KR102065521B1 - 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버는 카메라모듈이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인하는 위치확인부와, 로봇의 이동 경로를 생성하고, 로봇의 주변으로 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈에게 이동 경로의 전송을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇{SERVER AND METHOD OF CONTROLLING RASER IRRADIATION OF PATH OF ROBOT, AND ROBOT OF MOVING BASED ON THE IRRADIATED PATH}

본 발명은 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 서버와 방법 및 이에 기반하여 이동하는 로봇에 관한 기술이다.

로봇은 다양한 방식으로 주행을 할 수 있다. 전체 공간에 대해 맵을 저장할 수 있으며 맵 상에서 이동 경로를 생성할 수 있다. 또는 로봇이 별도의 맵 없이 주변의 장애물을 센싱하여 센싱된 장애물을 회피하도록 경로를 생성할 수 있다.

이러한 방식은 로봇이 소정의 경로를 직접 형성해야 하며, 이는 로봇에게 경로 생성을 위한 컴퓨팅 파워를 필요로 함을 의미한다. 또한 로봇은 다양한 장애물을 감지하기 위해 다양한 센서가 결합되어야 하며, 이동시점에서 경로를 재계산한다는 점에서 로봇의 이동 속도에 한계가 있다.

한편, 미국에서 등록된 US Patent 2,629,028은 레이저 포인터를 이용하여 로봇의 이동 목표 지점을 표시하고, 로봇이 목표 지점을 이동하는 구성이다. 도 1에서 보다 상세히 살펴본다.

도 1은 종래에 레이저 포인터로 로봇에게 목표 지점을 조사하는 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 제시된 바와 같이, 레이저 포인터(16)이 레이저 빔을 조사(또는 주사)하여 로봇(12)에게 방향을 알려주는 시스템이다. 천장에 설치된 레이저 빔으로 로봇이 다음 가야할 지점을 지시하고 로봇은 자체 내장된 카메라를 이용해 빔을 발견하고 이미지 분석을 통해 그 방향을 인식한다. 이는 로봇에게 목표 지점을 레이저로 표시하여 로봇이 이동할 수 있도록 하는 기술적 구성을 제시한다.

도 1과 같은 구성에서 로봇은 조사된 레이저 빔을 따라 이동할 수 있다. 그런데, 레이저 빔의 조사된 영역을 점으로 제공하기 때문에 목표 지점까지 이동하는데 필요한 경로를 생성해야 하며, 장애물 역시 로봇이 센싱해야 한다는 문제가 있다.

즉, 로봇에게 요청되는 계산량은 여전히 높으며 장애물 회피에 추가적인 컴퓨팅 자원을 필요로 한다는 점에서 한계가 있다. 이는 또한 로봇의 이동 속도의 한계가 된다.

이에, 본 명세서에서는 로봇이 이동함에 있어서 고속 경로를 조사하고 로봇이 이를 인식하여 이동하는 방안에 대해 제시한다.

본 명세서에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇이 이동하는 과정에서 외부의 장애물을 센싱하거나 경로를 계산하지 않고 메인 서버를 통해 경로를 전달받도록 하며, 경로가 레이저로 표시되도록 하여 고속 주행이 가능한 로봇을 구현하고자 한다.

또한, 본 명세서에서는 로봇의 이동 공간에 대한 정보와 경로를 메인 서버에서 생성하여 경로에 대한 최종 결과물을 로봇에게 제공하는 방법과 장치를 제시하고자 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 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버는 카메라모듈이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인하는 위치확인부와, 로봇의 이동 경로를 생성하고, 로봇의 주변으로 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈에게 이동 경로의 전송을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 이동 경로의 레이저 조사에 기반하여 이동하는 로봇은 지면에 출력된 레이저를 센싱하는 레이저 센싱부와, 로봇을 주행시키는 주행부와, 레이저 센싱부가 센싱한 레이저에 따라 로봇의 주행부를 제어하여 로봇을 이동시키는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법은 통신부가 카메라모듈이 촬영한 영상을 카메라 모듈 또는 카메라 모듈을 포함하는 가이딩 장치로부터 수신하는 단계, 위치확인부가 카메라모듈이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인하는 단계, 제어부가 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계, 제어부가 로봇의 주변으로 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈을 선택하는 단계, 및 통신부가 선택한 레이저 조사모듈 또는 레이저 조사모듈을 포함하는 가이딩 장치에게 이동 경로를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 로봇의 위치에 대응하여 이동 경로가 지면 상에 레이저로 조사되어 로봇은 조사된 이동 경로를 센싱하여 이동할 수 있다.

본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 메인 서버는 카메라 모듈을 통해 로봇의 위치를 확인하고, 로봇이 이동하는데 필요한 경로를 계산하여 레이저 조사 모듈에 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예를 적용할 경우, 메인 서버는 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈을 이용하여 로봇의 주변에 배치된 장애물을 확인할 수 있으며, 이에 기반하여 경로를 재계산할 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 종래에 레이저 포인터로 로봇에게 목표 지점을 조사하는 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 서버와 메인 서버의 제어를 받는 카메라 모듈 및 레이저 조사 모듈의 관계를 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가이딩 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 로봇의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 각 구성요소 간의 상호 동작을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 맵 저장부에 저장된 공간의 정보를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 G1의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9는 발명의 일 실시예에 의한 G2의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 G3의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 경로 수정의 결과를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 이동하는 과정을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 경로의 특성이 반영된 레이저 출력의 예시를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 두 개의 마크가 로봇에 배치된 경우의 레이저 조사의 예시를 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 기능을 수행하며 주행하는 장치를 통칭한다. 로봇이 수행하는 기능이란 청소, 방법, 안내 등의 기능과 보안기능 등 이동하는 장치가 제공할 수 있는 다양한 기능들을 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 메인 서버와 메인 서버의 제어를 받는 카메라 모듈 및 레이저 조사 모듈의 관계를 보여주는 도면이다.

메인 서버(100)는 일종의 서버 기능을 하는 컴퓨터를 일 실시예로 한다. 메인 서버(100)는 로봇의 위치 추정를 추정하는데, 예를 들어 카메라 모듈로 획득된 영상을 분석하여 로봇(이동 로봇)의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 메인 서버(100)는 경로 계획을 통해 경로를 생성한다. 예를 들어 메인 서버(100)는 획득된 로봇 위치를 이용하여 목적지까지의 복잡한 경로 계획에 필요한 연산을 수행하고 수행 결과 산출된 경로를 레이저 조사 모듈을 통해 로봇의 주변으로 출력한다. 그리고 메인 서버(100)는 로봇의 이동과 주변 상황의 변동 등에 기반하여 경로를 다시 계산할 수 있다.

제어부(150), 통신부(180), 위치확인부(110), 그리고 선택적으로 맵 저장부(120)를 포함한다. 카메라 모듈(210a, 210b) 및 레이저 조사 모듈(250a, 250b)은 하나의 가이딩 장치(200a 및 200b)에 일체로 포함될 수 있다. 또는 카메라 모듈(210z)과 레이저 조사 모듈(250z)이 독립적으로 배치될 수 있다.

통신부(180)는 카메라모듈(210a, 210b, 210z) 및 레이저 조사모듈(250a, 250b, 250z)과 통신한다. 또는 이 두 모듈을 포함하는 가이딩 장치(200a, 200b)와 통신할 수도 있다. 통신부(180)는 카메라모듈(210a, 210b, 210z)이 촬영한 영상을 수신할 수 있다. 이 영상은 로봇의 위치나 방향을 확인할 수 있도록 로봇과 로봇 상에 배치된 마크에 대한 이미지를 포함할 수 있다.

통신부(180)는 카메라모듈(210a, 210b)로부터 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상을 수신한다. 또한 통신부(180)는 레이저 조사모듈(250a, 250b, 250z)이 출력해야 할 레이저 신호에 대한 세부적인 정보를 전송할 수 있다.

위치확인부(110)는 카메라모듈(210a, 210b, 210z)이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인한다. 위치확인부(110)는 카메라모듈(210a, 210b, 210z)의 물리적 정보와 영상 내의 로봇의 상대적 위치 정보에 기반하여 로봇의 절대적 위치 정보를 확인할 수 있다.

제어부(150)는 로봇의 이동 경로를 생성한다. 그리고 해당 로봇의 주변으로 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈에게 상기 이동 경로의 전송을 제어한다.

한편, 메인 서버(100)는 각 로봇의 위치와 카메라 모듈, 레이저 조사 모듈의 위치, 그리고 장애물의 위치 등을 저장하는 맵저장부(120)를 선택적으로 포함할 수 있다. 맵저장부(120)에 저장된 장애물의 위치는 로봇이 이동하는 경로를 생성함에 있어서 회피해야 하는 영역을 메인 서버(100)가 확인할 수 있도록 한다.

또한, 각 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈의 위치에 따라 로봇이 이동 과정에서 특정 카메라 모듈이나 레이저 조사 모듈의 범위를 벗어날 경우에도, 다른 인접한 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈을 통해 로봇이 지속하여 경로를 확인할 수 있도록 한다.

본 명세서에서 로봇에게 경로를 조사하는 시스템은 크게 세 가지의 구성 요소들로 이루어진다. 특정 로봇의 위치를 확인하고 해당 로봇이 이동할 수 있도록 경로를 계산하는 메인 서버(100), 그리고 로봇의 위치나 주변 사물들을 촬영하는 카메라 모듈(210), 로봇의 주변으로 경로를 주사하는 경로 출력장치인 레이저 조사모듈(250)로 구성된다. 이들 셋은 독립적으로 구성될 수 있으며 통신 기능을 통해 정보를 송수신할 수 있다.

도 2에서 레이저 조사 모듈을 대신하여 다른 파장이나 다른 주파수 등의 특징을 가지는 빛을 조사하는 광 조사 모듈이 배치될 수 있다. 이 경우 가이딩 장치 내에는 광 조사 모듈이 배치될 수 있으며, 후술할 로봇의 레이저 센싱부 역시 광 센싱부로 대체될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가이딩 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 가이딩 장치(200)는 도 3과 같이 하나의 카메라 모듈(210)과 하나의 레이저 조사 모듈(250)을 포함할 수 있다. 가이딩 장치(200)에 통신부(280)가 배치될 수 있다. 카메라 모듈(210)은 천장 혹은 벽면에 부착되어 있으며, 로봇에 장착된 위치 마크를 인식하여 로봇의 현재 위치를 알아낸다. 레이저 조사 모듈(250)은 로봇이 이동할 경로에 대해 바닥면에 라인 레이저를 투사한다.

또는 도 4와 같이, 카메라 모듈(210) 내에 통신부(218)가 배치되거나, 또는 레이저 모듈(250) 내에 통신부가 배치될 수 있다. 두 개의 모듈 중 어느 하나에만 통신부가 배치된 경우, 다른 모듈이 해당 통신부를 이용할 수 있다.

예를 들어, 카메라 모듈(210)에만 통신부(218)가 배치된 경우, 레이저 조사 모듈(250)은 카메라 모듈(210)을 통하여 메인 서버(100)와 통신할 수 있다. 마찬가지로 레이저 조사 모듈(250)에만 통신부(258)가 배치된 경우, 카메라 모듈(210)은 레이저 조사 모듈(250)을 통하여 메인 서버(100)와 통신할 수 있다.

도 3 및 도 4와 달리 하나의 가이딩 장치(200)는 m개의 카메라 모듈(210)과 n개의 레이저 조사 모듈(250)을 포함할 수 있다(m, n 모두 1 이상의 자연수).

도 3 및 도 4에서 카메라 모듈(210)은 영상을 촬영하는 영상 취득부(212)와 영상 취득의 정확도를 위한 화각 조정부(214)를 포함한다. 그리고 카메라 모듈(210)이 메인 서버(100)에게 영상을 전송할 경우, 어떤 방향으로, 어떤 배율로 영상을 촬영했는지에 대한 정보를 함께 전송할 수 있다.

도 3 및 도 4에서 레이저 조사 모듈(250)은 레이저를 출력하는 레이저 출력부(252)와 출력 패턴 저장부(254)를 포함한다. 레이저 출력부(252)는 메인 서버(100)의 지시에 따라 특정하게 레이저를 출력한다. 출력 패턴 저장부(254)는 레이저를 출력함에 있어서, 출력할 레이저의 형상이나 색상, 혹은 주파수 등의 패턴을 저장한다. 이는 로봇 별로 상이한 패턴으로 레이저를 출력하여 인접하게 경로가 배치되어도 로봇이 자신에게 할당된 패턴의 레이저 출력에 따라서 주행할 수 있도록 한다.

또한, 도 3, 4에서 레이저 조사 모듈(250)은 장애물 센싱부(256)를 더 포함할 수 있다. 이는 레이저 출력 후 반사되는 신호를 장애물 센싱부(256)가 센싱하여, 반사된 신호의 특성에 따라 레이저가 투사되는 지면에 장애물이 있는지를 확인할 수 있다.

물론, 카메라 모듈(210)의 영상 취득부(212)에서 지속적으로 영상을 취득하며 이전과 다른 사물이 촬영되고 로봇이 아닌 경우, 촬영된 사물을 장애물로 확인할 수 있다. 메인 서버(100)는 카메라 모듈(210) 또는 레이저 조사 모듈(250)을 이용하여 실시간으로 장애물이 새로이 배치되었는지를 확인하여 맵 저장부(120)에 업데이트 할 수 있다.

도 3 또는 도 4에 제시된 통신부는 메인 서버와 통신을 수행함에 있어서 유선 또는 무선 중 적합한 방식으로 통신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 로봇의 구성을 보여주는 도면이다. 이동 로봇(300)은 지면에 출력된 레이저를 센싱하는 레이저 센싱부(310)와 로봇을 주행시키는 주행부(320)를 포함한다. 제어부(350)는 레이저 센싱부(310)가 센싱한 레이저에 따라 로봇의 주행부(320)를 제어하여 로봇을 이동시킨다. 레이저 센싱부(310)는 레이저를 센싱하기 위한 센서 어레이들로 구성될 수 있다. 레이저 센싱부(310)는 지면에 표시된 레이저를 센싱하기 위해 지면을 향해 배치될 수 있다.

기능부(370)는 이동 로봇이 특정 기능을 수행하도록 구성된 요소로, 청소 로봇인 경우에는 청소 기능을, 경비 로봇인 경우에는 보안과 경비 기능을 제공할 수 있다.

또한, 선택적으로 통신부(380)를 더 포함할 수 있는데, 이는 메인 서버(100), 카메라 모듈(210), 또는 레이저 조사 모듈(250) 중 어느 하나 이상으로부터 정보를 수신한다. 물론 통신부(380)는 카메라 모듈(210) 또는 레이저 조사 모듈(250)을 포함하는 가이딩 장치(200)로부터 정보를 수신할 수도 있다.

통신부(380)는 메인 서버와 통신할 경우, 경로에 대한 정보는 별도로 수신하지 않도록 구성될 수 있다. 왜냐면 경로는 레이저 조사 모듈(250)을 통해 지면에 표시되기 때문이다. 그러나, 이동 로봇(300)이 특정한 기능을 수행하도록 지시 정보를 메인 서버(100)로부터 수신하거나, 이동 로봇(300)을 업그레이드하는 등의 기능을 위해 통신부(380)는 메인 서버(100)와 무선으로 통신할 수 있다.

또한, 카메라부(210)가 촬영한 영상에서 로봇을 식별하거나, 로봇의 방향을 확인하기 위해 마크(390) 역시 이동 로봇(300)에 포함될 수 있다. 마크(390)는 고정된 이미지나 QR코드, 바코드 등이 될 수 있다. 또는 마크(390)는 일종의 전자적 표시장치를 포함할 수 있다. 소형 LCD(액정 디스플레이 장치) 또는 소형 OLED(유기발광전계 장치)로 구성되어 제어부(350)의 제어에 의해 특정한 이미지를 출력하거나 특정한 색상을 출력할 수 있다.

마크(390)를 카메라 모듈(210)이 촬영하여 메인 서버(100)에게 전송하면, 메인 서버(100)는 영상 속에 촬영된 로봇의 식별 정보를 확인할 수 있다. 또한, 로봇의 레이저 센싱부(310)가 로봇(300)의 특정 위치에 배치된 경우, 보다 정밀한 제어를 위해 로봇(300)의 앞 또는 뒤를 영상에서 확인할 수 있도록 마크(390)가 배치될 수 있다.

또한, 마크(390)는 하나 이상으로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 레이저 센싱부(310)에 인접한 마크와 멀리 배치된 마크를 달리 구성하여 영상에서 로봇의 진행 방향(전면 또는 후면)을 쉽게 확인할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 각 구성요소 간의 상호 동작을 보여주는 도면이다. 메인 서버(100)는 카메라 모듈(210)을 제어하고(S31), 제어에 따라 카메라 모듈(210)은 카메라의 각도와 배율을 조절한다(S32). 예를 들어, 영상취득부(212)가 로봇과 로봇의 마크에 대한 영상을 취득할 수 있도록 영상취득부(212)를 로봇을 향하도록 제어하거나 로봇을 찾기 위해 방향을 조절할 수 있다.

전술한 예와 같이 하나의 가이딩 장치 내에 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈이 포함될 수 있으며, 메인 서버(100)의 통신부(180)가 카메라모듈이 촬영한 영상을 카메라 모듈 또는 카메라 모듈을 포함하는 가이딩 장치로부터 수신할 수 있다.

즉, 카메라 모듈(210)의 방향이나 배율 조절로, 이동 로봇(300)의 마크가 카메라에 촬영된다(S33, S34). 카메라 모듈(210)은 이동 로봇(300)의 마크를 촬영하여 영상을 획득하고(S34), 영상을 메인 서버(100)에게 전송한다(S35). S33에서 점선으로 카메라 모듈(210)로 향하는 것은 이동 로봇(300)이 별도의 데이터를 카메라 모듈(210)로 전송하는 것은 아니나 이동 로봇(300)을 통해 마크라는 정보를 취득함을 나타내기 위함이다.

다음으로 메인 서버(100)는 전송된 영상에서 마크를 검출한다(S41). 만약 마크가 명확하게 검출되지 않거나, 좀더 정확한 영상의 획득이 필요한 경우 S31 단계를 다시 시작한다.

그리고 메인 서버(100)는 영상 내의 마크를 이용하여 로봇의 위치를 추정한다(S42). 그리고 해당 이동 로봇이 도착해야 할 목적지에 대한 정보와 로봇의 위치 정보를 이용하여 경로를 생성한다(S43). 이때 경로는 메인 서버(100)에 저장된 맵을 이용할 수 있다.

목적지와 로봇의 현재 위치 사이에 장애물이 없는 경우에는 직선으로 경로를 생성할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 메인 서버(100)는 이동 로봇(300)이 주행해야 하는 경로를 세분화하여 생성한다.

그리고 경로를 로봇의 전방부에 레이저로 출력할 수 있도록, 메인 서버(100)는 레이저 조사 모듈을 선택하여 선택한 레이저 조사 모듈을 제어하고 레이저 조사 모듈에게 경로를 전송한다(S44). 메인 서버(100)에 의해 레이저 조사 모듈(250)은 레이저를 조사해야 하는 방향으로 레이저 출력부의 방향을 전환하고(S52), 레이저를 출력한다(S53).

그리고 이동 로봇(300)의 레이저 센싱부(310)는 출력된 레이저를 센싱하여(S54) 센싱 결과에 따라 고숙 주행을 수행한다(S55). 레이저 출력(S53)에서 점선으로 이동 로봇(300)을 향하는 것은 레이저 조사 모듈(250)이 별도의 데이터를 이동 로봇(300)으로 전송하는 것은 아니나 이동 로봇(300)이 레이저 출력을 통해 경로라는 정보를 취득함을 나타내기 위함이다.

도 6의 과정을 정리하면 다음과 같다. 카메라 모듈(210)이 영상을 촬영하고, 이를 메인 서버(100)로 전송한다(S31~S35). 이후 메인 서버(100)는 전송된 영상을 분석하여 로봇 위치 마크를 검출하고, 이를 기반으로 로봇의 현재 위치를 인식한다(S41, S42).

또한, 메인 서버(100)는 로봇의 현재 위치와 목표 이동 지점을 이용하여 경로 계획을 수행하여 경로를 생성한다(S43). 이후 메인 서버(100)는 레이저 조사 모듈(250)을 이용하여 경로를 바닥면에 투사하고(S51~S53), 이동 로봇(300)은 레이저 센서 어레이로 구성된 레이저 센싱부(310)를 이용하여 투사된 레이저를 검출한다(S54).

이동 로봇(300)은 투사된 레이저의 경로를 따라 목표 지점까지 고속 주행한다(S55). S31 내지 S55 과정은 반복하여 수행된다. 이 때, 이동중 위치 오차가 발생하거나 목표 지점이 변경되는 것은 반복 루틴을 통해 새롭게 업데이트 되어 경로 계획 및 생성에 반영될 수 있으며, 이 과정을 통해 이동 로봇(300)이 목표 지점까지 도착한다.

도 6에서 레이저 조사 모듈(250)은 라인 형태의 레이저를 출력할 수 있다. 또한 이동 로봇(300)의 속도를 제어하기 위해 도트 형태의 레이저를 출력하되 도트 간의 거리를 증감시켜 이동 로봇(300)의 속도를 제어할 수 있다. 또는 이동 로봇(300)의 속도를 제어하기 위해 라인 형태로 레이저를 출력하되, 라인의 폭이나 색상 등을 달리 구성할 수 있다.

전술한 실시예를 적용할 경우, 로봇의 고속 주행을 위해 레이저 기반으로 경로를 조사(irradiate)하여 로봇이 이를 인식하여 고속으로 주행할 수 있다. 이때, 로봇의 고속 주행을 위한 경로 계획 시 발생할 수 있는 연산량은 메인 서버(100)에서 이루어지므로 로봇은 경로를 생성함에 있어서의 연산량 문제를 해결한다.

즉, 경로 생성에 필요한 실제 연산은 메인 서버 컴퓨터에서 처리되므로, 경로 계획 및 그 결과인 경로 생성은 레이저를 통해 바닥에 출력된다. 따라서, 각각의 로봇들은 경로에 대한 자체 연산이 필요없이 레이저 센싱과 모터 제어 만으로 고속 주행이 가능하다.

도 2 및 도 6의 실시예를 적용할 경우, 고정형 카메라 모듈과 레이저를 이용하여 로봇의 주변 지면으로 로봇이 이동할 경로를 레이저로 조사한다. 조사된 경로를 로봇이 인식해서 고속 주행할 수 있다.

전술한 실시에는 로봇의 기능에 따라, 경비 로봇, 청소 로봇, 보안 로봇, 안내 로봇 등에 적용할 수 있다. 경비 로봇이나 보안 로봇은 위급한 상황이 발생한 경우 고속 주행이 필요하다. 그런데, 로봇 내의 계산 능력만으로 주행할 경우, 장애물 검색, 경로 생성 등에 필요한 계산량이 폭증해 이동 속도가 느려질 수 있다.

그러나, 도 6의 실시예를 적용할 경우, 이 기술적 한계를 극복하기 위해 상부에 고정된 카메라 모듈을 메인 서버와 연동하고, 메인 서버에서 계산한 고속 주행용 경로를 레이저 조사 모듈이 라인이나 도트 형상으로 바닥에 표시되도록 주사한다.

그 결과 로봇은 라인이나 도트 등 레이저의 검출에 특화된 레이저 센싱부를 이용해 별도의 계산없이 라인이나 도트를 따라가면 고속 주행이 가능해진다.

메인 서버는 가이딩 장치와 같이 고정된 팬-틸트 방식의 카메라 모듈과 라인 또는 도트로 레이저를 출력하는 레이저 조사 모듈을 제어할 수 있다. 그리고 레이저 조사 모듈은 로봇의 위치와 속도에 맞춰 지면에 가상의 라인을 연속적으로 조사한다.

로봇은 레이저로 조사된 라인이나 도트를 검출할 수 있는 센서 어레이 모듈(레이저 센싱부)을 장착하고 로봇의 제어부(350)는 각 센서 어레이에서 센싱된 정보를 읽어 이를 별도 계산없이 주행부(320)의 모터에 직접 전달한다. 그 결과, 지면의 레이저 경로와 레이저 센싱부, 주행부로 직접 연결되는 제어 방식에 기반하여 로봇의 경로 이동에 필요한 계산량을 줄임으로써 로봇의 고속 주행을 가능하게 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 맵 저장부에 저장된 공간의 정보를 보여주는 도면이다. 설명의 편의상 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈은 하나의 가이딩 장치 내에 배치되며, 카메라 모듈이 촬영할 수 있는 범위와 레이저 조사 모듈이 레이저를 출력할 수 있는 범위가 동일한 경우를 가정한다.

그러나, 전술한 바와 같이 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈은 m:n 으로 구성될 수 있으며, 각각의 촬영 범위와 조사 범위를 달리 할 수도 있다.

가이딩 장치는 G1, G2, G3로 표시된 지점의 천장에 설치된다. 즉, G1, G2, G3는 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈이 배치된 위치를 의미한다. 61은 G1의 카메라 모듈의 촬영 범위 및 레이저 조사 모듈의 레이저 출력 범위이다. 62는 G2의 카메라 모듈의 촬영 범위 및 레이저 조사 모듈의 레이저 출력 범위이다. 63은 G3의 카메라 모듈의 촬영 범위 및 레이저 조사 모듈의 레이저 출력 범위이다.

R은 로봇의 위치이며 로봇이 도착하고자 하는 위치는 "X"이다. G1에서 촬영한 영상을 이용하여 메인 서버(100)는 도 6의 프로세스를 통해 R이 이동할 경로를 생성한다.

일 실시예로 메인 서버(100)의 통신부(180)는 G1의 카메라 모듈로부터 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상을 수신한다. 이때, 통신부(180)는 카메라 모듈의 영상 촬영 방향, 영상 촬영 배율, 마크의 크기 등에 기반하여 로봇의 위치가 (2, 15)임을 확인할 수 있다.

또한 마크가 로봇의 전면 또는 후면을 지시하거나, 레이저 센싱부(310)의 주변에 배치된 경우, 또는 로봇에 둘 이상의 마크가 배치된 경우, 메인 서버(100)는 촬영된 영상에서 로봇의 위치뿐만 아니라 로봇의 방향도 확인할 수 있다.

그리고, 위치확인부(110)는 로봇에서 마크가 배치된 위치, 또는 로봇의 둘 이상의 마크 간의 상대적 위치에 기반하여 로봇의 방향성을 확인할 수 있다.

이후, 메인 서버(100)의 제어부(150)는 로봇이 도달할 목적지(X)에 대한 정보와 로봇의 절대적 위치 정보(2, 15), 그리고 레이저 조사모듈들의 위치(G1, G2, G3) 및 레이저 조사모듈이 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위(61, 62, 63)에 기반하여 이동 경로를 생성한다.

생성된 경로는 도 7에서 화살표로 표시된다. 도 7의 맵은 실제 공간을 그대로 나타낸 것이므로 이하 레이저가 출력되는 것을 맵을 통해 표시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 G1의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다. G1의 레이저 조사 모듈이 로봇이 이동할 수 있는 경로를 L1과 같이 출력한다. L1의 출력은 (2, 14)에서 (2, 11)로 메인 서버(100)의 제어에 따라 이루어진다. 로봇(R)의 레이저 센싱부는 바닥에 출력된 레이저를 식별하여 (2, 14)에서 (2, 11)로 이동한다.

이동 결과 61과 62의 경계선에 가까이 근접하면 메인 서버(100)는 G2 역시 레이저로 경로를 출력하도록 제어한다. 예를 들어 로봇(R)이 (2, 12) 지점에 도달하면 메인 서버(100)는 G2의 레이저 조사 모듈을 제어한다. 도 9에서 살펴본다.

도 9는 발명의 일 실시예에 의한 G2의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다. G2의 레이저 조사 모듈이 로봇이 이동할 수 있는 경로를 L2과 같이 출력한다. L2의 출력은 (2, 10)에서 (13, 3)으로 메인 서버(100)의 제어에 따라 이루어진다. 로봇(R)의 레이저 센싱부는 바닥에 출력된 레이저를 식별하여 (2, 14)에서 (2, 10)에서 (13, 3)로 이동한다.

또한, 메인 서버(100)는 로봇이 G2의 영역으로 이동하면 G1의 레이저 조사 모듈의 레이저 출력을 중단하여 L1이 더 이상 지면에 표시되지 않도록 한다.

이동 결과 62와 63의 경계선에 가까이 근접하면 메인 서버(100)는 G3 역시 레이저로 경로를 출력하도록 제어한다. 예를 들어 로봇(R)이 (12, 4) 지점에 도달하면 메인 서버(100)는 G3의 레이저 조사 모듈을 제어한다. 도 10에서 살펴본다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 G3의 레이저 조사 모듈이 레이저로 경로를 출력하는 과정을 보여주는 도면이다.

앞서 G2가 조사한 레이저 조사 결과(L2)는 로봇이 이동함에 따라 로봇의 진행 방향으로만 표시되며 이전의 영역은 레이저가 조사되지 않도록 메인서버(100)가 제어할 수 있다. 도 10에는 L2가 일부 출력한 결과를 보여준다. 또한, G3에 의해 목적지(X)까지 L3가 출력됨을 확인할 수 있다. 로봇이 63의 영역으로 이동하여 계쏙 L3를 센싱한 결과 목적지 X에 도달할 수 있다.

도 8 내지 도 10과 같이 세 개의 레이저 조사 모듈에 의해 경로가 지면 상에 레이저로 출력되면, 로봇은 이를 센싱하여 고속 주행할 수 있다.

또한 세 개의 카메라 모듈들이 로봇의 이동 과정에서 실시간으로 로봇의 진행 방향을 촬영하여 로봇의 현재 위치를 확인할 수 있다.

아울러, 레이저 조사 모듈(200)의 장애물 센싱부(256)는 경로를 지면에 출력하면서 반송된 신호를 확인하여 원래의 지면 보다 더 가까이에 사물이 있는 것으로 판단되면 이는 장애물이 배치된 것으로 보아, 이를 메인 서버(100)에게 통지할 수 있으며, 이 경우, 메인 서버(100)는 경로를 재계산 할 수 있다

즉, 도 8 내지 도 10에서 1차적으로 경로가 생성된다. 그리고 생성된 지면은 지면 상에 레이저로 출력되는 과정에서 경로 상에 장애물이 확인되면 메인 서버(100)에 의해 바로 경로를 수정하여 새롭게 지면상에 출력할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 경로 수정의 결과를 보여주는 도면이다. 도 9의 실시예에서 로봇이 주행하는 중에 장애물이 카메라 모듈 또는 레이저 조사 모듈에 의해 센싱된다.

일 실시예로 G2의 카메라 모듈이 카메라를 촬영할 수 있는 범위 내에 배치된 장애물 정보에 대해 센싱한 정보가 메인 서버(100)에게 전송된다. 메인 서버(100)의 제어부(150)는 센싱된 정보를 이용하여 로봇의 이동 경로를 생성한다. 센싱된 정보란 이전에 촬영된 영상과 비교하여 상이한 사물이 포함된 영상이 촬영된 것을 일 실시예로 한다.

다른 실시예로, G2의 레이저 조사 모듈이 조사모듈이 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위 내에 배치된 장애물 정보에 대해 센싱한 정보가 메인 서버(100)에게 전송된다. 메인 서버(100)의 제어부(150)는 센싱된 정보를 이용하여 로봇의 이동 경로를 생성한다. 센싱된 정보란 레이저를 조사하는 과정에서 지면 보다 높은 위치에서 레이저가 반사되어 사물이 새로이 배치된 것을 일 실시예로 한다.

가이딩 장치(G2)는 센싱된 장애물의 위치 정보를 메인 서버(100)에게 전송한다. 그리고 메인 서버(100)는 경로를 재구성한다. 그 결과 도 11과 같이 L2_1 및 L2_2의 경로로 G2는 레이저를 출력한다.

도 11에서 메인서버(100)는 로봇이 장애물을 피하도록 이동하는 과정에서 로봇의 속도와 가능한 회전 각속도를 고려하여 새로운 경로를 생성할 수 있다.

또한 도 7 내지 도 11에서 메인서버(100)는 로봇이 이동하는 과정을 추적하기 위해 레이저를 조사하는 영역으로 카메라가 촬영할 수 있도록 카메라의 화각 조정부(214)를 제어할 수 있다. 이 경우, 카메라의 화각 조정부(214)는 레이저가 조사되는 영역을 후보로 로봇의 이동에 대응하여 로봇을 추적하면서 촬영하도록 메인서버(100)에 의해 제어될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 이동하는 과정을 도시한 도면이다. 도 12의 천장에는 두 개의 가이딩 장치(200a, 200b)이 배치된다. 가이딩 장치(200a, 200b)들 각각은 카메라 모듈(210a, 210b), 레이저 조사 모듈(250a, 250b), 통신부(280a, 280b)를 포함한다.

예를 들어 도 7 내지 도 11에서 G1에 대응하는 제1가이딩장치(200a)가 로봇(300)의 마크(390)를 비전 센싱에 의해 인식하여 촬영하고(S34) 영상을 통신부(280a)를 통해 메인 서버로 전송한다. 그리고 도 6의 과정에서 S35~S52의 과정을 통해 레이저 조사 모듈(250)이 L1과 같이 레이저를 조사한다(S53a, S53b). 이때, 로봇(300)의 레이저 센싱부(310) 주변으로 레이저가 조사되도록 하여 센싱 정확도를 높일 수 있다.

그 결과 로봇(300)은 센싱된 레이저를 따라 L1에 해당하는 거리를 고속 주행한다. 그리고 제2가이딩 장치(200b)가 조사하는 영역에 근접하면 제2가이딩 장치(200b)가 경로를 L2와 같이 출력한다(S53c, S53d). 물론, 맨 처음 메인 서버(100)가 경로를 생성하며 두 개의 가이딩 장치(200a, 200b)에게 경로 정보를 모두 전송하고, 두 개의 레이저 조사 모듈(250a, 250b)은 동시에 L1과 L2를 출력하여 로봇(300)의 고속 주행을 가능하게 할 수 있다.

도 12에서 다수의 카메라 모듈(210a, 210b)들이 배치되므로, 로봇이 이동하는 과정에서 계속 카메라 모듈(210a, 210b)에 의해 로봇의 변경된 위치가 촬영된다. 그리고 메인 서버(100)의 통신부(180)는 카메라 모듈(210a, 210b)로부터 로봇의 변경된 위치를 포함하는 영상을 수신한다.

그리고 메인 서버(100)의 제어부(150)는 로봇의 이동 경로에 대응하여 레이저를 출력할 제2의 레이저 조사 모듈을 선택한다. 그리고 메인 서버(100)는 선택한 제2의 레이저 조사모듈에게 이동 경로의 전송을 제어한다. 따라서, 넓은 공간에 다수의 레이저 조사 모듈이 배치된 경우, 메인 서버(100)는 영역 별로 이동 경로를 생성하여 이들 레이저 조사 모듈들에게 전송할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 경로의 특성이 반영된 레이저 출력의 예시를 보여주는 도면이다.

레이저 조사 모듈은 메인 서버(100)의 제어부(150)의 지시에 따라 레이저를 라인 형상으로 출력할 수도 있고, 도트 형상으로 출력할 수도 있다. 또한 속도를 제어하기 위해, 라인의 폭을 줄이거나, 도트의 크기를 변형할 수 있다.

또한, 다수의 로봇들에게 각각 경로를 주행할 수 있도록 경로를 레이저로 출력함에 있어서, 출력된 레이저의 컬러나 주파수 등을 상이하게 조절할 수 있다.

도 13에서 경로를 레이저로 출력함에 있어서 라인 출력 방식과 도트 출력 방식이 있다. 로봇(R)을 기준으로 진행방향이 화살표 방향인 경우, 로봇 앞에 표시되는 레이저의 출력 형상은 속도에 따라 상이할 수 있다.

즉, 라인 출력 방식의 고속 주행 경로인 경우에는 레이저 조사 모듈은 선 폭의 차이가 없게 레이저로 경로를 출력한다. 반면, 라인 출력 방식에서 속도를 줄이는 경로인 경우 레이저 조사 모듈은 선의 폭이 줄어들도록 레이저를 출력한다. 그 결과 로봇은 레이저로 출력된 경로를 따라 이동하는 과정에서 선의 폭이 줄어들면 속도를 늦춘다.

마찬가지로 도트 출력 방식의 고속 주행 경로인 경우에는 레이저 조사 모듈은 일정한 크기의 도트 형상으로 경로를 구성하도록 레이저로 출력한다. 반면, 도트 출력 방식에서 속도를 줄이는 경로인 경우 레이저 조사 모듈은 도트의 간격이 커지거나 혹은 도트의 길이가 줄어들도록 레이저를 출력한다. 그 결과 로봇은 레이저로 출력된 경로를 따라 이동하는 과정에서 도트의 간격이 늘어나거나 도트의 길이가 줄어들면 속도를 늦춘다.

도 13은 예시적이며 주행 속도와 반비례하도록 선의 폭을 조절할 수도 있고, 도트의 크기나 간격 역시 도 13의 예시와 반대로 출력될 수 있다.

또한, 메인 서버(100)는 로봇 별로 출력할 레이저의 물리적 특징(컬러, 주파수) 등을 미리 저장하고, 로봇 별로 레이저 조사 모듈이 상이한 컬러나 상이한 주파수, 또는 상이한 파장으로 레이저를 출력할 수 있도록 한다. 레이저의 물리적 특성(형상, 컬러, 파장, 주파수 등)은 다양하게 설정될 수 있다.

그리고 이러한 정보는 로봇들에게도 전송되므로, 로봇은 지면 상에 레이저를 센싱하여도 센싱된 레이저의 컬러나 주파수가 자신에게 할당된 컬러나 주파수. 파장이 아닌 경우, 지면의 출력된 경로를 따라 이동하지 않는다.

이는 로봇들이 공간 내에 다수 배치된 경우 다른 로봇의 경로를 따라 로봇이 이동하지 않도록 한다. 뿐만 아니라, 레이저 조사 모듈이 아닌 비인가 레이저 신호가 지면에 표시되어도 로봇들이 이를 경로로 인식하지 않도록 한다.

즉, 메인 서버(100)의 제어부(150)는 로봇에 대응하여 레이저 조사 모듈의 출력 레이저의 물리적 특성을 제어할 수 있다.

그리고, 로봇(300)의 제어부(350)는 레이저 센싱부(310)가 센싱한 레이저의 물리적 특성에 따라 출력된 레이저가 해당 로봇(300)의 주행에 대응하는 것인지를 확인하여 주행부(320)를 제어한다.

도 13은 이동 경로를 지면에 표시하는 레이저의 물리적 특성이, 출력된 레이저의 형상, 파장, 주파수, 컬러 등 어느 하나 이상을 포함한다. 즉, 이들 물리적 특성을 다양하게 구성하여 로봇의 주행 속도를 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 두 개의 마크가 로봇에 배치된 경우의 레이저 조사의 예시를 보여주는 도면이다.

도 14에서 로봇의 상면에는 레이저 센싱부(310)의 위치를 표시하는 제1마크(390a)와 로봇의 후면의 위치를 표시하는 제2마크(390b)이 배치된 상태이다.

카메라 모듈에 의해 촬영된 영상을 통해 메인 서버는 로봇이 이동할 경로가 뒤쪽(화살표 방향)임을 확인한다. 그러나, 로봇에게 뒤쪽으로 이동하라는 명령 대신, L4와 같이 레이저 센싱부(310) 쪽으로 경로를 주사하여 로봇이 경로를 따라 뒤쪽(화살표 방향)으로 이동하도록 제어한다. 도 14와 같이 두 종류의 마크를 이용하면 로봇의 전진 및 후진 방향을 확인할 수 있으며, 이에 따라 더욱 유연하게 로봇의 이동을 제어하는 이동 경로를 로봇의 지면 상에 조사할 수 있다.

본 발명의 실시예는 레이저(예를 들어 라인 레이저 또는 도트 레이저 등)로 로봇이 이동해야 할 경로를 바닥면에 조사한다. 이는 모든 계산을 카메라와 연동된 메인 서버가 수행해서 로봇에게 최종 결과물인 경로를 제공하는 방식이다. 또한 카메라가 로봇을 인식하고 팬-틸트 동작을 통해 로봇 바로 앞에 정보를 제공함으로써 연산이 많이 드는 비전 대신 즉시 인식이 가능한 센서 어레이를 사용할 수 있다.

따라서 로봇은 주행에 관련된 복잡한 계산이 필요하지 않고 제공된 경로는 로봇의 특징이 반영되어 있으므로 고속 시에도 경로 이탈없이 안정적인 주행을 수행할 수 있다. 또한 제공되는 정보가 선이나 도트와 같은 연속 정보이기 때문에 로봇의 동작을 안정적으로 유지할 수 있으며 경로의 큰 이탈이 없는 한 급격한 방향 전환을 할 필요가 없어 고속 주행에 적합하다.

또한, 도 1에서 살펴본 종래 기술의 경우, 포인트 레이저로 목표점을 제공하므로, 로봇에 멀리 떨어진 최종 목적지만 점으로 제공하는 기술이다. 따라서, 장애물 인식 및 경로 계산 등의 나머지 일들은 로봇 스스로 해야 하며, 이를 위한 별도의 컴퓨팅 파워를 로봇에 탑재해야 한다.

즉, 로봇은 주행을 위한 장기 계획을 세울 수 없고 점의 위치에 따라 그때 그때 재계산을 하는 반응적(reactive) 동작을 하게 된다. 따라서 계산 속도가 충분히 빠르지 않으면 동작이 끊어지는 기술적 한계가 있다.

그러나 본 발명의 실시예는 라인 레이저나 도트 레이저 등으로 이동해야 할 경로 자체를 로봇의 진행 방향의 지면에 조사한다. 이는 모든 계산을 카메라와 연동된 시스템이 해서 로봇에 최종 결과물인 경로를 제공하며, 로봇이 빠른 방식으로 이동할 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명의 실시예들을 구현할 경우, 로봇이 공간내 절대 위치를 정확히 알 수 없는 경우에도 외부에서 제공하는 경로 정보에 기반하여 이동할 수 있다. 종래에 도 1과 같이 지점만을 표시하는 경우, 공간내 특정 위치로 이동하는 정보는 될 수 있으나 이러한 지점 표시가 해당 위치로 이동하는 경로 정보를 제공할 수는 없었다. 그러나 본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 장애물을 회피하여 경로가 표시되며 로봇은 이를 식별하여 빠른 속도로 이동할 수 있다.

특히, 벽이나 천장에 배치된 카메라 모듈과 레이저 조사 모듈은 로봇의 진행 방향에 배치된 장애물을 확인할 수 있으므로, 이동 경로를 생성한 후에도 다시 경로를 수정할 수 있다.

본 명세서에서는 레이저 조사에 기반하여 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 로봇이 센싱할 수 있는 다양한 파장의 빛을 조사하는 모듈은 모두 본 명세서의 레이저 조사 모듈에 대응한다.

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.

100: 메인서버 110: 위치확인부
120: 맵저장부 150: 제어부
180: 통신부 210: 카메라 모듈
250: 레이저 조사모듈 300: 이동로봇

Claims (20)

1. 카메라모듈 및 레이저 조사모듈과 통신하는 통신부;
   상기 카메라모듈이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인하는 위치확인부; 및
   상기 로봇의 이동 경로를 생성하고, 상기 로봇의 주변으로 상기 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈에게 상기 이동 경로의 전송을 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 레이저 조사 모듈의 장애물 센싱부가 경로를 지면에 출력하여 반송된 신호를 확인하여 원래의 지면보다 더 가까이에 사물이 있는 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위 내에 배치된 장애물 정보에 대해 센싱한 정보를 이용하여 상기 이동 경로를 수정하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는 상기 카메라모듈 또는 상기 카메라 모듈을 포함하는 가이딩 장치로부터 상기 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상을 수신하며,
   상기 위치확인부는 상기 카메라모듈의 물리적 정보와 상기 영상 내의 로봇의 상대적 위치 정보에 기반하여 상기 로봇의 절대적 위치 정보를 확인하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 영상은 상기 로봇의 방향을 확인할 수 있는 상기 로봇의 둘 이상의 마크를 포함하며,
   상기 위치확인부는 상기 둘 이상의 마크 간의 상대적 위치에 기반하여 상기 로봇의 방향성을 확인하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 로봇이 도달할 목적지에 대한 정보와 상기 로봇의 절대적 위치 정보, 그리고 상기 레이저 조사모듈의 위치 및 상기 레이저 조사모듈이 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위에 기반하여 상기 이동 경로를 생성하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 로봇의 위치와 상기 카메라 모듈의 위치, 상기 레이저 조사 모듈의 위치, 장애물의 위치를 저장하는 맵 저장부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 장애물을 상기 맵 저장부에 업데이트하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 제어부가 상기 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상 속에 촬영된 로봇의 식별 정보를 확인하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 로봇에 대응하여 상기 레이저 조사 모듈의 출력 레이저의 물리적 특성을 제어하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는 상기 카메라 모듈로부터 로봇의 변경된 위치를 포함하는 영상을 수신하며,
   상기 제어부는 상기 로봇의 이동 경로에 대응하여 레이저를 출력할 제2의 레이저 조사 모듈을 선택하여 상기 선택한 제2의 레이저 조사모듈에게 상기 이동 경로의 전송을 제어하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 조사 모듈은 라인 출력 방식 또는 도트 출력 방식으로 경로를 출력하며,
   상기 제어부는 상기 라인의 폭 또는 상기 도트의 간격 또는 상기 도트의 길이를 변화시켜 상기 로봇의 속도를 제어하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 메인 서버.
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 통신부가 카메라모듈이 촬영한 영상을 상기 카메라 모듈 또는 상기 카메라 모듈을 포함하는 가이딩 장치로부터 수신하는 단계;
    위치확인부가 상기 카메라모듈이 촬영한 영상에서 로봇의 위치를 확인하는 단계;
    제어부가 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계;
    상기 제어부가 상기 로봇의 주변으로 상기 이동 경로를 레이저로 출력 가능한 레이저 조사모듈을 선택하는 단계;
    상기 통신부가 상기 선택한 레이저 조사모듈 또는 상기 레이저 조사모듈을 포함하는 가이딩 장치에게 상기 이동 경로를 전송하는 단계;
    상기 레이저 조사 모듈의 장애물 센싱부가 경로를 지면에 출력하여 반송된 신호를 확인하여 원래의 지면보다 더 가까이에 사물이 있는 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 제어부는 상기 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위 내에 배치된 장애물 정보에 대해 센싱한 정보를 이용하여 상기 이동 경로를 수정하는 단계를 포함하는 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 레이저 조사 모듈은 라인 출력 방식 또는 도트 출력 방식으로 경로를 출력하며,
    상기 제어부는 상기 라인의 폭 또는 상기 도트의 간격 또는 상기 도트의 길이를 변화시켜 상기 로봇의 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 통신부가 상기 카메라모듈 또는 상기 가이딩 장치로부터 상기 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 위치확인부가 상기 카메라모듈의 물리적 정보와 상기 영상 내의 로봇의 상대적 위치 정보에 기반하여 상기 로봇의 절대적 위치 정보를 확인하는 단계를 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 영상은 상기 로봇의 방향을 확인할 수 있는 상기 로봇의 둘 이상의 마크를 포함하며,
    상기 위치확인부가 상기 둘 이상의 마크 간의 상대적 위치에 기반하여 상기 로봇의 방향성을 확인하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
16. 제12항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 로봇이 도달할 목적지에 대한 정보와 상기 로봇의 절대적 위치 정보, 그리고 상기 레이저 조사모듈의 위치 및 상기 레이저 조사모듈이 레이저를 조사할 수 있는 조사 범위에 기반하여 상기 이동 경로를 생성하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
17. 제12항에 있어서,
    상기 로봇의 위치와 상기 카메라 모듈의 위치, 상기 레이저 조사 모듈의 위치, 장애물의 위치를 저장하는 맵 저장부를 더 포함하며,
    상기 제어부가 상기 장애물을 상기 맵 저장부에 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 로봇에 배치된 마크를 포함하는 영상 속에 촬영된 로봇의 식별 정보를 확인하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
19. 제12항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 로봇에 대응하여 상기 레이저 조사 모듈의 출력 레이저의 물리적 특성을 제어하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    
20. 제12항에 있어서,
    상기 통신부가 상기 카메라 모듈 또는 상기 가이딩 장치로부터 로봇의 변경된 위치를 포함하는 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 로봇의 이동 경로에 대응하여 레이저를 출력할 제2의 레이저 조사 모듈을 선택하여 상기 선택한 제2의 레이저 조사모듈에게 상기 이동 경로의 전송을 제어하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 이동 경로의 레이저 조사를 제어하는 방법.
    

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