KR102181423B1 - LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티 - Google Patents

LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티 Download PDF

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KR102181423B1
KR102181423B1 KR1020200045760A KR20200045760A KR102181423B1 KR 102181423 B1 KR102181423 B1 KR 102181423B1 KR 1020200045760 A KR1020200045760 A KR 1020200045760A KR 20200045760 A KR20200045760 A KR 20200045760A KR 102181423 B1 KR102181423 B1 KR 102181423B1
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Abstract

본발명은 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티에 관한 것으로, 몸체와 전후방폴드(20, 30)로 이루어지며 배터리에서 전력을 공급받아 구동되는 모터와 연결되는 바퀴(100)로 이루어지는 제조공장 물류이송용 모빌리티에 있어서, 상기 제조공장 물류이송용 모빌리티는 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 이루어지며, 자율주행모드일 경우에는 전후방폴드(20, 30)를 몸체에서 수직방향으로 변형시키되, 상기 모터는 몸체의 상부에 위치하며, 체인에 의해 하부의 바퀴(100)와 연결되는 것으로,
본발명 제조공장 물류이송용 모빌리티는 몸체 상부에 위치하는 모터와 바퀴 동력전달구조에 의하여 강우시에도 침수등의 염려가 없고 하자가 없으며 LiDAR & Magnetic Sensor를 사용하며 전후방폴드를 변형시켜 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 효율적으로 운전하며 모빌리티의 적용이 향상되는 현저한 효과가 있다.

Description

LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티{Autonomous AMR mobility using LiDAR}
본발명은 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR(Autonomous Mobile Robot) 모빌리티에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몸체 상부에 위치하는 모터와 바퀴 동력전달구조에 의하여 강우시에도 침수등의 염려가 없고 하자가 없으며 LiDAR & Magnetic Sensor를 사용하며 전후방폴드를 변형시켜 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 효율적으로 운전하며 모빌리티의 적용이 향상되는 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티에 관한 것이다.
일반적으로 제조공장에서는 인력을 대체하여 물류이송용 로봇을 사용하며, 일례로서 등록특허공보 등록번호 10-1968752호에는 본체;
상기 본체에 장착되어 전원 및 동력을 발생시키는 동력 발생 유닛;
상기 동력에 의하여 상기 본체를 이동시키는 구동 바퀴; 및
상기 본체에 배치되며 수동 대차에 결합 또는 상기 수동 대차로부터 분리되기 위해 상기 본체에 대하여 변위가 발생되는 착탈 플레이트를 포함하는 착탈 플레이트 유닛을 포함하고, 상기 착탈 플레이트의 일부에는 오목한 오목부가 형성되며, 상기 오목부에는 상기 착탈 플레이트와 함께 이동되며 상기 전원에 의하여 회전력을 발생시키는 회전력 발생부가 형성된 구동 대차 로봇이 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-1855861호에는 자신의 위치를 판단하는 제1 위치확인수단과 자율주행을 위한 경로탐색수단을 포함하는 다수의 무인 운반 로봇;
상기 다수의 무인 운반 로봇의 위치정보와 상태정보를 주기적으로 확인하는 제1 모니터링수단, 상기 다수의 무인 운반 로봇 중에서 선택된 로봇으로 호출지령을 전송하는 지령수단, 및 작업공간의 맵을 상기 다수의 무인 운반 로봇으로 제공하는 맵 제공수단을 포함하는 서버;
자신의 위치를 판단하는 제2 위치확인수단, 상기 서버로부터 상기 다수의 무인 운반로봇의 위치정보와 상태정보를 수신하여 표시하는 제2 모니터링수단, 및 상기 제2 모니터링수단을 통해 확인된 상기 다수의 무인 운반 로봇중에서 적어도 하나를 호출하는 호출요청신호를 상기 서버로 전송하는 로봇호출수단을 포함하는 사용자단말을 포함하고, 상기 서버는 상기 사용자단말로부터 호출요청신호를 수신한 후에 상기 다수의 무인 운반 로봇 중에서 선택된 로봇으로 상기 사용자단말의 위치정보를 포함하는 호출지령을 전송하고, 상기 선택된 로봇은 자신의 위치정보와 상기 사용자단말의 위치정보를 이용하여 산출된 경로를 따라 상기 사용자단말의 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 물류운반 로봇 시스템이 공개되어 있다.
그러나 제조공장의 환경은 실내에 한정되지 않고 여러 가지의 제약조건이 있다. 이러한 문제점으로 제조공장에서 모빌리티의 적용이 지연되었다. LiDAR센서에 의한 주행방식은 매우 안정적이고 효과적이지만 실내와 실외에서 혼용사용이 어려우며 특히 실외용 LiDAR는 고가의 부품이다.마그네틱 인식의 가이드센서는 센서의 가격은 저렴한 편이나 마그네틱을 현장에 설치하기가 어려우며 높은 비용의 공사비가 투입되어야 한다.
또한, 모터가 몸체의 하부에 위치하여 침수시 고장이 나는 우려가 있었다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본발명 제조공장 물류이송용 모빌리티는 몸체 상부에 위치하는 모터와 바퀴 동력전달구조에 의하여 강우시에도 침수등의 염려가 없고 하자가 없으며 LiDAR & Magnetic Sensor를 사용하며 전후방폴드를 변형시켜 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 효율적으로 운전하며 모빌리티의 적용이 향상되는 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티를 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티에 관한 것으로, 몸체와 전후방폴드(20, 30)로 이루어지며 배터리에서 전력을 공급받아 구동되는 모터와 연결되는 바퀴(100)로 이루어지는 제조공장 물류이송용 모빌리티에 있어서, 상기 제조공장 물류이송용 모빌리티는 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 이루어지며, 자율주행모드일 경우에는 전후방폴드(20, 30)를 몸체에서 수직방향으로 변형시키되, 상기 모터는 몸체의 상부에 위치하며, 체인에 의해 하부의 바퀴(100)와 연결되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명 제조공장 물류이송용 모빌리티는 몸체 상부에 위치하는 모터와 바퀴 동력전달구조에 의하여 강우시에도 침수등의 염려가 없고 하자가 없으며 LiDAR & Magnetic Sensor를 사용하며 전후방폴드를 변형시켜 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 효율적으로 운전하며 모빌리티의 적용이 향상되는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명의 대차의 견인과 기타 상황시 마그네틱인식의 주행방법으로 임무를 수행하게 하는 것으로 마그네틱 가이드 센서를 사용하는 경우의 예시도
도 2는 본발명은 기본 주행인식 방식은 LiDAR와 SLAM에 의한 자율주행방식으로, 이때 센서는 LiDAR센서를 사용하는 경우의 예시도
도 3은 본발명의 해외 판매시 항공 수화물로 운송이 가능한 분리형 구조를 설명한 예시도
도 4는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 구동부를 포함한 내부구조도
도 5는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 연결구조도
도 6은 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 분리구조도
도 7은 본발명의 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR(Autonomous Mobile Robot) 모빌리티 작동도
도 8은 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티 상세도
도 9는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 모터부 위치를 상승시킨 사시도
도 10은 도 9의 정면도
본발명은 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티에 관한 것으로, 몸체와 전후방폴드(20, 30)로 이루어지며 배터리에서 전력을 공급받아 구동되는 모터와 연결되는 바퀴(100)로 이루어지는 제조공장 물류이송용 모빌리티에 있어서, 상기 제조공장 물류이송용 모빌리티는 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 이루어지며, 자율주행모드일 경우에는 전후방폴드(20, 30)를 몸체에서 수직방향으로 변형시키되, 상기 모터는 몸체의 상부에 위치하며, 체인에 의해 하부의 바퀴(100)와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터와 연결되는 구동기어(200)와 하부의 바퀴(100)는 체인(300)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동기어축과 바퀴축은 지면에서 수직방향으로 일직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본발명의 대차의 견인과 기타 상황시 마그네틱 인식의 주행방법으로 임무를 수행하게 하는 것으로 마그네틱 가이드 센서를 사용하는 경우의 예시도, 도 2는 본발명은 기본 주행인식 방식은 LiDAR와 SLAM에 의한 자율주행방식으로, 이때 센서는 LiDAR센서를 사용하는 경우의 예시도, 도 3은 본발명의 해외 판매시 항공 수화물로 운송이 가능한 분리형 구조를 설명한 예시도, 도 4는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 구동부를 포함한 내부구조도, 도, 5는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 연결구조도, 도 6은 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 분리구조도, 도 7은 본발명의 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR(Autonomous Mobile Robot) 모빌리티 작동도, 도 8은 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티 상세도, 도 9는 본발명의 제조공장 물류이송용 모빌리티의 모터부 위치를 상승시킨 사시도, 도 10은 도 9의 정면도이다.
본발명은 무선충전 시스템을 적용한다.
장시간 작업이 가능한 무선 충전 시스템을 적용하는 것으로, 리튬이온배터리 적용으로 모빌리티의 높이를 최소화한다. 자체에서 리튬배터리 확장팩 제작 가능하다.
본발명은 모빌리티를 낮게 하기 위해 최대높이를 200mm 이하로 제작한다.
그리고 하이브리드를 하여 실내-LiDAR, 실외-마그네틱사용 구조이다.
곧 LiDAR & Magnetic Sensor 를 적용한다. 그리고 두 대를 연결사용할 수 있으며, 단단계 합체 모듈이다. 본발명은 무선충전시스템을 적용한다. LiDAR 자율주행은 LiDAR & GPS적용한다.자율주행 알고리즘 탑재할 수 있고, PC제어로 간편하게 다양하게 처리하며 PC제어로 여러 가지 정보를 입력관리한다.
본발명은 실내에서는 LiDAR 센서를 사용한다.
실외와 대차 적재, 진입시에는 마그네틱 인식의 가이드센서를 사용한다. 대차의 기본적인 높이를 고려한 최소 높이로 물류대차 밑으로 들어가서 대차를 10cm 들어올리고 양쪽의 폴더가 상부로 직각으로 접혀서 대차의 전도를 방지한다.
대차의 견인과 기타 상황시에는 마그네틱인식의 주행방법으로 임무를 수행하게 한다. 이때 센서는 마그네틱 가이드 센서를 사용한다. 기본 주행인식 방식은 LiDAR와 SLAM에 의한 자율주행방식이다. 이때 센서는 LiDAR센서를 사용한다.
본발명은 200mm 이내의 차체 높이로 인한 Vision 및 LiDAR의 작동을 위한 폴딩 타입의 모빌리티 장치이다.
또한, 해외 판매시 항공 수화물로 운송이 가능한 분리형 구조이다.
본발명은 안정성을 고려 모빌리티의 높이가 200mm이하임으로 LiDAR를 작동시키기엔 너무 낮은 높이이다.
그러므로 대차의 기본적인 높이를 고려한 최소 높이로 물류대차 밑으로 들어가서 대차를 10cm 들어올리고 양쪽의 폴더가 접혀서 대차의 전도를 방지하는 구조로 변환된다.
제조공장 물류이송용 모빌리티로서 다단계 합체 분리 결합방법을 사용한다. 본발명은 종래의 표준모듈의 합체 분리를 통한 견인력의 한계를 극복한 것으로 마치 열차의 연결장치와 같은 기능을 본발명은 연결방식에 가진다.그리고 물리적인 연결, 시스템 연결 장치와 함께 기존 손으로 분리하는 방식을 소형 모터를 적용한 편리하고 간편한 분리방식을 적용한다.
따라서 본발명 제조공장 물류이송용 모빌리티는 몸체 상부에 위치하는 모터와 바퀴 동력전달구조에 의하여 강우시에도 침수등의 염려가 없고 하자가 없으며 LiDAR & Magnetic Sensor를 사용하며 전후방폴드를 변형시켜 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 효율적으로 운전하며 모빌리티의 적용이 향상되는 현저한 효과가 있다.
1 : 폴딩부 무선충전부 2 : 3D LIDAR 3D/15m
3 : 3D LIDAR 3D/5m 4 : 3D LIDAR 3D/25m
5 : 마그네틱센서 6 : 무선충전모듈
7 : PLC모터제어부 웹 서버 8 : 리튬배터리
9 : NUC서버 10 : SLAM 패키지 AM보드, SLAM S/W
20, 30 : 전후방 폴더
100 : 바퀴 200 : 구동기어
300 : 체인

Claims (3)

  1. 몸체와 전후방폴드(20, 30)로 이루어지며 배터리에서 전력을 공급받아 구동되는 모터와 연결되는 바퀴(100)로 이루어지는 제조공장 물류이송용 모빌리티로서, 상기 제조공장 물류이송용 모빌리티는 대차의 견인 모드와 자율주행모드로 이루어지며, 자율주행모드일 경우에는 전후방폴드(20, 30)를 몸체에서 수직방향으로 변형시키되, 상기 모터는 몸체의 상부에 위치하며, 체인에 의해 하부의 바퀴(100)와 연결되는 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티에 있어서,
    상기 LiDAR 자율주행 모드는 LiDAR 및 GPS를 적용하고, 자율주행 알고리즘을 탑재하며, PC제어로 간편하게 사용하는 것으로, 실내에서 적용하는 것이며,
    실외와 대차 적재, 진입시에는 대차의 견인모드를 적용하는 것으로, 마그네틱 인식의 가이드센서를 사용하는 것이며, 제조공장 물류이송용 모빌리티가 대차 밑으로 들어가서 상기 대차를 일정높이로 들어올리면 전후방폴드(20, 30)가 접혀서 대차의 전도를 방지하게 되며
    상기 대차의 견인 상황시에는 센서는 마그네틱 가이드 센서를 사용하여, 마그네틱인식의 주행방법으로 임무를 수행하게 하는 것이며,
    상기 제조공장 물류이송용 모빌리티는 두 대를 연결사용할 수 있고, 무선충전시스템을 적용하는 것을 특징으로 하는 LiDAR를 이용한 자율주행 AMR 모빌리티
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