KR102252888B1 - 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치 및 방법 - Google Patents

공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치 및 방법 Download PDF

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경동욱
최순길
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Abstract

본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치는 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝하는 스캐닝부; 상기 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 식별정보 검출부; 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단하는 에러 판단부; 상기 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 위치 검출부; 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부 및 상기 위치 검출부의 동작을 위한 프로그램 정보와 상기 맵 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 저장부; 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부, 상기 위치 검출부 및 상기 저장부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 에러 판단부에서 상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 상기 제어부는 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 2개 그룹 이상의 상기 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치 및 방법{An apparatus and method for detecting position of transfer robot in space}
본 발명은 이송 로봇 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 이송 로봇의 위치검출방법은 엔코더나 가속도 센서 등을 이용하여 위치를 추적하는 상대 위치검출 방법과 레이저 거리 검출기나 컴퓨터 시각을 이용하여 환경의 지도내의 실제 위치를 추정하는 절대 위치 검출 방법이 있다. 카메라를 이용한 자기 위치 추정 방법은 스테레오 영상화 방법, 전 방향 카메라를 이용한 방법, 및 한 대의 카메라를 이용한 방법 등이 있는데, 스테레오 영상화 방법은 두 영상으로부터 시차 정보를 이용하여 대상 물체의 한 점에 대한 거리 정보를 검출하는데, 두 영상의 화소를 서로 정합해야 하므로 상대적으로 많은 시간이 걸리고 두 대의 카메라를 사용 하므로 시스템이 복잡하다. 원뿔형 거울을 이용한 전 방향 시각 방법은 전면, 측면, 후면의 시각을 한 번에 얻을 수 있어나 영상 정보가 기하학적으로 왜곡이 있으며, 처리 시간이 많이 걸리고 정확한 자기위치 추정이 어렵다. 한 대의 카메라를 이용한 방법 중 인공의 고정 표식을 이용한 방법은 위치와 방향 등의 정보를 포함한 일정한 패턴이나 도형을 이용하는 방법인데 비교적 간단하고 효과적인 방식이지만 표식을 직접 설치해야 하는 단점이 있다. 실내 환경의 경우 하나의 카메라로서 수직 경계선를 이용하여 자기 위치를 검출하는 방법이 있으나 단순히 수직선분의 위치만으로는 2차원 지도와 수직선분 간의 정합이 거의 불가능하다는 문제점이 있다.
특히, 이송 로봇이 움직이는 공간에서 동일 또는 유사한 지형이 2곳 이상이거나, 사람이나 물건 등의 장애물이 순간적으로 공간 내에 배치되는 경우에는 이송 로봇의 위치 검출에 있어서 오류를 발생시키게 된다.
대한민국 공개특허공보 10-2014-0087485호(공개일 2014년 7월 9일)
본 발명은 특징점들로 규정되는 공간에 대한 정보에 근거하여 이송로봇의 위치를 검출하기 위한 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치 및 방법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치는 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝하는 스캐닝부; 상기 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 식별정보 검출부; 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단하는 에러 판단부; 상기 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 위치 검출부; 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부 및 상기 위치 검출부의 동작을 위한 프로그램 정보와 상기 맵 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 저장부; 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부, 상기 위치 검출부 및 상기 저장부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 에러 판단부에서 상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 상기 제어부는 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 2개 그룹 이상의 상기 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 식별정보 검출부는, 상기 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들에 대한 상기 연관 식별정보들을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 연관 식별정보들이 검출된 상기 특징점들 중 상기 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단하고, 상기 에러 특징점이 검출된다면, 상기 에러 특징점을 상기 연관 식별정보들에서 배제하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치 검출부는, 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 상기 이송로봇에 대한 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 위치 검출부에서 상기 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단하고, 상기 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부, 상기 위치 검출부의 동작을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출방법은 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝하는 단계; 상기 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 단계; 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단하는 단계; 상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 상기 2개 그룹 이상의 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정하는 단계; 및 상기 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연관 식별정보들을 검출하는 단계는, 상기 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들에 대한 상기 연관 식별정보들을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출한 후에, 상기 연관 식별정보들이 검출된 상기 특징점들 중 상기 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단하는 단계; 및 상기 에러 특징점이 검출된다면, 상기 에러 특징점을 상기 연관 식별정보들에서 배제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 단계는, 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 검출된 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 상기 이송로봇에 대한 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 일정 공간을 규정하는 특징점들에 대한 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다고 하더라도, 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 2개 그룹 이상의 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 연관 식별정보들로서 결정하도록 함으로써, 이송 로봇이 움직이는 공간에서 동일 또는 유사한 지형이 2곳 이상이거나, 사람이나 물건 등의 장애물이 순간적으로 공간 내에 배치되는 경우에도 오류 없이 이송 로봇의 위치를 정확하게 검출할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치를 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.
도 2a는 일정 공간에 위치한 이송 로봇에 의해 감지되는 특징점들을 예시하는 참조도이다.
도 2b는 이송로봇에 의해 감지되는 특징점들 사이의 거리 관계를 예시하는 참조도이다.
도 3a는 이송로봇에 의해 감지된 특징점들 중에서 일정 공간을 규정하는 특징점이 아닌 에러 특징점이 검출된 상황을 예시하는 참조도이다.
도 3b는 이송로봇에 의해 감지되는 특징점들 사이의 거리 관계를 예시하는 참조도이다.
도 4는 이송로봇이 위치하는 지점의 인접한 곳에 장애물이 설치되어, 인송 로봇이 일정 공간에 대해 2개 그룹의 연관 특징점들을 검출하는 것을 예시하는 참조도이다.
도 5a는 이송로봇이 지점 O1에서 지점 O2로의 이동에 따른 위치 변화를 나타내는 참조도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 이송로봇의 위치 변화에 따른 해당 지점들과 특징점들 사이의 거리 변화를 나타내는 참조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
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. 이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다. 또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치(100)를 설명하기 위한 일 실시예의 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치(100)는 저장부(110), 스캐닝부(120), 식별정보 검출부(130), 제어부(140), 에러 판단부(150), 위치 검출부(160)를 포함한다.
저장부(110)는 식별정보 검출부(130), 제어부(140), 에러 판단부(150), 위치 검출부(160)의 동작을 위한 프로그램 정보와 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들에 대한 맵 정보 등을 포함하는 데이터를 저장한다. 이를 위해, 저장부(110)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
여기서, 맵 정보는 일정 공간 전체에 대한 경계 영역을 나타내는 특징점들의 집합을 의미한다. 특징점들은 이송로봇의 스캐닝 동작에 따라 검출되는 반사판, 반사기둥 등을 예시할 수 있다. 맵 정보는 이러한 특징점들 각각에 대한 식별정보를 포함하고 있으며, 각 특징점들 사이의 거리정보를 포함하고 있다.
스캐닝부(120)는 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝한다. 스캐닝부(120)는 발광 모듈과 수광 모듈을 포함할 수 있다. 발광모듈은 빛을 발생시켜 조사하는 광원에 해당하는 것으로서 레이저 다이오드(LD), LED 등을 사용할 수 있다. 발광모듈에서 발생시키는 레이저는 적외선 영역 또는 가시광선 영역이 될 수 있다. 발신모듈은 원뿔형으로 형성될 수 있다. 수신모듈은 수신 리플렉터와 카메라 유닛을 포함할 수 있다. 발신모듈에서 발생된 라인광은 특징점에 해당하는 반사판 또는 반사기둥에서 반사되어 반사광을 형성하고, 이 반사광은 수신 리플렉터에 집광된다. 수신 리플렉터는 반사광을 카메라 유닛을 향해 반사한다. 카메라 유닛은 수신 리플렉터에서 반사된 반사광을 감지한다. 수신 리플렉터는 전체적으로 원뿔형으로 형성되나, 첨점 부분이 오픈되어 비전홀이 형성된 것일 수 있다.
식별정보 검출부(130)는 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 일정 공간 내에 위치하는 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출한다.
식별정보 검출부(130)는 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들에 대한 상기 연관 식별정보들을 검출한다.
도 2a는 일정 공간에 위치한 이송 로봇(O)에 의해 감지되는 특징점들(1, 2, 9, 10)을 예시하는 참조도이고, 도 2b는 이송로봇에 의해 감지되는 특징점들(1, 2, 9, 10) 사이의 거리 관계를 예시하는 참조도이다.
도 2a를 참조하면, 일정 공간에 대한 단면을 예시한 것으로, 각 단면의 변은 해당 일정 공간의 경계 영역을 나타내며, 이러한 경계 영역을 규정하기 위해 일정 위치에 특징점들(1,2, 3..., 10)이 배치되어 있다. 이송 로봇은 일정 공간을 나타내는 전체 특징점들(1,2, 3..., 10) 중에서 자신이 위치하는 지점에 인접한 특징점들(1, 2, 9, 10)을 감지한다.
도 2b를 참조하면, 스캐닝부(110)에 의해 감지된 특징점들(1, 2, 9, 10) 상호간의 거리 정보가 검출되는 것을 예시한다. 식별정보 검출부(130)는 이송 로봇과 특징점들(1, 2, 9, 10) 각각에 대한 거리 정보(l1, l2, l9, l10)와 이송 로봇과 특징점들(1, 2, 9, 10) 사이의 각도 정보를 이용하여, 각 특징점들(1, 2, 9, 10) 상호간의 거리 정보(d1,2, d1,9, d1,10, d2,9, d2,10, d9,10)를 검출할 수 있다. 다만, 이때까지는 식별정보 검출부(130)는 감지된 특징점들 각각에 대한 식별정보 즉, 1, 2, 9, 10에 대한 정보는 알 수 없다.
그 후, 식별정보 검출부(130)는 검출된 각 특징점들 상호간의 거리 정보(d1,2, d1,9, d1,10, d2,9, d2,10, d9,10)와 저장부(110)에 저장된 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보를 비교하여, 동일한 거리정보를 갖는 특징점들이 확인되면, 이에 대응하는 연관 식별정보들을 검출할 수 있다. 예를 들어, 식별정보 검출부(130)는 검출된 각 특징점들(1, 2, 9, 10) 상호간의 거리 정보(d1,2, d1,9, d1,10, d2,9, d2,10, d9,10)와 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보를 비교하여, 서로 매칭되는 거리정보를 갖는 각 특징점들(1, 2, 9, 10)에 대해 각각 대응하는 연관 식별정보들(1, 2, 9, 10)을 검출할 수 있다.
제어부(140)는 저장부(110), 스캐닝부(120), 식별정보 검출부(130), 에러 판단부(150) 및 위치 검출부(160)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(140)는 중앙처리장치 (central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서 (application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서 (communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(140)는 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 연관 식별정보들이 검출된 특징점들 중 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단하고, 에러 특징점이 검출된다면, 에러 특징점을 연관 식별정보들에서 배제한다.
도 3a는 이송로봇(O)에 의해 감지된 특징점들 중에서 일정 공간을 규정하는 특징점이 아닌 에러 특징점(별표로 표시함)이 검출된 상황을 예시하는 참조도이고, 도 3b는 이송로봇에 의해 감지되는 특징점들(1, 2, 9, 10 및 에러 특징점) 사이의 거리 관계를 예시하는 참조도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일정 공간의 경계 영역을 규정하는 특징점들(1, 2, 9, 10) 이외에 에러 특징점(별표) 각각에 대한 상호간의 거리 정보가 검출되는 과정을 예시한다.
제어부(140)는 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여, 맵 정보에 등록되어 있는 거리정보와 일치하지 않는 특징점을 에러 특징점으로 판단한다. 예를 들어, 제어부(140)는 식별정보 검출부(130)에서 검출된 각 특징점들 상호간의 거리 정보(d1,2, d1,9, d1,10, d2,9, d2,10, d9,10)와 저장부(110)에 저장된 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보의 비교 결과에 따라 일치하지 않는 특징점을 에러 특징점(예를 들어, 별표)으로 판단하며, 에러 특징점에 대해서는 이송 로봇이 위치하는 지점과 관련한 연관 식별정보들(1, 2, 9, 10)에서 제거한다.
에러 판단부(150)는 이송로봇의 위치 검출을 위한 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단한다.
도 4는 이송로봇이 위치하는 지점의 인접한 곳에 장애물이 설치되어, 이송 로봇이 일정 공간에 대해 2개 그룹의 연관 특징점들을 검출하는 것을 예시하는 참조도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이송 로봇이 지점 O1에서 O2로 이동하는 과정에서 해당 지점 O2의 인접한 곳에 장애물이 설치되면, 이송로봇은 장애물에 의해 특징점 1, 2, 10만을 검출하게 된다. 한편, 지점 O2에서 특징점 1, 2, 10에 의한 경계 영역은 해당 일정 공간의 다른 경계 영역인 특징점 6, 7, 8의 공간 구조와 유사하다고 가정하면, 이송로봇은 자신이 지점 O2에서 검출한 특징점들이 연관 식별정보 1, 2, 10에 해당하는 제1 그룹에 해당하는 것인지, 이와 유사한 경계 영역을 규정하는 특징점 6, 7, 8에 대응하는 제2 그룹인지를 알 수 없다. 이런 경우에는, 전술한 식별정보 검출부(130)은 제1 그룹의 특징점들과 제2 그룹의 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 각각 검출할 수 있다.
에러 판단부(150)는 식별정보 검출부(130)에서 이송로봇의 위치 검출을 위한 연관 식별정보들로서 서로 다른 2개 그룹 이상을 검출한다면, 이를 이송로봇의 특징점 검출과 관련한 에러로 판단한다.
이에 따라, 제어부(140)는 에러 판단부(150)에서 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 2개 그룹 이상의 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정한다.
제어부(140)는 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율이 최소화되는 특징점들을 갖는 그룹을 이송로봇이 이동한 지점의 연관 식별정보들로서 결정한다.
도 5a는 이송로봇이 지점 O1에서 지점 O2로의 이동에 따른 위치 변화를 나타내는 참조도이다. 도 5a에 따르면, 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00001
,
Figure 112020000699842-pat00002
)에서 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00003
,
Figure 112020000699842-pat00004
)로 이동하는 경우를 가정한 것이다.
또한, 도 5b는 도 5a에 도시된 이송로봇의 위치 변화에 따른 해당 지점들과 특징점들 사이의 거리 변화를 나타내는 참조도이다.
도 5b를 참조하면, 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00005
,
Figure 112020000699842-pat00006
)에 위치하는 경우에 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00007
,
Figure 112020000699842-pat00008
)과 특징점들(1, 2, 10) 각각에 대한 거리는
Figure 112020000699842-pat00009
,
Figure 112020000699842-pat00010
,
Figure 112020000699842-pat00011
에 해당함을 확인할 수 있다. 또한, 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00012
,
Figure 112020000699842-pat00013
)에서 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00014
,
Figure 112020000699842-pat00015
)로 이동함에 따른 해당 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00016
,
Figure 112020000699842-pat00017
)과 특징점들(1, 2, 10) 각각에 대한 거리는
Figure 112020000699842-pat00018
,
Figure 112020000699842-pat00019
,
Figure 112020000699842-pat00020
에 해당함을 확인할 수 있다.
이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00021
,
Figure 112020000699842-pat00022
)에 위치하는 경우에 이에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들은 1, 2, 10에 해당함을 식별정보 검출부(130)에서 검출될 수 있다. 그러나, 이송로봇이 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00023
,
Figure 112020000699842-pat00024
)에 위치하는 경우에는 이에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들은 1, 2, 10에 해당하는지 6, 7, 8에 해당하는지 알 수 없다. 이를 판단하기 위해, 제어부(140)는 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00025
,
Figure 112020000699842-pat00026
)에서의 특징점 1에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00027
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00028
,
Figure 112020000699842-pat00029
)에서의 특징점 1에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00030
의 변화율을 산출한다. 이러한 변화율은 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00031
,
Figure 112020000699842-pat00032
)에서 특징점 1에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00033
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00034
,
Figure 112020000699842-pat00035
)에서의 특징점 7에 대한 거리값의 변화율보다 상당히 작은 값에 해당한다. 이에 따라, 제어부(140)는 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00036
,
Figure 112020000699842-pat00037
)에서 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00038
,
Figure 112020000699842-pat00039
)로 이동할 때, 연관 식별정보 7에 해당하는 특징점이 아닌 연관 식별정보 1에 대응하는 특징점과 인접한 곳으로 이동하는 것으로 판단하여 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00040
,
Figure 112020000699842-pat00041
)에 대응하는 연관 식별정보로서 1을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00042
,
Figure 112020000699842-pat00043
)에서의 특징점 2에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00044
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00045
,
Figure 112020000699842-pat00046
)에서의 특징점 2에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00047
의 변화율을 산출한다. 이러한 변화율은 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00048
,
Figure 112020000699842-pat00049
)에서 특징점 2에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00050
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00051
,
Figure 112020000699842-pat00052
)에서의 특징점 6에 대한 거리값의 변화율보다 상당히 작은 값에 해당한다. 이에 따라, 제어부(140)는 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00053
,
Figure 112020000699842-pat00054
)에서 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00055
,
Figure 112020000699842-pat00056
)로 이동할 때, 연관 식별정보 6에 해당하는 특징점이 아닌 연관 식별정보 2에 대응하는 특징점과 인접한 곳으로 이동하는 것으로 판단하여 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00057
,
Figure 112020000699842-pat00058
)에 대응하는 연관 식별정보로서 2를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00059
,
Figure 112020000699842-pat00060
)에서의 특징점 10에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00061
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00062
,
Figure 112020000699842-pat00063
)에서의 특징점 10에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00064
의 변화율을 산출한다. 이러한 변화율은 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00065
,
Figure 112020000699842-pat00066
)에서 특징점 10에 대한 거리값
Figure 112020000699842-pat00067
와 O2(
Figure 112020000699842-pat00068
,
Figure 112020000699842-pat00069
)에서의 특징점 8에 대한 거리값의 변화율보다 상당히 작은 값에 해당한다. 이에 따라, 제어부(140)는 이송로봇이 지점 O1(
Figure 112020000699842-pat00070
,
Figure 112020000699842-pat00071
)에서 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00072
,
Figure 112020000699842-pat00073
)로 이동할 때, 연관 식별정보 8에 해당하는 특징점이 아닌 연관 식별정보 10에 대응하는 특징점과 인접한 곳으로 이동하는 것으로 판단하여 지점 O2(
Figure 112020000699842-pat00074
,
Figure 112020000699842-pat00075
)에 대응하는 연관 식별정보로서 10을 결정할 수 있다.
위치 검출부(160)는 연관 식별정보들에 근거하여 이송로봇의 일정 공간 내에서의 위치를 검출한다. 위치 검출부(160)는 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 이송로봇에 대한 위치를 검출한다. 예를 들어, 위치 검출부(160)는 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보와 특징점들 사이의 거리정보에 따라 이송로봇이 위치하는 지점에서 각 꼭지점들에 대한 각도정보를 산출할 수 있고, 이렇게 산출된 각도정보에 근거하여 삼각 측량에 따른 이송로봇의 위치를 검출할 수 있다.
제어부(140)는 위치 검출부(160)에서 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단하고, 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면 스캐닝부(120), 식별정보 검출부(130), 에러 판단부(150), 위치 검출부(160)의 동작을 반복하도록 제어한다. 위치 검출부(160)는 이송로봇이 위치하는 지점과 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 이송로봇에 대한 위치를 검출하게 되는데, 거리정보 또는 각도정보가 부족한 경우 또는 에러가 발생하는 경우에 위치 검출이 안될 수도 있다. 이에 따라, 위치 검출부(160)에서 위치 검출이 이루어지지 않는다면, 제어부(140)는 전술한 각 구성요소의 동작이 반복될 수 있도록 제어한다. 따라서, 맵 정보에 대응하는 특징점들에 대한 연관 식별정보들이 검출되고, 해당 위치에서의 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리 정보 및 각도정보에 의해 이송로봇의 위치가 검출되는 동작이 반복된다.
도 6은 본 발명에 따른 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출방법을 설명하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.
스캐닝부는 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝한다(S200 단계).
S200 단계 후에, 식별정보 검출부는 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 일정 공간 내에 위치하는 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출한다(S202 단계). 식별정보 검출부는 이송 로봇과 특징점들 각각에 대한 거리 정보와 이송 로봇과 특징점들 사이의 각도 정보를 이용하여, 각 특징점들 상호간의 거리 정보를 검출할 수 있다. 그 후, 식별정보 검출부는 검출된 각 특징점들 상호간의 거리 정보와 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보를 비교하여, 동일한 거리정보를 갖는 특징점들이 확인되면, 이에 대응하는 연관 식별정보들을 검출할 수 있다.
S202 단계 후에, 제어부는상기 연관 식별정보들이 검출된 상기 특징점들 중 상기 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단한다(S204 단계). 제어부는 식별정보 검출부에서 검출된 각 특징점들 상호간의 거리 정보와 저장부에 저장된 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보의 일치 여부를 비교한다.
S204 단계 후에, 상기 에러 특징점이 존재한다면, 제어부는 에러 특징점을 상기 연관 식별정보들에서 배제한다(S206 단계). 제어부는 각 특징점들 상호간의 거리 정보와 맵 정보 중 각 특징점들 사이의 거리정보의 비교 결과에 따라 일치하지 않는 특징점을 에러 특징점으로 판단하며, 에러 특징점에 대해서는 이송 로봇이 위치하는 지점과 관련한 연관 식별정보들에서 제거한다.
S206 단계 후에, 에러 판단부는 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단한다(S208 단계). 에러 판단부는 식별정보 검출부에서 이송로봇의 위치 검출을 위한 연관 식별정보들로서 서로 다른 2개 그룹 이상을 검출한다면, 이를 이송로봇의 특징점 검출과 관련한 에러로 판단한다.
S208 단계 후에, 상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 제어부는 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 상기 2개 그룹 이상의 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정한다(S210 단계).
S210 단계 후에, 위치 검출부는 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출한다(S212 단계). 위치 검출부는 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 검출된 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 상기 이송로봇에 대한 위치를 검출한다.
S212 단계 후에, 제어부는 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단한다(S214 단계). S214 단계에서, 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면, 제어부는 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하고, 위치를 검출하는 과정을 반복하도록 제어한다. 이에 따라, 맵 정보에 대응하는 특징점들에 대한 연관 식별정보들이 검출되고, 해당 위치에서의 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리 정보 및 각도정보에 의해 이송로봇의 위치가 검출되는 동작이 반복된다.
이상, 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 이송로봇의 위치 검출장치
110: 저장부
120: 스캐닝부
130: 식별정보 검출부
140: 제어부
150: 에러 판단부
160: 위치 검출부

Claims (10)

  1. 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝하는 스캐닝부;
    상기 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 식별정보 검출부;
    상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단하는 에러 판단부;
    상기 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 위치 검출부;
    상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부 및 상기 위치 검출부의 동작을 위한 프로그램 정보와 상기 맵 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부, 상기 위치 검출부 및 상기 저장부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 에러 판단부에서 상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 상기 제어부는 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 2개 그룹 이상의 상기 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식별정보 검출부는,
    상기 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들에 대한 상기 연관 식별정보들을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연관 식별정보들이 검출된 상기 특징점들 중 상기 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단하고, 상기 에러 특징점이 검출된다면, 상기 에러 특징점을 상기 연관 식별정보들에서 배제하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 상기 이송로봇에 대한 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치 검출부에서 상기 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단하고, 상기 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면 상기 식별정보 검출부, 상기 에러 판단부, 상기 위치 검출부의 동작을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출장치.
  6. 일정 공간의 경계영역을 규정하는 특징점들 중 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들을 스캐닝하는 단계;
    상기 일정 공간에 대응하는 전체 특징점들에 대한 맵 정보를 이용하여, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 단계;
    상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 상기 연관 식별정보들이 서로 다른 2개 그룹 이상 검출되는가를 판단하는 단계;
    상기 연관 식별정보들이 2개 그룹 이상 검출된다면, 상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 연관 식별정보들에 대응하는 특징점들 사이의 각각의 거리 변화율에 근거하여 상기 2개 그룹 이상의 연관 식별정보들 중 어느 한 그룹의 연관 식별정보들을 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들의 연관 식별정보들로서 결정하는 단계; 및
    상기 연관 식별정보들에 근거하여 상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 연관 식별정보들을 검출하는 단계는,
    상기 특징점들 상호간의 거리 정보를 비교하여 상기 이송로봇이 위치하는 지점에 대응하는 특징점들에 대한 상기 연관 식별정보들을 검출하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 공간 내에서 이송로봇의 위치 검출방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출한 후에, 상기 연관 식별정보들이 검출된 상기 특징점들 중 상기 특징점들 상호간의 거리 정보에 근거하여 에러 특징점이 존재하는가를 판단하는 단계; 및
    상기 에러 특징점이 검출된다면, 상기 에러 특징점을 상기 연관 식별정보들에서 배제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 이송로봇의 상기 일정 공간 내에서의 위치를 검출하는 단계는,
    상기 이송로봇이 위치하는 지점과 상기 검출된 식별정보들에 대응하는 특징점들과의 거리정보 또는 각도정보에 근거하여 상기 이송로봇에 대한 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 이송로봇의 위치가 검출되는가를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이송로봇의 위치가 검출되지 않는다면, 상기 이송로봇의 위치 검출을 위한 특징점들에 대응하는 연관 식별정보들을 검출하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 공간 내에서 이송 로봇의 위치 검출방법.
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