KR102129258B1 - 지도 제작 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

지도 제작 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 지도 제작 장치는 건물 도면을 분석하여 기 설정된 컴포넌트를 추출하고 추출된 컴포넌트를 통해 기본 지도정보를 생성하는 기본 지도정보 생성부; 및 기본 지도정보 생성부에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기에 필요한 지도정보를 생성하는 지도정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지도 제작 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING MAP}
본 발명은 지도 제작 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자율주행 기기의 지도정보를 제작하는 지도 제작 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고 있으며, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.
가정용 로봇의 대표적인 일 예로, 로봇청소기를 들 수 있다. 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 영역을 자동으로 청소하는 장치를 의미한다. 이러한 로봇청소기는 각종 센서 등을 통해 청소 영역 내에 위치하는 장애물 등을 감지하고, 감지 결과를 이용하여, 청소 로봇의 주행 경로 및 청소 동작을 제어하게 된다.
이러한 로봇은 공간 정보를 여러 번 스캐닝하여 운행에 필요한 지도를 생성하였다.
그러나, 종래의 지도 생성 방식은 사람이 없는 폐쇄된 환경에서 스캔이 이루어져야 하고, 공간을 구성하는 요소가 변경될 것에 대비하여 수시로 스캔하여야 하는 문제점이 있었으며, 로봇이 주행하는 중에 루프결합(Loop Closure)의 오류가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2015-0126235호(2015.11.11)의 '로봇 청소기 및 그 제어 방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 등의 실내 공간 정보를 이용하여 지도정보를 제작하여 자율주행 기기에 제공하는 지도 제작 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 지도 제작 장치는 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 컴포넌트를 추출하고 추출된 컴포넌트를 통해 기본 지도정보를 생성하는 기본 지도정보 생성부; 및 상기 기본 지도정보 생성부에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기에 필요한 지도정보를 생성하는 지도정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실내 공간 정보는 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 상기 컴포넌트를 추출하고 상기 컴포넌트를 렌더링하여 기본 지도정보를 생성하는 실내 공간 정보 변환부; 상기 실내 공간 정보 변환부에 의해 생성된 상기 기본 지도정보의 스케일을 조정하는 스케일 조정부; 및 상기 스케일 조정부에 의해 조정된 상기 기본 지도정보에 속성정보를 설정하는 속성정보 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 스케일 조정부는 상기 기본 지도정보의 스케일을 상기 자율주행 기기의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리 또는 픽셀을 기준으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 속성정보는 상기 자율주행 기기가 주행 및 동작에 참고할 가상 영역에 대한 정보, 기본 진입방지 영역, 주행주의 영역, 및 상기 자율주행 기기의 동작한 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실내 공간 정보 변환부는 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보에 따라 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 속성정보 설정부는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 속성 보정 정보에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 지도정보 생성부는 상기 기본 지도정보를 기 설정된 포맷으로 포맷 변환하여 상기 지도정보를 생성하는 포맷 변환부; 및 상기 포맷 변환부에 의해 생성된 상기 지도정보에 상기 자율주행 기기의 주행경로를 설정하여 주행경로 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 주행경로 설정부는 상기 지도정보 내 기초 위치를 설정하고, 상기 기초 위치를 기준으로 상기 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지도 제작 방법은 기본 지도정보 생성부가 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 컴포넌트를 추출하고 추출된 컴포넌트를 통해 기본 지도정보를 생성하는 단계; 및 지도정보 생성부가 상기 기본 지도정보 생성부에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기에 필요한 지도정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실내 공간 정보는 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기본 지도정보를 생성하는 단계에서, 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 상기 컴포넌트를 추출하고 상기 컴포넌트를 렌더링하여 상기 기본 지도정보를 생성하고, 상기 기본 지도정보의 스케일을 조정한 후, 상기 기본 지도정보에 속성정보를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기본 지도정보를 생성하는 단계에서, 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 기본 지도정보의 스케일을 상기 자율주행 기기의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리 또는 픽셀을 기준으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 속성정보는 건물 내 가상벽, 상기 자율주행 기기의 감속구간 및 건물 내 장애물 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실내 공간 정보 변환부가 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보에 따라 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계에서, 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 속성 보정 정보에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계에서, 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 가상 영역 정보, 진입 방지 정보, 주의 주행 영역 및 자율주행 기기 동작 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 지도정보를 생성하는 단계에서, 상기 지도정보 생성부는 상기 기본 지도정보를 기 설정된 포맷으로 포맷 변환하여 상기 지도정보를 생성하고, 상기 지도정보 내 기초 위치를 설정하며, 상기 기초 위치를 기준으로 상기 자율주행 기기의 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 등의 다양한 실내 공간 정보를 이용하여 지도정보를 제작하여 자율주행 기기에 전달함으로써, 자율주행 기기의 루프결합에 의한 에러를 최소화하고, 스캐닝에 필요한 시간과 스캐닝 에러를 감소시킬 수 있으며, 자율주행 기기가 초기에 공간정보 데이터 구축하는 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 건물 도면을 기반으로 지도를 생성하므로 손쉬운 지도 보정이 가능하며, 다수의 자율주행 기기에 대한 지도 업데이트가 동시에 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 표준화된 실내 공간 정보를 기반으로 생성된 지도정보를 각 자율주행 기기에 제공하여 복수의 자율주행 기기가 동작 초기부터 동일한 지도 정보로 주행할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작을 위한 정보 흐름을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로어 가이드 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 SLAM 지도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 기반 공간정보이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 지도정보 생성부의 블럭 구성도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 도면의 예시도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 도면 중 기본 지도정보 대상이 되는 구역을 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 지도정보를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 속성 정보가 설정된 기본 지도정보를 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도정보 생성부의 블럭 구성도이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 방법의 순서도이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 기기의 블럭 구성도이다.
도 14 은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도정보 업데이트를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 15 는 본 발명의 일 실시에에 따른 지도정보 업데이트 과정을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작을 위한 정보 흐름을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치(10)는 유무선 통신망을 통해 복수 개의 자율주행 기기(20) 및 관제 서버(30)와 각각 연결된다.
자율주행 기기(20)는 쇼핑몰, 백화점, 공공 시설물 및 산업 시설물 등과 같은 대형 건물이나 또는 중소형 건물 등에 설치되어 자율주행을 수행하는 로봇 등으로써, 각각이 동일하거나 서로 다른 주행경로를 따라 주행한다.
자율주행 기기(20)의 자율주행을 위해, 지도 제작 장치(10)는 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 등의 다양한 실내 공간 정보를 이용하여 지도정보를 제작하고, 제작된 지도정보를 자율주행 기기(20) 각각에 전달한다. 실내 공간 정보에 대해서는 후술한다.
특히, 자율주행 기기(20)는 자율주행을 위해 지도 제작 장치(20)로부터 전달받은 지도정보를 이용함으로써, 자신의 위치를 측정하면서 주변환경에 대한 지도정보를 직접 작성하는 SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping)을 통해 지도정보를 직접 작성할 필요가 없다.
이에, 자율주행 기기(20)가 SLAM 방식으로 지도정보를 제작할 경우 발생될 수 있는 루프결합에 의한 에러를 최소화하고, 스캐닝에 필요한 시간과 스캐닝 에러를 감소시킬 수 있다.
더욱이, 자율주행 기기(20)는 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보를 토대로 자율주행을 수행하면서 주변환경에 대한 공간 정보를 인식하되, 지도정보와 공간정보를 비교하여 그 일치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 업데이트 정보를 생성하여 관제 서버(30)에 전달한다. 이는 건물 내 공사나 구조 변경 등에 따라 실시간으로 변경되는 주변환경을 반영하기 위함이다.
한편, 관제 서버(30)는 자율주행 기기(20)로부터 업데이트 정보를 전달받아 지도 제작 장치(10)에 전달하고, 지도 제작 장치(10)는 해당 업데이트 정보에 따라 지도정보를 업데이트하여 건물 내 실시간으로 변경되는 주변환경에 맞는 최적의 지도정보를 생성할 수 있게 된다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치의 블럭 구성도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로어 가이드 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 SLAM 지도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 기반 공간정보이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치(10)는 실내 공간 정보 제공부(11), 기본 지도정보 생성부(12) 및 지도정보 생성부(13)를 포함한다.
실내 공간 정보 제공부(11)는 지도정보 제작에 필요한 실내 공간 정보를 수집 및 저장하고, 저장된 건물 도면을 기본 지도정보 생성부(12)에 입력한다.
여기서, 실내 공간 정보에는 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 등이 포함될 수 있다. 플로어 가이드 도면, SLAM 지도 및 포인트 클라우드 기반 공간정보는 도 3 내지 도 5 에 도시된 바와 같다.
특히, 건물 도면에는 평면 이미지나 건축도면이 포함될 수 있다.
평면 이미지는 쇼핑몰, 백화점, 공공 시설물 및 산업 시설물 등의 건물 내 공간을 구획짓는 경계선을 포함한다. 경계선은 평면 이미지 내 각 공간을 구획짓기 위한 컴포넌트이다. 평면 이미지 내 경계선에 의해 구획지어지는 공간 중 적어도 하나는 자율주행 기기(20)가 주행할 수 있는 주행경로가 설정될 수 있다. 이러한 경계선은 기본 지도정보 생성에 이용되는 컴포넌트로 이용될 수 있다.
건축도면은 쇼핑몰, 백화점, 공공 시설물 및 산업 시설물 등과 같은 건축물의 건축에 사용된 도면으로서, 캐드 파일 또는 이미지 파일 형식으로 제작될 수 있다. 이러한 건축도면에는 지도 정보 제작에 필요한 다양한 컴포넌트가 포함될 수 있다.
포인트 클라우드 기반 공간정보에서 특정 높이에 해당하는 포인트 클라우드가 추출된 후, 탑 뷰(Top View)를 기준으로 기본 지도정보가 제작될 수 있다.
기본 지도정보 생성부(12)는 실내 공간 정보 제공부(11)로부터 건물도면을 전달받고 이 건물도면을 분석하여 지도 제작에 필요한 컴포넌트를 추출한 후, 이 컴포넌트를 이용하여 기본 지도정보를 생성한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 지도정보 생성부의 블럭 구성도이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 도면의 예시도이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 도면 중 기본 지도정보 대상이 되는 구역을 나타낸 도면이며, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 지도정보를 나타낸 도면이며, 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 속성 정보가 설정된 기본 지도정보를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 10 을 참조하면, 기본 지도정보 생성부(12)는 실내 공간 정보 변환부(121), 스케일 조정부(122) 및 속성정보 설정부(123)를 포함한다.
실내 공간 정보 변환부(121)는 실내 공간 정보를 기본 지도정보로 변환한다. 즉, 실내 공간 정보 변환부(121)는 건물 도면을 분석하여 컴포넌트를 추출하고 컴포넌트를 렌더링하여 기본 지도정보를 생성한다.
예를 들어, 실내 공간 정보가 건물에 대한 평면 이미지이면, 실내 공간 정보 변환부(121)는 해당 평면 이미지에서 경계선을 추출하고, 추출된 경계선을 렌더링하여 기본 지도정보를 생성한다.
스케일 조정부(122)는 실내 공간 정보 변환부(121)에 의해 생성된 기본 지도정보의 스케일을 조정한다.
이 경우, 스케일 조정부(122)는 기본 지도정보의 스케일을 자율주행 기기(20)의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리(cm 또는 m) 또는 픽셀(pixel)을 기준으로 조정한다.
속성정보 설정부(123)는 스케일 보정부에 의해 조정된 기본 지도정보에 속성정보를 설정한다.
속성정보에는 자율주행 기기(20)가 주행 및 동작에 참고할 가상 영역에 대한 정보, 기본 진입방지 영역, 주행주의 영역, 자율주행 기기(20)의 동작에 관한 정보 등이 포함될 수 있다. 예를 들어 속성정보에는 건물 내 가상벽, 자율주행 기기(20)의 감속구간 및 건물 내 장애물 정보가 포함될 수 있다.
더욱이, 기본 지도정보 생성부(12)는 자율주행 기기(20)로부터 전달된 업데이트 정보에 따라 기본 지도정보를 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 실내 공간 정보 변환부(121)는 자율주행 기기(20)의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보에 따라 기본 지도정보를 업데이트할 수 있다.
자율주행 기기(20)는 상기한 바와 같이 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보를 이용하여 주행하고, 이 과정에서 도 13 의 센서모듈(21)을 통해 얻을 정보를 이용하여 공간 정보를 생성한다. 이에, 자율주행 기기(20)는 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보와 자체적으로 생성한 공간 정보를 비교하여 일치 여부를 토대로 지도 보정 정보를 생성한다.
이에, 실내 공간 정보 변환부(121)는 자율주행 기기(20)에서 생성된 지도 보정 정보를 이용하여 해당 지도정보를 업데이트한다.
더욱이, 속성정보 설정부(123)는 자율주행 기기(20)의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 속성 보정 정보에 따라 속성정보를 업데이트한다. 여기서, 속성 보정 정보에는 가상 영역 정보, 진입 방지 정보, 주의 주행 영역 및 자율주행 기기(20)의 동작 정보가 포함될 수 있다.
즉, 자율주행 기기(20)는 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보를 이용하여 주행하고, 이 과정에서 그 속성정보에 따라 동작을 수행한다. 이때, 자율주행 기기(20)는 센서모듈(21) 등을 통해 속성 보정 정보를 검출한다.
이에, 속성정보 설정부(123)는 해당 속성 보정 정보를 이용하여 속성정보를 업데이트한다.
지도정보 생성부(13)는 기본 지도정보 생성부(12)에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기(20)에 필요한 지도정보를 생성한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 지도정보 생성부의 블럭 구성도이다.
도 11 을 참조하면, 지도정보 생성부(13)는 포맷 변환부(131) 및 주행경로 설정부(132)를 포함한다.
포맷 변환부(131)는 기본 지도정보를 기 설정된 포맷, 예를 들어 PGM 또는 비트맵(bitmap) 방식으로 포맷 변환하여 건물내 공간에 대한 지도정보를 생성한다.
주행경로 설정부(132)는 포맷 변환부(131)에 의해 생성된 지도정보에 자율주행 기기(20)의 주행경로(Routing Node)를 설정한다. 이 경우, 주행경로 설정부(132)는 지도 내 기초 위치를 설정하고 이 기초 위치를 기준으로 주행경로를 설정한다.
기초 위치는 자율주행 기기(20)가 동작을 개시하는 최초 위치이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 방법의 순서도이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 방법을 도 12 를 참조하여 설명한다.
도 12 를 참조하면, 먼저 실내 공간 정보 제공부(11)는 지도정보 제작에 필요한 실내 공간 정보를 수집 및 저장하고, 저장된 실내 공간 정보를 실내 공간 정보 변환부(121)에 제공한다(S110).
실내 공간 정보 변환부(121)는 실내 공간 정보 제공부(11)로부터 입력된 실내 공간 정보를 기본 지도정보로 변환한다(S120). 일 예로, 실내 공간 정보가 건물 도면이면, 실내 공간 정보 변환부(121)는 실내 공간 정보 제공부(11)로부터 입력된 건물 도면의 컴포넌트를 추출하고 해당 컴포넌트를 렌더링하여 기본 지도정보를 생성한다.
즉, 실내 공간 정보가 건축도면이면, 실내 공간 정보 변환부(121)는 해당 건축도면에서 지도정보 제작에 필요한 컴포넌트를 렌더링하며, 건물 도면이 평면 이미지이면, 실내 공간 정보 변환부(121)는 해당 평면 이미지에서 경계선을 추출하고 추출된 경계선을 렌더링하여 기본 지도정보를 생성한다.
이어, 스케일 조정부(122)는 실내 공간 정보 변환부(121)에 의해 생성된 기본 지도정보의 스케일을 자율주행 기기(20)의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리(cm 또는 m) 또는 픽셀(pixel)을 기준으로 조정한다(S130).
스케일 조정부(122)에 의해 기본 지도정보의 스케일이 조정됨에 따라, 속성정보 설정부(123)는 스케일 조정부(122)에 의해 조정된 기본 지도정보에 속성정보, 예를 들어 주행 및 동작에 참고할 가상 영역에 대한 정보, 기본 진입방지 영역, 주행주의 영역, 로봇의 동작한 관한 정보 등을 설정한다(S140).
속성정보가 설정됨에 따라, 포맷 변환부(131)는 기본 지도정보를 기 설정된 포맷, 예를 들어 PGM 또는 비트맵(bitmap) 방식으로 포맷 변환(S150)하여 건물내 공간에 대한 지도정보를 생성하고, 지도 내 기초 위치를 설정(S160)하고 이 기초 위치를 기준으로 주행경로를 설정한다(S170).
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 기기의 블럭 구성도이고, 도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 지도정보 업데이트를 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 15 는 본 발명의 일 실시에에 따른 지도정보 업데이트 과정을 도시한 순서도이다.
도 13 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 기기(20)는 센서모듈(21), 위치 감지부(22), 주행부(23), 공간 인식부(24), 업데이트 정보 생성부(25) 및 기기 제어부(26)를 포함한다.
센서모듈(21)은 자율주행 기기(20)의 본체 주행시 전방이나 측방에 존재하는 장애물을 감지하고 주변의 구조물이나 장애물의 거리 등을 획득한다. 장애물로는 전방이나 측방에 있는 일반적인 물체나 벽면 등이 포함될 수 있다.
위치 감지부(22)는 자율주행 기기(20)의 현재 위치를 검출한다. 위치 감지부(22)로는 자율주행 기기(20)의 주행시 가속도를 측정하는 가속도 센서, 및 좌우 바퀴 각각을 회전시키는 주행 모터에 설치되어 바퀴 각각의 회전을 감지하는 엔코더 등이 포함될 수 있다. 이러한 위치 감지부(22)에 의해 감지된 자율주행 기기(20)의 현재 위치를 토대로, 자율주행 기기(20)의 이동정보, 예를 들어 이동 방향과 이동 속도 및 이동 변위 등이 검출될 수 있다.
주행부(23)는 본체를 주행시키는 것으로써, 주행 모터 및 바퀴를 포함한다.
바퀴는 본체의 저면의 양측에 각각 설치되어 회전됨으로써 본체가 이동할 수 있도록 한다.
주행 모터는 바퀴 각각을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키며, 이 주행 모터를 통해 바퀴 각각을 독립적으로 제어함으로써 자율주행 기기(20)가 다양한 방향과 속도로 주행할 수 있도록 한다. 한편, 주행부(23)는 상기한 주행 모터 및 바퀴 이외에도 본체를 주행시키기 위한 것이라면 다양한 장치를 더 포함할 수 있다.
공간 인식부(24)는 센서모듈(21)에 의해 감지된 감지 정보를 이용하여 공간을 인식한다. 즉, 공간 인식부(24)는 장애물의 위치와 벽면 위치, 천장, 바닥면 등에 대한 정보 등에 대한 공간을 인식하여 공간 정보를 생성한다.
업데이트 정보 생성부(25)는 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보와 공간 인식부(24)에 의해 생성된 공간 정보를 비교하여 그 일치 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 업데이트 정보를 생성한다.
기기 제어부(26)는 지도 제작 장치(10)로부터 지도정보가 전달되면 이 지도정보를 이용하여 주행부(23)를 통해 자율주행을 수행한다. 이 경우, 기기 제어부(26)는 주행경로에 따라 초기 위치로부터 자율 주행을 개시하며, 이때 위치 감지부(22)에 의해 감지된 감지정보에 따라 위치를 검출하고 검출된 위치와 상기한 주행경로를 비교하여 주행부(23)를 제어함으로써, 상기한 주행경로를 따라 자율주행을 수행한다. 이 경우, 기기 제어부(26)는 자율주행 기기(20)의 위치 정보나 동작 상태 정보 등을 관제 서버(30)에 전달함으로써, 관제 서버(30)가 자율주행 기기(20)를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한다.
즉, 도 14 에 도시된 바와 같이, 주행경로 설정부(132)에 의해 초기 위치가 설정되고 이를 기반으로 주행경로가 설정(도 14 의 (a))되면, 기기 제어부(26)가 해당 초기 위치를 기반으로 자율주행 기기(20)가 내부의 센서모듈(21)을 이용하여 공간을 인식(도 14 의 (b))하고, 이를 기초로 공간 내에서 자율주행 기기(20)가 자율 주행을 수행(도 14 의 (c))한다.
또한, 기기 제어부(26)는 공간 인식부(24)를 제어하여 센서모듈(21)에 의해 감지된 감지정보로 공간 정보를 생성하도록 하고, 업데이트 정보 생성부(25)를 통해 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보와 공간 인식부(24)에 의해 생성된 공간 정보를 비교하여 업데이트 정보를 생성하도록 한다.
기기 제어부(26)는 업데이트 정보가 생성되면, 해당 업데이트 정보를 관제 서버(30)에 전달한다.
이에 따라, 관제 서버(30)는 자율주행 기기(20)로부터 전달받은 업데이트 정보를 지도 제작 장치(10)로 전달하여 지도 제작 장치(10)가 해당 업데이트 정보를 토대로 기본 지도정보를 업데이트할 수 있도록 한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 지도정보 업데이트 과정을 도 15 를 참조하여 설명한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시에에 따른 지도정보 업데이트 과정을 도시한 순서도이다.
도 15 를 참조하면, 먼저 지도 제작 장치(10)가 지도정보를 제작하고(S210), 제작된 지도정보를 자율주행 기기(20) 및 관제 서버(30)에 각각 전달한다(S220).
자율주행 기기(20)의 기기 제어부(26)는 지도 제작 장치(10)로부터 지도정보가 전달되면 이 지도정보를 이용하여 주행부(23)를 제어하여 자율주행을 개시한다(S230).
이 경우, 기기 제어부(26)는 주행부(23)를 제어하여 자율주행을 개시(S240)하는데, 위치 감지부(22)에 의해 감지된 감지정보에 따라 위치를 검출하고 검출된 위치와 상기한 주행경로를 비교하여 주행부(23)를 제어함으로써, 자율주행 기기(20)가 상기한 주행경로를 따라 자율주행을 수행할 수 있도록 한다.
아울러, 기기 제어부(26)는 공간 인식부(24)를 제어하여 센서모듈(21)에 의해 감지된 감지정보로 공간 정보를 생성하도록 한다.
이때, 업데이트 정보 생성부(25)는 지도 제작 장치(10)로부터 전달받은 지도정보와 공간 인식부(24)에 의해 생성된 공간 정보를 비교하는데, 기기 제어부(26)는 업데이트 정보 생성부(25)에 의해 업데이트 정보가 생성되는지를 판단(S250)하고, 업데이트 정보가 생성되면, 해당 업데이트 정보를 관제 서버(30)에 전달한다(S260).
이에 따라, 관제 서버(30)는 기기 제어부(26)로부터 전달된 업데이트 정보를 지도 제작 장치(10)에 전달하고(S270), 지도 제작 장치(10)는 관제 서버(30)로부터 전달받은 업데이트 정보를 이용하여 기본 지도정보를 업데이트한다.
즉, 지도 제작 장치(10)는 자율주행 기기(20)의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보에 따라 기본 지도정보를 업데이트하거나, 또는 속성 보정 정보에 따라 속성정보를 업데이트한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 등의 다양한 실내 공간 정보를 이용하여 지도정보를 제작하여 자율주행 기기에 전달함으로써, 자율주행 기기의 루프결합에 의한 에러를 최소화하고, 스캐닝에 필요한 시간과 스캐닝 에러를 감소시킬 수 있으며, 자율주행 기기가 초기에 공간정보 데이터 구축하는 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 건물 도면을 기반으로 지도를 생성하므로 손쉬운 지도 보정이 가능하며, 다수의 자율주행 기기에 대한 지도 업데이트가 동시에 이루어질 수 있도록 한다.
게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도 제작 장치 및 방법은 표준화된 실내 공간 정보를 기반으로 생성된 지도정보를 각 자율주행 기기에 제공하여 복수의 자율주행 기기가 동작 초기부터 동일한 지도 정보로 주행할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 지도 제작 장치 11: 실내 공간 정보 제공부
12: 기본 지도정보 생성부 121: 실내 공간 정보 변환부
122: 스케일 조정부 123: 속성정보 설정부
13: 지도정보 생성부 131: 포맷 변환부
132: 주행경로 설정부 20: 자율주행 기기
21: 센서모듈 22: 위치 감지부
23: 주행부 24: 공간 인식부
25: 업데이트 정보 생성부 26: 기기 제어부
30: 관제 서버

Claims (20)

  1. 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 컴포넌트를 추출하고 추출된 컴포넌트를 통해 기본 지도정보를 생성하는 기본 지도정보 생성부; 및
    상기 기본 지도정보 생성부에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기에 필요한 지도정보를 생성하는 지도정보 생성부를 포함하고,
    상기 기본 지도정보 생성부는 상기 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 상기 컴포넌트를 추출하고 상기 컴포넌트를 렌더링하여 기본 지도정보를 생성하는 실내 공간 정보 변환부; 상기 실내 공간 정보 변환부에 의해 생성된 상기 기본 지도정보의 스케일을 조정하는 스케일 조정부; 및 상기 스케일 조정부에 의해 조정된 상기 기본 지도정보에 속성정보를 설정하는 속성정보 설정부를 포함하며,
    상기 실내 공간 정보 변환부는 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보에 따라 상기 기본 지도정보를 업데이트하며,
    상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보인 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실내 공간 정보는 건물 도면, 플로어 가이드, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스케일 조정부는
    상기 기본 지도정보의 스케일을 상기 자율주행 기기의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리 또는 픽셀을 기준으로 조정하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 속성정보는 상기 자율주행 기기가 주행 및 동작에 참고할 가상 영역에 대한 정보, 기본 진입방지 영역, 주행주의 영역, 및 상기 자율주행 기기의 동작한 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 속성정보 설정부는
    상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 속성 보정 정보에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 지도정보 생성부는
    상기 기본 지도정보를 기 설정된 포맷으로 포맷 변환하여 상기 지도정보를 생성하는 포맷 변환부; 및
    상기 포맷 변환부에 의해 생성된 상기 지도정보에 상기 자율주행 기기의 주행경로를 설정하여 주행경로 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 주행경로 설정부는
    상기 지도정보 내 기초 위치를 설정하고, 상기 기초 위치를 기준으로 상기 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 장치.
  11. 기본 지도정보 생성부가 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 컴포넌트를 추출하고 추출된 컴포넌트를 통해 기본 지도정보를 생성하는 단계; 및
    지도정보 생성부가 상기 기본 지도정보 생성부에 의해 생성된 기본 지도정보를 포맷 변환하여 자율주행 기기에 필요한 지도정보를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 기본 지도정보를 생성하는 단계에서, 상기 기본 지도정보 생성부는 상기 실내 공간 정보를 분석하여 상기 실내 공간 정보 내에서 상기 컴포넌트를 추출하고 상기 컴포넌트를 렌더링하여 상기 기본 지도정보를 생성하고, 상기 기본 지도정보의 스케일을 조정한 후, 상기 기본 지도정보에 속성정보를 설정하며,
    상기 실내 공간 정보 변환부가 상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보에 따라 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계를 더 포함하며,
    상기 자율주행 기기로부터 전달된 업데이트 정보는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 지도 보정 정보인 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 실내 공간 정보는 건물 도면, 플로어 가이드 도면, SLAM(Simultaneous Localization and Map-Building, Simultaneous Localization and Mapping) 지도, 포인트 클라우드 기반 공간정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 기본 지도정보를 생성하는 단계에서,
    상기 기본 지도정보 생성부는 상기 기본 지도정보의 스케일을 상기 자율주행 기기의 기준 축적비에 따라 기 설정된 거리 또는 픽셀을 기준으로 조정하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 속성정보는 건물 내 가상벽, 상기 자율주행 기기의 감속구간 및 건물 내 장애물 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계에서,
    상기 기본 지도정보 생성부는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 속성 보정 정보에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 기본 지도정보를 업데이트하는 단계에서,
    상기 기본 지도정보 생성부는 상기 자율주행 기기의 실제 주행을 토대로 인식된 경로 기반의 가상 영역 정보, 진입 방지 정보, 주의 주행 영역 및 자율주행 기기 동작 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 속성정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 지도정보를 생성하는 단계에서,
    상기 지도정보 생성부는 상기 기본 지도정보를 기 설정된 포맷으로 포맷 변환하여 상기 지도정보를 생성하고, 상기 지도정보 내 기초 위치를 설정하며, 상기 기초 위치를 기준으로 상기 자율주행 기기의 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 지도 제작 방법.
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