 브로드캐스팅 하여 제공하거나 다이렉트 통신으로 제공하는 경우, 또는 서버로부터 제공받은 경우 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 통신부(280)는 다양한 통신 방식으로 다양한 장치들(로봇 또는 서버)로부터 정보를 수신할 수 있다.

중앙제어부(250)는 맵저장부(260)의 고정 장애물 정보 및 센싱부(270)가 센싱한 사물들에 기반하여 이동부(230)를 제어하여 로봇(200)을 이동시킨다. 보다 상세하게는, 로봇(200)이 작업을 수행하기 위해 제1시점에 대기 위치로 설정된 제1지점(예를 들어 도 4의 S)에서 제2지점(도 4의 E)까지 이동하는 과정에서 로봇(200)이 제1지점 대신 제3지점(K3)을 제2시점에 대기 위치로 변경한다(S21/S22b). 제2시점은 제1시점 이후의 시점을 의미한다. 대기 위치의 변경 과정은 제2지점에 도달하기 까지 반복될 수 있음을 도 4에서 확인하였다.

중앙제어부(250)는 제2시점 이전에 제3지점을 대기 위치로 설정받은 대상 로봇(예를 들어 도 4의 R2)에게 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 전송하도록 통신부(280)를 제어한다. 대기 위치의 변경이 이루어지면, 중앙제어부(250)는 작업을 완료한 후, 로봇(200)을 변경된 대기 위치인 제3지점으로 이동시키도록 이동부(230)를 제어한다.

대기 위치의 변경은 매 순간 판단하여 변경되므로, 반복하여 대기 위치가 변경되어 최종적으로는 목표지점인 제2지점에 가장 가까운 대기 위치가 로봇(200)에게 설정될 수 있다.

종래의 기술, 예를 들어 도 1의 사례와 본 발명의 실시예들을 비교하면, 본 발명의 실시예를 적용할 경우, 대기 위치에서의 공백 시간을 줄일 수 있다. 종래의 경우, 한 대의 로봇이 가이드를 마친 후 최초 대기 위치로 복귀하여 대기한다. 종래의 방법에 의할 경우, 로봇의 대기 위치가 작업을 수행한 지점과 거리가 멀 경우, 멀리 떨어진 대기 위치로 복귀해야 하며, 해당 로봇이 맡은 위치의 서비스 공백이 커진다.

반면, 본 발명의 실시예를 적용할 경우, 전체 로봇들의 총 리소스(대기 위치의 서비스 공백시간, 또는 배터리 사용 등)와 개별 로봇의 리소스의 효율성을 확보할 수 있다. 즉, 특정 서비스(안내 기능)을 수행함에 있어서 원래의 대기 위치에 멀리 떨어지게 될 경우, 보다 가까이 배치된 로봇들의 대기 위치를 변경함으로, 가이드를 완료한 로봇이 다시 복귀해야 하는데 투입하는 시간 및 공간의 이동에 대한 리소스의 양을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 범위 내에서 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 반도체 기록소자를 포함하는 저장매체를 포함한다. 또한 본 발명의 실시예를 구현하는 컴퓨터 프로그램은 외부의 장치를 통하여 실시간으로 전송되는 프로그램 모듈을 포함한다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

1, 200: 로봇
R1, R2, R3 : 로봇
250: 중앙제어부
280: 통신부

Claims (11)

1. 로봇이 이동하는 공간에 배치된 고정 장애물 정보를 저장하는 맵 저장부;
   사물들을 센싱하는 센싱부;
   다른 로봇 또는 서버와 정보를 송수신하는 통신부;
   외부로 정보를 출력하고 외부로부터 소정의 정보를 입력받는 인터페이스부;
   상기 다른 로봇의 위치 정보와 상태 정보, 대기 위치 정보를 저장하는 저장부;
   로봇을 이동시키는 이동부; 및
   상기 맵저장부의 고정 장애물 정보 및 상기 센싱부가 센싱한 사물들에 기반하여 상기 이동부를 제어하여 상기 로봇을 이동시키며, 상기 로봇이 작업을 수행하기 위해 제1시점에 대기 위치로 설정된 제1지점에서 제2지점까지 이동하는 과정에서 상기 로봇이 상기 제1지점 대신 제3지점을 제2시점에 대기 위치로 변경하는 중앙제어부를 포함하며,
   상기 중앙제어부는 상기 제2시점 이전에 상기 제3지점을 대기 위치로 설정받은 대상 로봇에게 상기 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어하며,
   상기 중앙제어부는 상기 작업을 완료한 후 상기 로봇을 상기 제3지점으로 이동시키도록 상기 이동부를 제어하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신부가 상기 공간에 배치된 하나 이상의 대상 로봇으로부터 위치 정보와 상태 정보, 그리고 대기 위치 정보를 수신하며,
   상기 중앙제어부는 상기 대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리 보다 상기 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리가 더 큰 하나 이상의 대상 로봇들 중에서 하나의 대상 로봇을 선택하며,
   상기 통신부는 상기 선택된 대상 로봇에게 상기 제1지점으로 대기 위치가 변경됨을 전송하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 중앙제어부는
   제1대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리 및 제2대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리의 차이가 일정 범위 내인 경우, 상기 제1대상 로봇 및 상기 제2대상 로봇 중 대기 위치에 대기 중인 로봇 또는 대기 위치로 복귀 중인 대상 로봇을 선택하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 중앙제어부는 상기 제1지점으로 접근하는 대상 로봇을 선택하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
5. 대상 로봇이 이동하는 공간에 배치된 고정 장애물 정보를 저장하는 맵 저장부;
   상기 대상 로봇을 이동시키는 이동부; 및
   사물들을 센싱하는 센싱부;
   다른 로봇 또는 서버와 정보를 송수신하는 통신부;
   외부로 정보를 출력하고 외부로부터 소정의 정보를 입력받는 인터페이스부;
   상기 맵저장부의 고정 장애물 정보 및 상기 센싱부가 센싱한 사물들에 기반하여 상기 이동부를 제어하여 상기 대상 로봇을 이동시키며, 상기 통신부가 상기 다른 로봇으로부터 상기 대상 로봇의 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 수신하면 상기 대상 로봇을 상기 변경된 대기 위치인 제1지점으로 이동시키도록 상기 이동부를 제어하는 중앙제어부를 포함하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 중앙제어부는
   상기 대상 로봇을 상기 제1지점으로 이동시키는 과정에서 상기 대상 로봇의 상태 정보를 변경하며,
   상기 통신부는 상기 상태 정보를 다른 로봇 또는 서버에게 전송하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 대상 로봇이 작업을 수행하기 위해 제3지점에서 제4지점으로 이동하는 과정에서 상기 메시지를 수신하면,
   상기 중앙제어부는 상기 대상 로봇이 상기 제4지점으로 이동한 후 상기 제1지점으로 복귀하는 경로를 생성하는, 협업에 따라 대기위치를 변경하는 로봇.
   
8. 로봇의 중앙제어부가 제1시점에 대기 위치로 설정된 제1지점에서 제2지점으로 이동하며 수행하는 작업을 수행하며 상기 제1지점에서 상기 제2지점까지 이동하는 과정에서 상기 제1지점 대신 제3지점을 제2시점에 상기 로봇의 대기 위치로 변경하는 단계;
   상기 중앙제어부가 상기 제2시점 이전에 상기 제3지점을 대기 위치로 설정받은 대상 로봇에게 상기 대기 위치의 변경을 통보하는 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 단계;
   상기 중앙제어부는 상기 작업을 완료한 후 상기 로봇을 상기 제3지점으로 이동시키도록 상기 이동부를 제어하는 단계를 포함하는, 협업에 따라 로봇의 대기위치를 변경하는 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 통신부가 상기 공간에 배치된 하나 이상의 대상 로봇으로부터 위치 정보와 상태 정보, 그리고 대기 위치 정보를 수신하는 단계;
   상기 중앙제어부가 상기 대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리 보다 상기 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리가 더 큰 하나 이상의 대상 로봇들 중에서 하나의 대상 로봇을 선택하는 단계; 및
   상기 통신부가 상기 선택된 대상 로봇에게 상기 제1지점으로 대기 위치가 변경됨을 전송하는 단계를 포함하는, 협업에 따라 로봇의 대기위치를 변경하는 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    제1대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리 및 제2대상 로봇의 현재 위치와 상기 제1지점 사이의 거리의 차이가 일정 범위 내인 경우,
    상기 중앙제어부가 상기 제1대상 로봇 및 상기 제2대상 로봇 중 대기 위치에 대기 중인 로봇 또는 대기 위치로 복귀 중인 대상 로봇을 선택하는 단계를 더 포함하는, 협업에 따라 로봇의 대기위치를 변경하는 방법.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 중앙제어부가 상기 제1지점으로 접근하는 로봇을 대상 로봇으로 선택하는 단계를 더 포함하는, 협업에 따라 로봇의 대기위치를 변경하는 방법.
    

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