KR102190968B1 - Dmfc로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 방법은, N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하는 단계, 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하는 단계, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하는 단계, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하는 단계, 및 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 메탄올 주입이 필요한 이동 로봇을 사전에 감지하여 충전소 위치로 이동시키는 동시에 해당 이동 로봇의 임무를 다른 이동 로봇이 수행하도록 임무를 할당하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 로봇은 스스로 주행하면서 지시된 작업을 수행하는 로봇을 말한다. 이와 같은 이동 로봇은 이동하고 작업을 수행하는 데 필요한 전기를 공급할 수 있는 전력 공급 장치를 탑재하고 있다. 전력 공급 장치로는 전기 배터리나 연료 전지가 사용된다.
전력 공급 장치로 연료 전지를 사용하는 경우에는 메탄올을 이용하는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell, 이하 DMFC)가 많이 사용되고 있다. DMFC를 사용하는 이동 로봇은 DMFC로 공급할 메탄올을 저장하는 연료 저장부를 구비한다. DMFC를 사용하는 이동 로봇은 이동하거나 작업을 수행하면 연료 저장부에 저장된 메탄올이 소모된다. 따라서, 이동 로봇이 계속 이동하거나 작업을 할 수 있도록 하기 위해서는 연료 저장부의 메탄올이 완전히 소모되기 전에 메탄올을 공급하여야 한다. 이를 위해 종래에는 사람이 직접 이동 로봇의 연료 저장부에 메탄올을 공급하였다. 그러나, 이와 같이 사람이 직접 메탄올을 공급할 경우에는 사용자가 항상 연료 저장부의 메탄올의 잔량을 확인하고 부족하면 보충해야 하는 문제점이 있다.
특히, 기존의 물류 및 제조 현장에서 운용되는 이동 로봇은 전력 공급 장치로 충전식 배터리 또는 교체식 배터리가 많이 사용되고 있다. 이 때, 충전식 배터리가 사용될 경우 배터리 용량에 따른 연속 운용 시간은 제한된다. 또한, 교체식 배터리가 사용될 경우 미리 충전된 여분의 배터리를 별도 관리해야 하며, 물리적으로 배터리를 탈착해야 하는 과정에서 수동 교체를 위해서는 사람이 개입해야 하고, 자동 교체를 위해서는 기계적 설비를 필요로 하여 현장에서의 채택이 상대적으로 어려운 현실이다.
이런 과정은 이동 로봇들을 활용한 물류 및 제조 현장 자동화의 극대화 및 운용 비용 최적화를 저해하는 요소로서 개선이 요구되는 부분이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법은 메탄올 주입이 필요한 이동 로봇을 사전에 감지하여 충전소 위치로 이동시키는 동시에 해당 이동 로봇의 임무를 다른 이동 로봇이 수행하도록 임무를 할당할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 방법은, N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하는 단계, 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하는 단계, 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하는 단계, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하는 단계, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하는 단계, 및 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하는 단계, 및 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 작업이 모두 완료되면, 상기 각 단계를 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버는 N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하는 로봇 정보 관리부, 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 상기 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하고, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 세부 임무 할당부, 상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하는 작업 모니터링부, 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하는 리필 로봇 결정부, 및 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 세부 임무 재할당부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세부 업무 재할당부는, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 작업이 모두 완료되면, 상기 각 구성 요소들에서 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습하는 알고리즘 학습부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 학습한 작업 할당 알고리즘은 다음의 동일한 작업을 수행할 시 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템은 바퀴와 전동장치를 포함하는 구동부, 메탄올을 연료로 이용하여 전력을 공급하는 DMFC 및 메탄올을 저장하는 연료 저장부를 포함하는 N대의 이동 로봇, 및 N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하고, 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 상기 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하고, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하고, 상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하고, 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하며, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 운용 관리 서버를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운용 관리 서버는, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하고, 상기 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 N대의 이동 로봇은, 상기 DMFC와 배터리가 하이브리드 방식으로 장착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운용 관리 서버는, 현장의 엣지 클라우드에 위치할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법은 물류 및 제조 현장에서 운용하고 있는 전체 이동 로봇을 통합 관제하여 메탄올 주입이 필요한 이동 로봇을 사전에 감지하고, 자동 주입 장소로 이동 로봇을 이동시키면서, 해당 이동 로봇의 세부 임무를 다른 이동 로봇이 수행하도록 세부 임무를 조정하여 메탄올 주입하는 도중의 순간이라도 전체 이동 로봇들이 담당하는 세부 임무가 지연 없이 순조롭게 진행되도록 관제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법은 이동 로봇을 이용한 현장 자동화 극대화 및 배터리 충전이나 배터리 교체 방식에서 발생하는 유휴 설비 및 유휴 로봇을 최소화하여 설비 및 로봇 운용 비용 최적화를 통해 최종적으로 현장의 생산성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 이동 로봇의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 운용 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법에서 작업이 완료된 후의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 이동 로봇의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 운용 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법에서 작업이 완료된 후의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템은 N대의 이동 로봇(100) 및 운용 관리 서버(200)를 포함할 수 있다.
N대의 이동 로봇(100)은 바퀴와 전동 장치가 내장된 자율 이동형 로봇으로, 물류 및 제조 현장에서 무거운 물건을 옮기거나 물건을 집어 올리는 역할을 수행할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, N대의 이동 로봇(100)은 물건을 적재할 수 있는 트레이를 구비하는 운반용 이동 로봇(100a), 물건을 잡고 옮기거나 조작할 수 있는 다관절 암 및 그리퍼를 포함하는 구동부를 구비하는 픽업용 이동 로봇(100b), 물건을 잡고 옮기거나 물건을 조립할 수 있는 다관절 이중암과 그리퍼를 포함하는 구동부를 구비하는 조립용 이동 로봇(100z) 등 다양한 종류의 이동 로봇으로 구현될 수 있다.
N대의 이동 로봇(100)은 스스로 보유한 능력에 의해 할당된 세부 임무를 자동으로 수행하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, N대의 이동 로봇(100)은 주변 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 지능형 로봇일 수 있다.
또한, N대의 이동 로봇(100)은 메탄올을 연료로 이용하여 전력을 공급하는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell, 이하 DMFC)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 N대의 이동 로봇(100)은 메탄올을 저장할 수 있는 연료 저장부를 내장할 수 있다. 일 실시예에서, N대의 이동 로봇(100)은 DMFC와 배터리가 하이브리드 방식으로 장착될 수 있다.
운용 관리 서버(200)는 제어 대상인 N대의 이동 로봇(100)과 네트워크(300)를 통해 연결되어 필요한 여러가지 연산을 수행하고 각 이동 로봇(100)으로부터 데이터나 제어신호를 송신받고 또한 각 이동 로봇(100)에 데이터나 제어신호를 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 운용 관리 서버(200)는 현장의 엣지 클라우드에 위치할 수 있다. 다시 말해, 운용 관리 서버(200)는 전체 이동 로봇(100)이 담당하는 세부 임무가 지연 없이 순조롭게 진행되도록 작업 관제를 수행하는 현장의 엣지 클라우드에 위치할 수 있다.
종래의 클라우드 컴퓨팅은 데이터를 처리하는 서버들의 물리적인 위치가 클라우드 서비스를 제공하는 업체의 데이터 센터 내에 있는 반면에, 엣지 컴퓨팅(edge computing)은 이동 통신사의 현장 기지국에서 가장 가까운 장소나 공장/빌딩 내에 서버를 두기 때문에 이동 로봇(100)과 물리적인 거리가 짧기 때문에 초저지연이 가능하다. 따라서, 엣지 컴퓨팅에 복잡한 연산을 맡기고 초저지연으로 연산 요청에 대한 결과를 받을 수 있기 때문에, 이동 로봇(100)에 대한 연산 기능에 필요한 고성능의 HW 비용을 절감할 수 있다.
즉, 운용 관리 서버(200)는 N대의 이동 로봇(100)을 필요로 하는 작업을 기준으로 N대의 이동 로봇(100)이 수행해야 하는 세부 임무를 나누어 할당하고 각각의 이동 로봇(100)에 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다. 또한, 운용 관리 서버(200)는 N대의 이동 로봇(200)으로부터 메탄올 잔량 및 구동 정보를 포함하는 상태 정보를 실시간으로 수신하여 작업 공정 상태를 모니터링할 수 있다.
또한, 운용 관리 서버(200)는 N대의 이동 로봇(100)을 통합 관제하여 메탄올 주입이 필요한 이동 로봇을 사전에 감지하고, 해당 이동 로봇을 메탄올을 자동 주입할 수 있는 충전소로 이동시키면서, 해당 이동 로봇의 세부 임무를 다른 이동 로봇이 수행하도록 세부 임무를 조정하여 메탄올 주입하는 도중의 순간이라도 전체 이동 로봇들이 담당하는 세부 임무가 지연 없이 순조롭게 진행되도록 제어할 수 있다.
충전소(미도시)는 메탄올 연료를 저장하여 이동 로봇(100)의 연료 저장부로 메탄올 연료를 주입하는 적어도 하나의 메탄올 주입 장치가 위치한 연료 공급 장소일 수 있다. 다른 실시예에서, 충전소에는 이동 로봇(100)의 배터리를 충전할 수 있는 무선 충전 장치 또는 이동 로봇(100)의 연료 저장부에 메탄올 연료를 자동으로 공급할 수 있는 메탄올 주입 장치가 설치되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 이동 로봇의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)은 로봇 통신부(110), 전력 공급부(120), 메탄올 잔량 측정부(130), 구동부(140), 센싱부(150), 로봇 저장부(160) 및 로봇 제어부(170)를 포함할 수 있다.
로봇 통신부(110)는 네트워크(300)로 연결되어 운용 관리 서버(200)로부터 세부 임무를 수행하라는 명령 또는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 수신하거나, 제어부(170)의 제어에 따라 운용 관리 서버(200)로 메탄올 잔량 측정부(130)에서 생성된 메탄올 잔량 정보 및 구동부(140) 및 센싱부(150)에서 생성된 구동 정보를 포함하는 상태 정보를 전송할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 공급부(120)가 직접 메탄올형 연료 전지(DMFC) 및 충전식 또는 교체식 배터리를 이용하여 전력을 공급하는 하이브리드형 전력 공급 시스템으로 구성될 경우, 상기 로봇 통신부(110)는 운용 관리 서버(200)로 메탄올 잔량, 충전식 또는 교체식 배터리의 충전 상태 및 구동 정보를 포함하는 상태 정보를 전송할 수 있다. 로봇 통신부(110)는 무선 통신이 가능한 사물인터넷(IoT) 모듈로 구현될 수 있으며, NB-IoT(Narrowband-IoT), WiFi, LTE 등의 다양한 무선 통신 방식으로 통신할 수 있으나 이러한 통신 방법에 한정되는 것은 아니다.
전력 공급부(120)는 외부로부터 주입된 메탄올 연료를 저장하고 메탄올 연료로부터 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급부(120)는 메탄올의 전극반응을 이용하여 전류를 발생시키는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell, 이하 DMFC, 121)로 구성될 수 있다.
전력 공급부(120)는 연료 저장부(미도시) 및 에너지 생성부(미도시)를 포함할 수 있다. 연료 저장부는 투입된 메탄올이 저장될 수 있다. 에너지 생성부는 연료 저장부에 저장된 메탄올과 물을 반응시켜 전자를 생성하고 전자를 외부 회로를 통해 이동시켜 전기 에너지로 전환할 수 있다.
다른 실시예에서, 전력 공급부(120)는 DMFC(121)와 충전식 또는 교체식 배터리(미도시)를 함께 포함할 수 있다. 전력 공급부(120)는 DMFC(121)의 메탄올과 배터리 중 어느 하나를 먼저 소모한 뒤 다른 하나를 나중에 소모하거나, 필요에 따라 소모되는 연료 방식을 수시로 변경하는 하이브리드형일 수 있다. 상기 배터리는 DMFC과 마찬가지로 이동 로봇(100)으로 직접 전력을 공급할 수 있다. 일례로, 전력 공급부(110)는 DMFC(121)의 메탄올을 먼저 다 소모한 뒤 배터리를 소모할 수 있다.
또한, 상기 충전식 배터리는 외부로부터 충전이 가능한 배터리로서, 리튬 이온 배터리, 망간 전지, 알카라인 전지, 산화은 전지, 수은 전지, 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 납축전지, 태양열 전지, 리튬폴리머 전지 등 전력을 공급할 수 있는 다양한 구성으로 치환될 수 있다.
전력 공급부(120)는 로봇 제어부(170)의 제어 하에서 이동 로봇(100)의 각 구성요소들에 전력을 공급할 수 있다.
메탄올 잔량 측정부(130)는 연료 저장부에 저장된 메탄올의 잔량을 실시간으로 측정할 수 있다. 메탄올 잔량 측정부(130)는 메탄올의 부피 또는 중량을 기초로 메탄올의 잔량을 측정할 수 있다. 메탄올 잔량 측정부(130)는 부피 또는 중량을 측정하는 센서로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
구동부(140)는 적어도 하나의 바퀴 등을 포함하며, 이동 로봇(100)을 이동시킬 수 있다. 구동부(140)는 회전력을 발생시키는 모터 등의 동력 엔진을 이용하여 바퀴를 움직여 이동 로봇(100)을 이동시킬 수 있지만, 이러한 구동 방식에 한정되는 것은 아니고 이동 로봇(100)를 이동시킬 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 구동부(140)는 이동 로봇(100)에 구현된 특정 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 구동부(140)는 물건을 적재할 수 있는 트레이, 주변 환경을 촬영할 수 있는 카메라, 물건을 잡고 옮기거나 조작할 수 있는 다관절 암과 그리퍼, 물건을 잡고 옮기거나 조립할 수 있는 다관절 이중암과 그리퍼 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이러한 구현 수단에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 구동부(140)의 동작은 각 이동 로봇 별로 다르게 구성될 수 있다.
여기서 구동부(140)는 로봇 제어부(170)에서 생성된 구동 신호에 기초하여 이동 로봇(100)을 이동시키면서 자신에게 할당된 세부 임무를 수행할 수 있다.
센싱부(150)는 이동 로봇(100) 내 정보, 이동 로봇(100)을 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(150)는 위치 센서(예를 들어, GPS 모듈), 근접센서, 무게 감지 센서, 조도 센서, 터치 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 중력 센서, 자이로스코프 센서, 모션 센서, RGB 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서(예를 들어, 카메라), 마이크로폰, 무게 감지 센서, 배터리 게이지, 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
로봇 저장부(160)는 이동 로봇(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 로봇 저장부(160)는 이동 로봇(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 로봇(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한, 로봇 저장부(160)에는 세부 임무를 수행하는 현장 내 지도, 및 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치 좌표가 미리 저장될 수 있고, 실시예에 따라 충전소에 구비된 각 메탄올 주입 장치의 식별 정보 및 위치 좌표도 미리 저장될 수 있다.
로봇 제어부(170)는 이동 로봇(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 로봇 제어부(170)는 전력 공급부(120)에서 생성된 전력을 각 구성요소에 공급하고, 메탄올 잔량 측정부(130), 구동부(140) 및 센싱부(150)에서 생성된 정보를 로봇 통신부(110)를 통해 운용 관리 서버(200)에 송신하도록 제어할 수 있다.
또한, 로봇 제어부(170)는 운용 관리 서버(200)로부터 수신한 세부 임무를 수행하라는 명령에 따라 이동 로봇(100)이 자신에게 할당된 세부 임무를 수행하도록 제어할 수 있다. 또한 로봇 제어부(170)는 운용 관리 서버(200)로부터 수신한 충전소 위치로 이동하라는 명령에 따라 이동 로봇(100)을 충전소로 이동시킬 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)은 자율주행 기능이 장착될 수 있다.
또한, 로봇 제어부(170)는 충전소에서 메탄올 충전이 완료되면, 즉, 메탄올 잔량이 기설정된 레벨이 초과되면, 진행중인 작업에 대한 새로운 세부 임무를 할당받기 위해 운용 관리 서버(200)에 메탄올 리필 완료 신호를 송신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에서 동작하는 운용 관리 서버의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버(200)는 서버 통신부(210), 로봇 정보 관리부(220), 세부 임무 할당부(230), 작업 모니터링부(240), 리필 로봇 결정부(250), 세부 임무 재할당부(260) 및 서버 저장부(270)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 운용 관리 서버(200)는 알고리즘 학습부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
서버 통신부(210)는 네트워크(300)로 연결되어 N대의 이동 로봇(100)과 데이터를 주고받을 수 있다. 서버 통신부(210)는 이동 로봇(100)으로부터 메탄올 잔량 정보 및 구동 정보를 포함하는 상태 정보를 수신하거나, 이동 로봇(100)에 세부 임무를 수행하라는 명령 또는 메탄올 충전소로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다. 또한, 서버 통신부(210)는 메탄올 리필 로봇으로 결정된 이동 로봇(100)으로부터 메탄올 충전이 완료되었다는 메탄올 리필 완료 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 서버 통신부(210)는 작업 진행 상태를 파악할 수 있는 현장 내의 시스템 또는 메탄올을 리필할 수 있는 메탄올 주입 장치가 위치한 충전소와 데이터를 주고받을 수 있다.
로봇 정보 관리부(220)는 N대의 이동 로봇(100)의 스펙 정보를 관리할 수 있다. 스펙 정보는 이동 로봇(100)의 보유 장비, 보유 능력 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 이동 로봇(100)의 보유 장비는 물건을 적재할 수 있는 트레이, 주변 환경을 촬영할 수 있는 카메라, 물건을 잡고 옮기거나 조작할 수 있는 다관절 암과 그리퍼, 물건을 잡고 옮기거나 조립할 수 있는 다관절 이중암과 그리퍼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 이동 로봇(100)의 보유 능력은 보유 장비에 따라 상이할 수 있으며, 적재 가능 여부, 적재 가능 용량, 최대 이동 속도, 픽업 가능 여부, 픽업 가능 용량, 조립 가능 여부, 촬영 가능 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물건을 적재할 수 있는 트레이를 구비한 복수의 이동 로봇은 서로 적재 가능한 용량이 다를 수 있다.
세부 임무 할당부(230)는 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇(100)의 스펙 정보에 따라 상기 N대의 이동 로봇(100)이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당할 수 있다. 또한, 세부 임무 할당부(230)는 서버 통신부(210)를 통해 N대의 이동 로봇(100)에 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
작업을 기준으로 N대의 이동 로봇(100)이 수행해야 하는 n개의 세부 임무로 분해되어 정의될 수 있다. 예를 들어, 작업이 차량의 바퀴 장착인 경우, 바퀴 운반, 바퀴 픽업, 바퀴 조립 등의 복수의 세부 임무가 존재할 수 있다.
세부 임무 할당부(230)는 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 적합한 세부 임무를 나누어 할당할 수 있다. 예를 들어, 트레이를 구비한 운반용 이동 로봇(100a)에게 바퀴 운반이라는 세부 임무를 할당할 수 있고, 다관절 암 및 그리퍼를 구비하는 픽업용 이동 로봇(100b)에게 바퀴 픽업이라는 세부 임무를 할당할 수 있고, 다관절 이중암과 그리퍼를 구비하는 조립용 이동 로봇(100z)에게 바퀴 조립이라는 세부 임무를 할당할 수 있다. 이와 같이, 작업을 수행하기 위한 N대의 이동 로봇(100)들은 서로 다른 종류의 이동 로봇 조합으로 구성될 수 있다.
이 때, 하나의 이동 로봇(100)은 두 종류의 세부 임무를 수행할 수 있는 능력을 보유할 수 있다. 예를 들면, 다관절 이중암과 그리퍼를 구비하는 조립용 이동 로봇(100z)은 바퀴 운반, 바퀴 픽업, 바퀴 조립을 모두 수행할 수 있는 능력을 보유할 수 있다.
일 실시예에서, 세부 임무 할당부(230)는 작업이 수행되는 현장에 대해 구역을 분할하여 세부 임무를 할당할 수 있다. 예를 들어, 바퀴 운반이라는 세부 임무에 대해서 현장을 n개의 구역(제1 구역, 제2 구역, …, 제n 구역)으로 분할하여 각각의 운반용 이동 로봇(100a)에게 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 세부 임무 할당부(230)는 N대의 이동 로봇(100) 중에 각 세부 임무를 수행할 수 있는 이동 로봇(100)은 적어도 두 대를 포함하도록 세부 임무를 할당할 수 있다. 예를 들어, N대의 이동 로봇(100)이 수행해야 하는 작업이 물건 운송, 물건 픽업이라는 세부 임무로 분해된다면, 트레이를 구비한 운반용 이동 로봇(100a)과 다관절 암 및 그리퍼를 구비하는 픽업용 이동 로봇(100b)은 각각 적어도 두 대를 포함할 수 있다.
이는 N대의 이동 로봇(100) 중에 적어도 하나의 이동 로봇이 메탄올 리필이 필요한 메탄올 리필 로봇으로 결정되어 충전소 위치로 이동할 경우, 해당 메탄올 리필 로봇이 수행하던 세부 임무를 다른 이동 로봇이 수행하도록 하기 위함이다.
작업 모니터링부(240)는 N대의 이동 로봇(100)으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링할 수 있다. 상태 정보는 N대의 이동 로봇(100) 각각의 메탄올 잔량 정보 및 구동 정보를 포함할 수 있다. 또한, 작업 진행 상태는 N대의 이동 로봇(100)이 수행하고 있는 세부 임무에 대한 작업의 전반적인 진행 상태일 수 있다.
일 실시예에서, 작업 모니터링부(240)는 N대의 이동 로봇(100)으로부터 전송되는 구동 정보 또는 작업장 내에 설치된 시스템으로부터 전송되는 정보를 분석하여 작업 공정 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 작업 모니터링부(240)는 작업장 내에 설치된 무게 감지 센서, 카메라 등과 같은 각종 센서로부터 정보를 수신하여 작업 공정 상태를 모니터링할 수 있다.
리필 로봇 결정부(250)는 N대의 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태에 기초하여 N대의 이동 로봇(100) 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다. 또한, 리필 로봇 결정부(250)는 서버 통신부(210)를 통해 결정된 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다. 이 때, k는 1 이상의 자연수이며, 리필 로봇 결정부(250)는 한 대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수도 있고, 두 대 이상의 복수 대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다. 이에 따라, 이동 로봇(100)의 세부 임무 수행 중에 급작스런 정지를 방지할 수 있다.이와 같이, 리필 로봇 결정부(250)는 k대의 이동 로봇이 메탄올 리필이 필요한 상태인 경우, 상기 k대의 이동 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇이 작업 진행 상태에 기초하여 남은 작업을 진행할 수 있다고 판단하면, 상기 k대의 이동 로봇을 메탄올 리필 로봇으로 결정할 수 있다.
리필 로봇 결정부(250)는 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량이 기설정된 값 이하일 때, 해당 이동 로봇(100)이 현재 남아있는 메탄올을 이용하여 해당 이동 로봇(100)에게 할당된 세부 임무를 완료할 수 없다고 판단할 경우, 해당 이동 로봇(100)을 메탄올 리필 로봇이라고 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 이동 로봇의 위치에서 충전소 위치까지의 거리를 더 고려하여 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(100)의 위치에서 충전소 위치까지의 거리가 100m이고, 해당 이동 로봇(100)이 100m를 주행하는데 소모되는 메탄올이 1L이라고 가정할 때, 해당 이동 로봇(100)으로부터 전송된 메탄올 잔량이 1L이면 해당 이동 로봇(100)을 메탄올 리필 로봇이라고 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 적어도 두 대의 이동 로봇(100)이 동시에 메탄올 리필 로봇으로 결정된다고 판단될 경우, 상기 적어도 두 대의 이동 로봇(100)이 충전소 위치로 출발하는 시간을 조정할 수 있다. 즉, 리필 로봇 결정부(250)는 충전소 위치로 먼저 출발한 제1 이동 로봇이 돌아오는 시간 및 다음에 충전소 위치로 출발할 제2 이동 로봇의 메탄올 잔량을 고려하여 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다. 이는 충전소에 메탄올 주입 장치가 하나일 경우 또는 두 대의 이동 로봇(100)이 동시에 메탄올 리필을 위해 충전소 위치로 이동할 때 나머지 이동 로봇(100)들이 작업을 수행하기 어렵다고 판단될 경우 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 서버 통신부(210)를 통해 충전소와 통신하여 충전소로부터 메탄올 주입 장치의 사용 가능 여부 및 메탄올 주입 장치의 메탄올 잔량을 포함하는 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 리필 로봇 결정부(250)는 충전소에 위치한 메탄올 주입 장치의 사용 가능 여부 및 메탄올 주입 장치의 메탄올 잔량을 포함하는 정보를 더 고려하여 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 이동 로봇(100)이 DMFC와 배터리를 하이브리드 방식으로 장착한 경우, 리필 로봇 결정부(250)는 이동 로봇(100)의 배터리 충전량을 더 고려하여 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다. 예를 들면, 리필 로봇 결정부(250)는 현재 메탄올 잔량만을 이용해서는 작업 공정을 완료할 수 없다고 판단되지만, 배터리 충전량 및 메탄올 잔량을 이용하여 작업 공정을 완료할 수 있다고 판단되는 경우, 메탄올 리필 로봇이라고 결정하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 각각의 메탄올 리필 로봇에 충전소에 구비된 각각의 메탄올 주입 장치의 위치 정보를 포함하여 상기 메탄올 주입 장치의 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다. 예를 들어, 충전소에 제1 내지 제3 메탄올 주입 장치가 구비되어 있고, 제1 및 제2 메탄올 리필 로봇이 결정되었을 경우, 리필 로봇 결정부(250)는 제1 메탄올 리필 로봇에 제1 메탄올 주입 장치의 위치 정보를 포함하여 명령을 송신하고, 제2 메탄올 리필 로봇에 제3 메탄올 주입 장치의 위치 정보를 포함하여 명령을 송신할 수 있다.
이와 같이, 리필 로봇 결정부(250)는 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정함과 동시에 결정된 k대의 메탄올 리필 로봇에 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수도 있지만, k대의 메탄올 리필 로봇의 충전소로의 출발 시간 또는 우선 순위를 설정하여 적어도 한 대씩 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수도 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 기설정된 조건에 따라 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇이 작업 진행 상태에 기초하여 남은 작업을 진행할 수 있다고 판단할 경우, 또는 N-k대의 이동 로봇이 k대의 메탄올 리필 로봇에 할당된 세부 임무를 수행할 수 있다고 판단할 경우, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 동시에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다.일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)는 설정 시간 단위(예를 들면, 10분 단위)로 메탄올 잔량이 기설정된 값 이하인 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 우선 순위를 설정하여 각 메탄올 리필 로봇에게 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다. 이 때, 리필 로봇 결정부(250)는 충전소에 구비된 메탄올 주입 장치의 사용 가능 개수 및 현장에 남은 이동 로봇이 남은 작업을 수행할 수 있는지의 판단에 따라, 한 대의 메탄올 리필 로봇에게만 명령을 송신할 수 있고 복수 대의 메탄올 리필 로봇에게 명령을 송신할 수도 있다. 즉, 리필 로봇 결정부(250)는 우선 순위에 따라 먼저 충전소로 이동한 제1 메탄올 리필 로봇이 충전소에서 리필을 완료하고 복귀하면 그 다음 순서인 제2 내지 제4 메탄올 리필 로봇에게 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다.
세부 임무 재할당부(260)는 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇(100)에 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당할 수 있다. 또한, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇(100)에 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 세부 임무 재할당부(260)는 새로운 세부 임무 할당에 따라 각 이동 로봇(100)이 새로운 세부 임무를 수행을 위해 걸리는 시간을 고려하여 이동 로봇(100)에게 세부 임무를 재할당할 수 있다. 예를 들어, 제1 세부 임무를 수행중인 이동 로봇(100)이 물건을 옮기는 중이라면, 물건을 옮기는 데까지 걸리는 시간 및 제2 세부 임무를 수행하기 위해 이동해야 하는 거리를 고려하여 제2 세부 임무를 할당할 수 있다.
또한, 세부 임무 재할당부(260)는 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당할 수 있다. 또한, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)가 적어도 두 대의 메탄올 리필 로봇을 결정한 경우, 세부 임무 재할당부(260)는 제1 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 제1 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N-k+1대의 이동 로봇에게 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당할 수 있다. 이 후에, 세부 임무 재할당부(260)는 제2 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 제2 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N-k+2대의 이동 로봇에게 작업 진행 상태를 고려하여 제4 세부 임무를 할당할 수 있다. 즉, 세부 임무 재할당부(260)는 각각의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신할 때마다 현장에서 작업이 가능한 이동 로봇들에게 새로운 세부 임무를 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 세부 임무 재할당부(260)는 적어도 하나의 이동 로봇(100)이 자신에게 할당된 세부 임무를 모두 수행했을 경우, N대의 이동 로봇(100)에게 새로운 세부 임무를 재할당할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버(200)는 물류 및 제조 현장에서 운용하고 있는 이동 로봇(100)들을 통합 관제하여 메탈올 주입이 필요한 로봇을 사전에 감지하고, 메탄올 자동 주입 장소로 이동 로봇(100)을 이동시키면서, 해당 이동 로봇(100)의 임무를 다른 이동 로봇(100)들이 수행하도록 임무를 조정하여 메탄올을 주입하는 도중에 전체 이동 로봇(100)이 담당하는 임무가 지연 없이 순조롭게 진행되도록 처리할 수 있다.
즉, 이동 로봇(100)을 이용한 현장 자동화를 도모할 수 있고, 배터리 충전이나 배터리 교체 방식에서 발생하는 유휴 설비 및 유휴 로봇을 최소화하여 설비 및 로봇 운용 비용의 최적화를 통해 최종적으로 현장의 생산성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
서버 저장부(270)는 N대의 이동 로봇(100)의 스펙 정보를 저장할 수 있으며, 작업을 기준으로 이동 로봇(100)에게 세부 임무를 나누어 할당하는 작업 할당 알고리즘을 저장하고, 각 구성 요소들에서 수행한 동작에 대한 로그 정보를 저장하여 관리할 수 있다.
알고리즘 학습부(미도시)는 작업이 모두 완료되면, 상기 각 구성 요소들에서 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇(100)에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다. 알고리즘 학습부는 작업이 모두 완료되면, 즉 N대의 이동 로봇(100)이 할당된 세부 임무를 모두 완료하면, N대의 이동 로봇(100)이 세부 임무를 수행한 로그 정보를 토대로 이동 로봇(100)에게 해당 작업에 대한 세부 임무 할당이 최적화 관점에서 적합했는지 분석하고 개선점을 도출할 수 있다. 예를 들면, 세부 임무를 나누는 기준, 세부 임무 간의 프로세스 조정, 세부 임무에 대해 단독 로봇이 적합한지 로봇 그룹이 적합한지 등을 분석하고 개선점을 도출할 수 있다.
일 실시예에서, 알고리즘 학습부는 이동 로봇(100)이 수행할 수 있는 능력에 따라 복수의 세부 임무를 할당하도록 개선하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다. 예를 들어, 특정 이동 로봇(100)이 물건 운송과 물건 픽업을 둘 다 수행할 수 있다면, 작업에 대해서 세부 임무를 나누어 할당할 때, 특정 이동 로봇(100)이 물건 운송과 물건 픽업을 둘 다 수행하도록 세부 임무를 할당하도록 개선하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다.
일 실시예에서, 알고리즘 학습부는 세부 임무 간의 프로세스를 조정하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다. 예를 들어, 운송용 이동 로봇(100a)이 물건을 운송하고, 운송용 이동 로봇(100a)이 운송한 물건을 픽업용 이동 로봇(100b)이 픽업하는 프로세스였을 경우, 운송용 이동 로봇(100a)이 물건을 운송하는 동안 픽업용 이동 로봇(100b)의 대기 시간이 길었다면, 물건을 운송하는 운송용 이동 로봇(100a) 수를 늘리도록 조정하거나 운송용 이동 로봇(100a)이 물건을 운송하는 동안 픽업용 이동 로봇(100b)이 다른 세부 임무를 수행하도록 개선하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다.
일 실시예에서, 알고리즘 학습부는 세부 임무에 대해 단독 로봇이 적합한지 로봇 그룹이 적합한지 분석하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다. 예를 들어, 100kg의 물건을 운송하는 세부 임무를 수행한 운송용 이동 로봇(100a)이 기대 속도가 나오지 않았다면, 해당 운송용 이동 로봇(100a)의 속도를 더 빠르게 하거나, 해당 세부 임무를 최소 한 대의 운송용 이동 로봇(100a)이 더 수행하도록 작업 할당 알고리즘을 개선할 수 있다. 즉, 100kg의 물건을 운송하는 세부 임무에 대해서, 안정적으로 물건을 운송하기 위해 복수의 운송용 이동 로봇(100a)이 해당 세부 임무를 수행하도록 개선하여 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 학습한 작업 할당 알고리즘은 다음의 동일한 작업을 수행할 시 적용할 수 있다. 다시 말해, 해당 작업에 대한 개선점을 통해 작업 할당 알고리즘을 개선하여 다음의 동일한 작업 수행시에 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 로봇 정보 관리부(220)는 N대의 이동 로봇(100)의 스펙 정보를 관리할 수 있다(S405). 스펙 정보는 이동 로봇(100)의 보유 장비, 보유 능력 등을 포함할 수 있다.
이어서, 세부 임부 할당부(230)는 작업을 기준으로 N대의 이동 로봇(100)의 스펙 정보에 따라 N대의 이동 로봇(100)이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당할 수 있다(S410).
이어서, 세부 임무 할당부(230)는 서버 통신부(210)를 통해 N대의 이동 로봇(100)에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다(S415). 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N대의 이동 로봇(100)은 자신에게 할당된 제1 세부 임무를 수행할 수 있다.
이어서, 작업 모니터링부(240)는 N대의 이동 로봇(100)으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 N대의 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링할 수 있다(S420). 상태 정보는 N대의 이동 로봇(100) 각각의 메탄올 잔량 정보 및 구동 정보를 포함할 수 있다. 또한, 작업 진행 상태는 N대의 이동 로봇(100)이 수행하고 있는 세부 임무에 대한 작업의 전반적인 진행 상태일 수 있다.
이어서, 리필 로봇 결정부(250)는 N대의 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태에 기초하여 N대의 이동 로봇(100) 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다(S425). 이 때, k는 1 이상의 자연수이며, 리필 로봇 결정부(250)는 한 대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수도 있고, 두 대 이상의 복수 대의 메탄올 리필 로봇을 결정할 수 있다.
이와 같이, 리필 로봇 결정부(250)는 k대의 이동 로봇이 메탄올 리필이 필요한 상태인 경우, 상기 k대의 이동 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇이 작업 진행 상태에 기초하여 남은 작업을 진행할 수 있다고 판단하면, 상기 k대의 이동 로봇을 메탄올 리필 로봇으로 결정할 수 있다.
리필 로봇 결정부(250)는 이동 로봇(100)의 메탄올 잔량이 기설정된 값 이하일 때, 해당 이동 로봇(100)이 현재 남아있는 메탄올을 이용하여 해당 이동 로봇(100)에게 할당된 세부 임무를 완료할 수 없다고 판단할 경우, 해당 이동 로봇(100)을 메탄올 리필 로봇이라고 결정할 수 있다.
이어서, 리필 로봇 결정부(250)는 서버 통신부(210)를 통해 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다(S430). 충전소 위치로 이동하라는 명령을 수신한 각 메탄올 리필 로봇은 목표 위치로 이동하여 메탄올 급유 장치를 통해 메탄올을 리필할 수 있다.
이 때, 리필 로봇 결정부(250)는 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정함과 동시에 결정된 k대의 메탄올 리필 로봇에 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수도 있지만, k대의 메탄올 리필 로봇의 충전소로의 출발 시간 또는 우선 순위를 설정하여 적어도 한 대씩 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수도 있다.
이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇(100)에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당할 수 있다(S435).
이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇(100)에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다(S440). 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N-k대의 이동 로봇(100)은 자신에게 할당된 제2 세부 임무를 수행할 수 있다.
이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당할 수 있다(S450).
이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇(100)에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다(S455). 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N대의 이동 로봇(100)은 자신에게 할당된 할당된 제3 세부 임무를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 리필 로봇 결정부(250)가 적어도 두 대의 메탄올 리필 로봇을 결정한 경우, 세부 임무 재할당부(260)는 제1 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 제1 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N-k+1대의 이동 로봇에게 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당할 수 있다. 이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 제1 메탄올 리필 로봇을 포함한 N-k+1대의 이동 로봇(100)에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다.
이 후, 세부 임무 재할당부(260)는 제2 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 제2 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N-k+2대의 이동 로봇에게 작업 진행 상태를 고려하여 제4 세부 임무를 할당할 수 있다. 이어서, 세부 임무 재할당부(260)는 서버 통신부(210)를 통해 제2 메탄올 리필 로봇을 포함한 N-k+2대의 이동 로봇(100)에 상기 할당된 제4 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다. 즉, 각각의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신할 때마다 현장에서 작업이 가능한 이동 로봇들에게 세부 임무를 할당할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 서버에 의해 수행되는 운용 관리 방법에서 작업이 완료된 후의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 작업 모니터링부(240)는 작업 공정 상태를 모니터링할 수 있다(S510). 작업 모니터링부(240)는 작업 진행 상태를 분석하여 N대의 이동 로봇(100)이 할당된 세부 임무를 모두 완료했는지 판단할 수 있다.
알고리즘 학습부는 상기 작업이 모두 완료되면(S520), 상기 각 구성 요소들에서 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇(100)에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습할 수 있다(S530).
다시 말해, 알고리즘 학습부는 작업이 모두 완료되면, 즉, N대의 이동 로봇(100)이 자신에게 할당된 세부 임무를 모두 완료하면, N대의 이동 로봇(100)이 세부 임무를 수행한 로그 정보를 토대로 이동 로봇(100)에게 해당 작업에 대한 세부 임무 할당이 최적화 관점에서 적합했는지 분석하고 개선점을 도출할 수 있다. 예를 들면, 세부 임무를 나누는 기준, 세부 임무 간의 프로세스 조정, 세부 임무에 대해 단독 로봇이 적합한지 로봇 그룹이 적합한지 등을 분석하고 개선점을 도출할 수 있다. 또한, 알고리즘 학습부는 해당 작업에 대한 개선점을 통해 작업 할당 알고리즘을 개선하여 다음의 동일한 작업 수행시에 적용할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 운용 관리 시스템에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, N대의 이동 로봇이 자신에게 할당된 세부 임무를 수행하는 현장(S)이 정의될 수 있다. 현장(S) 내에는 충전소(C)가 제공될 수 있다. 충전소(C)의 위치는 현장(S) 내로 한정하지 않으며, 이동 로봇이 자율 주행하여 도착할 수 있는 장소에 위치할 수 있다. 충전소(C)는 메탄올을 자동으로 주입할 수 있는 적어도 하나의 메탄올 주입 장치(M)를 구비할 수 있다. 현장(S)에는 작업을 수행하기 위해 N대의 이동 로봇이 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 운용 관리 서버(200)는 N대의 이동 로봇 중에 k대(k는 1 이상의 자연수)의 이동 로봇을 메탄올 리필 로봇으로 결정할 수 있지만, 도 6a 내지 도 6c에서는 한 대의 메탄올 리필 로봇이 결정된 경우에 대해서 설명하도록 한다.
도 6a 내지 도 6c에 도시되지 않았지만, N대의 이동 로봇은 운용 관리 서버(200)와 통신 가능하게 연결되고, 메탄올 연료 잔량 및 구동 정보를 포함하는 자신의 상태 정보를 운용 관리 서버(200)에 송신할 수 있다. 상태 정보는 주기적으로 운용 관리 서버(200)에 제공되거나, 운용 관리 서버(200)로부터의 요청이 있을 때 운용 관리 서버(200)에 제공될 수도 있다.
운용 관리 서버(200)로부터 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N대의 이동 로봇(100)은 자신에게 할당된 제1 세부 임무를 수행할 수 있다. 또한, 운용 관리 서버(200)가 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 공정 상태에 기초하여 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 메탄올 리필 로봇을 결정하면, 결정된 메탄올 리필 로봇(R)에 충전소(C) 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다.
이와 같이, 운용 관리 서버(200)로부터 충전소 위치로 이동하라는 명령을 수신한 메탄올 리필 로봇(R)은 충전소(C) 위치로 이동하여 메탄올 급유 장치(M)를 통해 메탄올을 리필할 수 있다.
즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, N대의 이동 로봇 중 메탄올 리필 로봇(R)으로 결정된 이동 로봇은 자신에게 할당된 제1 세부 임무를 수행하다가 충전소(C) 위치로 이동하라는 명령을 수신하면 충전소(C)의 위치까지 이동 경로를 생성하여 메탄올 주입 장치(M)가 구비된 충전소(C) 위치로 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 운용 관리 서버(200)는 메탄올 리필 로봇(R)에게 충전소(C)에 구비된 메탄올 주입 장치(M)의 위치 정보를 포함하여 해당 메탄올 주입 장치(M)의 위치로 이동하라는 명령을 송신할 수 있다. 즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 운용 관리 서버(200)는 3개의 메탄올 주입 장치 중 하나의 메탄올 주입 장치(M)의 위치에 해당하는 좌표 정보 또는 메탄올 주입 장치(M)의 식별 정보를 포함하여 명령을 송신할 수 있고, 해당 메탄올 주입 장치로 이동하라는 명령을 수신한 메탄올 리필 로봇(R)은 해당 메탄올 주입 장치(M)의 위치까지 이동 경로를 생성하여 메탄올 주입 장치(M)의 위치로 이동할 수 있다.
또한, 운용 관리 서버(200)는 메탄올 리필 로봇(R)을 제외한 N-1대의 이동 로봇에 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하고, 상기 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-1대의 이동 로봇에 재할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다. 이에 따라, 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N-1대의 이동 로봇은 자신에게 할당된 제2 세부 임무를 수행할 수 있다.
즉, 도 6b에 도시된 바와 같이, 운용 관리 서버(200)로부터 충전소(C) 위치로 이동하라는 명령을 수신한 메탄올 리필 로봇(R)은 충전소(C) 위치로 이동하여 메탄올 급유 장치(M)를 통해 메탄올을 리필할 수 있으며, 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 수신한 N-1대의 이동 로봇은 자신에게 새로 할당된 제2 세부 임무를 수행할 수 있다.
이 후, 메탄올 리필 로봇(R)은 메탄올 리필이 완료되면 운용 관리 서버(200)에 리필 완료 신호를 송신할 수 있다. 운용 관리 서버(200)는 메탄올 리필 로봇(R)으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 메탄올 리필 로봇(R)을 포함한 N의 이동 로봇에 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하고, 메탄올 리필 로봇(R)을 포함한 N대의 이동 로봇에 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신할 수 있다. 이에 따라, 도 6c에 도시된 바와 같이, 메탄올 리필 로봇(R)을 포함한 N대의 이동 로봇은 자신에게 새로 할당된 제3 세부 임무를 수행할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 이동 로봇 100a: 운송용 이동 로봇
100b: 픽업용 이동 로봇 100z: 조립용 이동 로봇
110: 로봇 통신부 120: 전력 공급부
121: DMFC 130: 메탄올 잔량 측정부
140: 구동부 150: 센싱부
160: 로봇 저장부 170: 로봇 제어부
200: 운용 관리 서버 210: 서버 통신부
220: 로봇 정보 관리부 230: 세부 임무 할당부
240: 작업 모니터링부 250: 리필 로봇 결정부
260: 세부 임무 재할당부 270: 서버 저장부
300: 네트워크 S: 현장
C: 충전소 M: 메탄올 급유 장치
R: 메탄올 리필 로봇
100b: 픽업용 이동 로봇 100z: 조립용 이동 로봇
110: 로봇 통신부 120: 전력 공급부
121: DMFC 130: 메탄올 잔량 측정부
140: 구동부 150: 센싱부
160: 로봇 저장부 170: 로봇 제어부
200: 운용 관리 서버 210: 서버 통신부
220: 로봇 정보 관리부 230: 세부 임무 할당부
240: 작업 모니터링부 250: 리필 로봇 결정부
260: 세부 임무 재할당부 270: 서버 저장부
300: 네트워크 S: 현장
C: 충전소 M: 메탄올 급유 장치
R: 메탄올 리필 로봇
Claims (11)
- N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하는 단계;
작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하는 단계;
상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계;
상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하는 단계;
상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하는 단계;
상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하는 단계;
상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하는 단계; 및
상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계를 포함하고,
상기 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하는 단계는,
상기 N대의 이동 로봇 중에 각 세부 임무를 수행할 수 있는 이동 로봇은 적어도 두 대를 포함하도록 제1 세부 임무를 할당하고,
상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하는 단계는,
상기 제2 세부 임무의 할당에 따라 상기 N-k대의 이동 로봇의 상기 제2 세부 임무 수행을 위해 걸리는 시간을 고려하여 상기 N-k대의 이동 로봇에게 상기 제2 세부 임무를 할당하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하는 단계; 및
상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 작업이 모두 완료되면, 상기 각 단계를 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 방법. - DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버에 있어서,
N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하는 로봇 정보 관리부;
작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 상기 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하고, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 세부 임무 할당부;
상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하는 작업 모니터링부;
상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하는 리필 로봇 결정부; 및
상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 세부 임무 재할당부를 포함하고,
상기 세부 임무 할당부는,
상기 N대의 이동 로봇 중에 각 세부 임무를 수행할 수 있는 이동 로봇은 적어도 두 대를 포함하도록 제1 세부 임무를 할당하고,
상기 세부 임무 재할당부는,
상기 제2 세부 임무의 할당에 따라 상기 N-k대의 이동 로봇의 상기 제2 세부 임무 수행을 위해 걸리는 시간을 고려하여 상기 N-k대의 이동 로봇에게 상기 제2 세부 임무를 할당하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버. - 제4항에 있어서,
상기 세부 임무 재할당부는,
상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버. - 제4항에 있어서,
상기 작업이 모두 완료되면, 상기 각 구성 요소들에서 수행한 로그 정보를 분석하여 상기 N대의 이동 로봇에 세부 임무를 할당하기 위한 작업 할당 알고리즘을 학습하는 알고리즘 학습부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버. - 제6항에 있어서,
상기 학습한 작업 할당 알고리즘은 다음의 동일한 작업을 수행할 시 적용하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 서버. - 바퀴와 전동장치를 포함하는 구동부, 메탄올을 연료로 이용하여 전력을 공급하는 DMFC 및 메탄올을 저장하는 연료 저장부를 포함하는 N대의 이동 로봇; 및
N대의 이동 로봇의 스펙 정보를 관리하고, 작업을 기준으로 상기 N대의 이동 로봇의 스펙 정보에 따라 상기 N대의 이동 로봇이 수행해야 하는 제1 세부 임무를 나누어 할당하고, 상기 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제1 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하고, 상기 N대의 이동 로봇으로부터 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 작업 진행 상태를 모니터링하고, 상기 N대의 이동 로봇의 메탄올 잔량 및 상기 작업 진행 상태에 기초하여 상기 N대의 이동 로봇 중에 메탄올 리필이 필요한 k대의 메탄올 리필 로봇을 결정하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇에 메탄올을 리필할 수 있는 충전소 위치로 이동하라는 명령을 송신하며, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제2 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 제외한 N-k대의 이동 로봇에 상기 할당된 제2 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 운용 관리 서버를 포함하고,
상기 운용 관리 서버는,
상기 N대의 이동 로봇 중에 각 세부 임무를 수행할 수 있는 이동 로봇은 적어도 두 대를 포함하도록 제1 세부 임무를 할당하고,
상기 제2 세부 임무의 할당에 따라 상기 N-k대의 이동 로봇의 상기 제2 세부 임무 수행을 위해 걸리는 시간을 고려하여 상기 N-k대의 이동 로봇에게 상기 제2 세부 임무를 할당하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 운용 관리 서버는,
상기 k대의 메탄올 리필 로봇으로부터 메탄올 리필 완료 신호를 수신하면, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함하는 N대의 이동 로봇에게 상기 작업 진행 상태를 고려하여 제3 세부 임무를 할당하고, 상기 k대의 메탄올 리필 로봇을 포함한 N대의 이동 로봇에 상기 할당된 제3 세부 임무를 수행하라는 명령을 송신하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 N대의 이동 로봇은,
상기 DMFC와 배터리가 하이브리드 방식으로 장착된 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 운용 관리 서버는,
현장의 엣지 클라우드에 위치하는 것을 특징으로 하는 DMFC로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템.
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| KR1020200073217A KR102190968B1 (ko) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Dmfc로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법 |
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| KR1020200073217A KR102190968B1 (ko) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Dmfc로 동작하는 이동 로봇들의 작업 수행 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법 |
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| KR102190968B1 true KR102190968B1 (ko) | 2020-12-14 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113172622A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-27 | 深圳市商汤科技有限公司 | 基于ros的机械臂抓取装配管理方法、系统及相关设备 |
| CN113848904A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 安徽工程大学 | 一种基于惩罚能耗优化多移动机器人任务分配的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009028831A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 作業ロボットシステム |
| KR102028081B1 (ko) * | 2018-09-18 | 2019-11-14 | 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 | 공조 장치가 구비된 골프 카트 및 골프 카트 전력 관리 서버 |
| KR102116951B1 (ko) * | 2019-11-08 | 2020-06-01 | 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 | 전동 카트에 적용된 dmfc의 발전 효율 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법 |
-
2020
- 2020-06-16 KR KR1020200073217A patent/KR102190968B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009028831A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 作業ロボットシステム |
| KR102028081B1 (ko) * | 2018-09-18 | 2019-11-14 | 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 | 공조 장치가 구비된 골프 카트 및 골프 카트 전력 관리 서버 |
| KR102116951B1 (ko) * | 2019-11-08 | 2020-06-01 | 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 | 전동 카트에 적용된 dmfc의 발전 효율 최적화를 위한 운용 관리 시스템 및 방법 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113172622A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-27 | 深圳市商汤科技有限公司 | 基于ros的机械臂抓取装配管理方法、系统及相关设备 |
| CN113172622B (zh) * | 2021-04-22 | 2024-04-16 | 深圳市商汤科技有限公司 | 基于ros的机械臂抓取装配管理方法、系统及相关设备 |
| CN113848904A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 安徽工程大学 | 一种基于惩罚能耗优化多移动机器人任务分配的方法 |
| CN113848904B (zh) * | 2021-09-24 | 2023-05-16 | 安徽工程大学 | 一种基于惩罚能耗优化多移动机器人任务分配的方法 |
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