KR102335974B1 - An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module - Google Patents

An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module Download PDF

Info

Publication number
KR102335974B1
KR102335974B1 KR1020210098518A KR20210098518A KR102335974B1 KR 102335974 B1 KR102335974 B1 KR 102335974B1 KR 1020210098518 A KR1020210098518 A KR 1020210098518A KR 20210098518 A KR20210098518 A KR 20210098518A KR 102335974 B1 KR102335974 B1 KR 102335974B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
work
autonomous driving
robot system
driving
Prior art date
Application number
KR1020210098518A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최상천
Original Assignee
주식회사 클레빌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 클레빌 filed Critical 주식회사 클레빌
Priority to KR1020210098518A priority Critical patent/KR102335974B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102335974B1 publication Critical patent/KR102335974B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0088—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/027—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising intertial navigation means, e.g. azimuth detector
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device

Abstract

In accordance with the present invention, an autonomous driving robot system with a replaceable work module including precision mapping technology includes: a networking module including a sensor part spatially sensing a position of an autonomous driving robot and sensing a position of an external object, a communication part receiving a work command from the outside, and a control part controlling a driving module and a combination module in accordance with the received work command; the driving module including a driving part driving in accordance with the control of the networking module, and a charging part combined with an external charger to be charged; a work module combined with the networking module, and performing predetermined work in accordance with the control of the control part; and the combination module combined with or released from the work module and the networking module in accordance with the control of the control part, in a state in which the charging part is combined with the external charger. Therefore, the present invention is capable of performing various types of work in accordance with schedule set by a user.

Description

정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템{ An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module}An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module}

본 발명은 정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an autonomous driving robot system capable of replacing a work module including a precision mapping technology.

일반적으로 자율주행 로봇은 사용자의 조작 없이도 소정 구역을 스스로 주행하면서 자동으로 소정의 동작을 수행하는 기기이다. 자율주행 로봇은 구역 내에 설치된 장애물을 감지하여 장애물에 접근하거나 회피하여 동작을 수행한다. 그러나, 통상의 자율주행 로봇은 하나의 작업만 동작하도록 설계되어 있는 경우가 많다. 대표적으로 로봇 청소기가 있으며, 로봇 청소기는 영역을 주행하면서 청소를 수행할 수는 있으나, 청소 이외의 다른 동작을 수행하는 것은 불가능하다. 또는 예를 들어, 무인 로봇이나 드론 기술이 발전하면서 사용자가 인터넷으로 물건을 주문하면 빠른 시간 내에 배송 로봇이 사용자의 집 앞까지 물건을 배달해주는 기술이 개발되고 있으나, 그러한 배송 로봇 역시 배송이라는 특정 목적을 위해 설계된 것으로 다른 기능의 구현은 불가능한 단점이 있다.BACKGROUND ART In general, an autonomous driving robot is a device that automatically performs a predetermined operation while driving in a predetermined area without a user's manipulation. The autonomous driving robot detects obstacles installed in the area and approaches or avoids the obstacles to perform actions. However, in many cases, a typical autonomous driving robot is designed to operate only one task. Representatively, there is a robot cleaner, and the robot cleaner may perform cleaning while driving in an area, but it is impossible to perform an operation other than cleaning. Or, for example, with the development of unmanned robots or drone technology, when a user orders an item over the Internet, a technology is being developed in which a delivery robot delivers the item to the front of the user's house within a short time. It is designed for , and it has the disadvantage that it is impossible to implement other functions.

자율주행 로봇 기술의 범용성 구현을 위하여 다양한 작업을 수행할 수 있는 자율주행 로봇의 개발이 요구된다.In order to realize the versatility of autonomous driving robot technology, the development of an autonomous driving robot capable of performing various tasks is required.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템을 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention is to provide an autonomous driving robot system that can replace the work module including the precision mapping technology.

일 실시예에 따른, 정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템은, 자율주행 로봇의 위치를 공간적으로 감지하고 외부 객체의 위치를 감지하는 센서부, 작업 명령을 외부로부터 수신하는 통신부, 수신한 작업 명령에 따라 주행 모듈 및 결합 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 네트워킹 모듈; 네트워킹 모듈의 제어에 따라 주행하는 주행부, 외부 충전기와 결합되어 충전되는 충전부를 포함하는 주행 모듈; 상기 네트워킹 모듈과 결합되고, 상기 제어부의 제어에 따라 기결정된 작업을 수행하는 작업 모듈; 및 상기 충전부가 외부 충전기와 결합되어 있는 상태에서, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 작업 모듈과 상기 네트워킹 모듈과의 결합 및 해제를 수행하는 결합 모듈;을 포함한다. According to an embodiment, an autonomous driving robot system capable of replacing a work module including a precision mapping technology includes a sensor unit that spatially senses the position of the autonomous driving robot and detects the position of an external object, and receives a work command from the outside. a networking module including a communication unit and a control unit for controlling the driving module and the coupling module according to the received work command; a driving module including a driving unit that travels under the control of the networking module, and a charging unit that is charged by being coupled to an external charger; an operation module coupled to the networking module and configured to perform a predetermined operation under the control of the control unit; and a coupling module configured to perform coupling and release between the work module and the networking module under the control of the control unit in a state in which the charging unit is coupled to the external charger.

상기 센서부는, 카메라유닛, 라이다유닛, 거리센서, IMU센서, GPS센서를 포함할 수 있다. The sensor unit may include a camera unit, a lidar unit, a distance sensor, an IMU sensor, and a GPS sensor.

상기 통신부가 수신한 작업 명령이 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 상이한 경우, If the work command received by the communication unit is different from the work that can be performed by the mounted work module,

상기 네트워킹 모듈은 주행 모듈을 제어하여 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템을 이동시키고, 상기 충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템을 고정시키고, 상기 결합 모듈을 제어하여 기존 작업 모듈을 네트워킹 모듈로부터 해제시키고, 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시킬 수 있다. The networking module controls the driving module to move the autonomous driving robot system to an external charger, combines the charging unit with an external charger to fix the autonomous driving robot system, and controls the coupling module to release the existing work module from the networking module and the work module matching the received work command can be installed.

상기 작업 모듈은, 상기 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 경우에, 양 측면 방향으로 한 쌍의 리프트 지지대와 결합되어 외부의 승강하는 리프트 레일에 안착되어 상기 네트워킹 모듈과 장착될 수 있다. The work module may be coupled to a pair of lift supports in both lateral directions and seated on an external elevating lift rail to be mounted with the networking module when the work module matching the received work command is mounted. .

상기 통신부는 자율주행 로봇 시스템이 작동하는 공간에 대한 평면도를 외부로부터 수신하고, 상기 제어부는 SLAM(Simultaneous Localization and Map-building)으로 지도를 작성하고 상기 평면도를 대조하여 자율주행 지도를 완성시킬 수 있다.The communication unit receives a floor plan for a space in which the autonomous driving robot system operates from the outside, and the control unit creates a map using SLAM (Simultaneous Localization and Map-building) and compares the floor plan to complete the autonomous driving map. .

상기 통신부는 실시간으로 자율주행 지도 영역에 대한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 수신하고, 상기 제어부는 자율주행 지도 영역에 수신한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 반영하여 상기 주행 모듈을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. The communication unit receives location information and motion information of an object in the autonomous driving map area in real time, and the control unit controls the driving module by reflecting the received object location information and motion information in the autonomous driving map area can be done with

상기 통신부는 외부에서 자율주행 금지 구역 정보를 수신하고,The communication unit receives the autonomous driving prohibited zone information from the outside,

상기 제어부는 수신한 자율주행 금지 구역 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어할 수 있다. The controller may control the driving module by reflecting the received autonomous driving prohibited zone information in the autonomous driving map area.

상기 센서부에서 자율주행 로봇의 위치를 특정하고, 외부 객체의 위치 및 속도를 특정하고, 상기 제어부는 센싱된 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어하고,The sensor unit specifies the position of the autonomous driving robot, specifies the position and speed of the external object, and the control unit controls the driving module by reflecting the sensed information in the autonomous driving map area,

센싱된 외부 객체의 위치 및 속도에서 비이상 상태(anomaly condition)가 감지된 경우, 비이상 상태가 감지된 영역을 일시적 이동금지 영역으로 설정하고 상기 주행 모듈을 제어할 수 있다. When an anomaly condition is detected in the sensed position and speed of the external object, the area in which the abnormal condition is detected may be set as a temporary movement prohibition area, and the driving module may be controlled.

상기 제어부는 비이상 상태 감지 및 일시적 이동금지 영역에 대한 설정 정보를 통신부를 통하여 외부 서버로 송신하고, 비이상 상태에 대한 감지 타당 여부, 일시적 이동금지 영역 설정 해제 여부를 수신하고, 수신된 정보를 바탕으로 주행 모듈 및 작업 모듈을 제어할 수 있다. The control unit transmits the abnormal state detection and setting information on the temporary movement prohibition area to the external server through the communication unit, receives whether the detection of the abnormal condition is appropriate, whether the temporary movement prohibition area setting is canceled, and transmits the received information Based on this, it is possible to control the driving module and the work module.

일 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치에 의해 각 단계가 수행되는 자율주행 로봇 시스템에 대한 작업 모듈 교환 방법에 있어서, 네트워킹 모듈이 외부에서 작업 명령을 수신하는 단계; 네트워킹 모듈이 수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는지 여부를 판별하는 단계; 수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는 경우, 네트워킹 모듈이 주행 모듈 및 작업 모듈을 제어하여 작업을 수행하는 단계; 및 수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 불일치하는 경우, 네트워킹 모듈은 주행 모듈을 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계;를 포함한다. In accordance with an embodiment, a method for exchanging a work module for an autonomous driving robot system in which each step is performed by a computing device, the method comprising: receiving, by a networking module, a work command from the outside; determining whether the work command received by the networking module matches the work content that the currently mounted work module can perform; when the received work command matches the work that can be performed by the currently mounted work module, the networking module performs the work by controlling the driving module and the work module; and when the received work command does not match the work content that the currently mounted work module can perform, the networking module controls the driving module to mount the work module matching the received work command.

상기 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계는, 네트워킹 모듈은 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템을 이동시키는 단계; 충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템을 고정시키는 단계; 결합 모듈을 제어하여 기존 작업 모듈을 네트워킹 모듈로부터 해제시키는 단계; 및 리프트를 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계;를 포함할 수 있다. The step of mounting the work module corresponding to the received work command may include: moving the autonomous driving robot system to an external charger by the networking module; fixing the autonomous driving robot system by combining the charging unit with an external charger; controlling the coupling module to release the existing working module from the networking module; and controlling the lift to mount a work module that matches the received work command.

본 발명에 따른 정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템은 로봇 시스템을 모듈화 하여 자율주행, 네트워킹, 작업 모듈 등으로 나누어 하나의 자율주행 모듈이 작업 모듈 자동 교체하며 작업 공간에서 사용자가 지정한 스케쥴에 따라 다양한 작업을 수행할 수 있다.The autonomous driving robot system that can replace work modules including precision mapping technology according to the present invention modularizes the robot system and divides the robot system into autonomous driving, networking, work modules, etc. Various tasks can be performed according to the schedule specified by

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 자율주행 로봇 시스템 및 외부 서버, 외부 리프트 충전기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈 교환 방법을 구체적으로 도시한 순서도이다
도 3 내지 도 6은 은 도 2에 따른 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈 교환을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 8는 외부에 마련되는 리프트형 충전기가 리프트 지지대를 통해 작업 모듈을 교환하는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈 교환 수행시의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자율주행 로봇의 일 예시에 따른 주행 경로를 맵핑하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 자율주행 로봇의 일 예시에 따른 주행 경로를 맵핑한 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of an autonomous driving robot system, an external server, and an external lift charger according to the present invention.
2 is a flowchart specifically illustrating a method for exchanging a work module of an autonomous driving robot system according to the present invention.
3 to 6 are diagrams illustrating exchanging work modules of the autonomous driving robot system according to FIG. 2 .
7 to 8 are diagrams illustrating a state in which a lift-type charger provided outside exchanges a work module through a lift support.
9 is a cross-sectional view illustrating a cross-section of an autonomous driving robot system when a work module is exchanged.
10 is a diagram illustrating a method of mapping a driving path according to an example of an autonomous driving robot according to the present invention.
11 is a diagram illustrating a mapping of a driving path according to an example of an autonomous driving robot according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present disclosure, and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present disclosure is not limited to the following embodiments, but may be implemented in various different forms, and only the following embodiments complete the technical spirit of the present disclosure, and in the technical field to which the present disclosure belongs It is provided to fully inform those of ordinary skill in the scope of the present disclosure, and the technical spirit of the present disclosure is only defined by the scope of the claims.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present disclosure. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 본질이나 차례 또는 순서 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 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is formed between each component. It should be understood that elements may also be “connected,” “coupled,” or “connected.”

본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to a referenced component, step, operation and/or element of one or more other components, steps, operations and/or elements. The presence or addition is not excluded.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명될 수 있다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재된 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위 또는 당해 기술 분야에 속한 통상의 기술자가 자명하게 이해할 수 있는 범위 내에서 구체적인 설명은 생략될 수 있다.A component included in one embodiment and a component having a common function may be described using the same name in another embodiment. Unless otherwise stated, the descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and specific descriptions will be omitted within the overlapping range or within the range that can be clearly understood by those skilled in the art. can

이하, 본 개시의 몇몇 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자율주행 로봇 시스템 및 외부 서버, 외부 리프트 충전기의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면,자율주행 로봇 시스템(100)은 네트워킹 모듈(110), 주행 모듈(120), 작업 모듈(130), 결합 모듈(140)을 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of an autonomous driving robot system, an external server, and an external lift charger according to the present invention. Referring to FIG. 1 , the autonomous driving robot system 100 includes a networking module 110 , a driving module 120 , a work module 130 , and a coupling module 140 .

네트워킹 모듈(110)은 자율주행 로봇의 위치를 공간적으로 감지하고 외부 객체의 위치를 감지하는 센서부, 작업 명령을 외부로부터 수신하는 통신부, 수신한 작업 명령에 따라 주행 모듈 및 결합 모듈을 제어하는 제어부를 포함한다.The networking module 110 spatially senses the position of the autonomous driving robot and a sensor unit that detects the position of an external object, a communication unit that receives a work command from the outside, and a control unit that controls the driving module and the coupling module according to the received work command includes

센서부는 카메라유닛, 라이다유닛, 거리센서, IMU센서, GPS센서를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a camera unit, a lidar unit, a distance sensor, an IMU sensor, and a GPS sensor.

카메라유닛은 가시광 영역에서 대상체의 인식이 가능하도록 하는 센서 일체를 포함할 수 있다.The camera unit may include a sensor that enables recognition of an object in a visible light region.

라이다유닛은 비가시광 영역에서 대상체와의 거리 인식이 가능하도록 하는 센서 일체를 포함할 수 있다.The lidar unit may include a sensor that enables recognition of a distance from an object in an invisible light area.

IMU센서(Inertial Measurement Unit Sensor)는 관성 측정 장치의 일종으로, 자율주행 로봇의 가속도, 관성, 기울어진 정도를 복합적으로 측정하는 센서 일체를 포함할 수 있다.An IMU sensor (Inertial Measurement Unit Sensor) is a type of inertial measurement device, and may include an integrated sensor that complexly measures the degree of acceleration, inertia, and inclination of the autonomous driving robot.

GPS 센서(Global Positioning System Sensor)는 자율주행 로봇의 위치 정보를 위성을 통해서 알 수 있는 시스템 일체를 포함할 수 있다.The GPS sensor (Global Positioning System Sensor) may include an entire system that can know the location information of the autonomous driving robot through a satellite.

제어부는 수신한 작업 명령에 따라 주행 모듈 및 결합 모듈을 제어하는 기능을 수행하며 구체적으로 프로세서(미도시), 메모리(미도시) 및 메모리에 저장되며 프로세서에 의해 수행되는 프로그램을 포함할 수 있다.The control unit performs a function of controlling the driving module and the coupling module according to the received work command, and specifically may include a processor (not shown), a memory (not shown), and a program stored in the memory and executed by the processor.

프로세서는 단말에 구성되는 메모리에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 단말의 전반적인 제어 기능을 실행한다. 프로세서는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), CPU(central processing unit), GPU(graphic processing unit), 버스를 포함할 수 있으며, RAM, ROM, CPU, GPU 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다. 프로세서는 저장부에 액세스하여, 메모리에 저장된 O/S(operating system)를 이용하여 부팅을 수행할 수 있으며, 메모리에 저장된 프로그램을 이용하여 동작하면서 본 발명에서 설명하는 다양한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리는 데이터베이스(database, DB)로 구성되거나, 물리적인 하드디스크(hard disk), SSD(solid state drive), 웹하드(web hard) 등과 같은 다양한 저장 수단으로 구성될 수 있다.The processor executes the overall control function of the terminal by using the program and data stored in the memory configured in the terminal. The processor may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), central processing unit (CPU), graphic processing unit (GPU), and a bus, and the RAM, ROM, CPU, GPU, etc. are connected to each other via the bus. can be connected The processor may access the storage unit to perform booting using an operating system (O/S) stored in the memory, and may be configured to perform various operations described in the present invention while operating using the program stored in the memory. have. The memory may be composed of a database (DB) or various storage means such as a physical hard disk, a solid state drive (SSD), a web hard, and the like.

통신부는 외부에 위치하는 단말과의 통신을 위한 구성으로 특정 실시예에 한정되지 않는다.The communication unit is a configuration for communication with a terminal located outside and is not limited to a specific embodiment.

주행 모듈(120)은 네트워킹 모듈(110)의 제어에 따라 자율제어 로봇 시스템(100)을 의도하는 방향/속도로 이동시킬 수 있다.The driving module 120 may move the autonomously controlled robot system 100 in an intended direction/speed according to the control of the networking module 110 .

작업 모듈(130)은 네트워킹 모듈(110)의 제어에 따라 특정 작업을 수행하는 장치 모듈을 의미한다. 작업 모듈(130)은 예를 들어, 청소 모듈, 배송 모듈, 창고 정리 리프팅 모듈 등을 포함할 수 있다. The operation module 130 refers to a device module that performs a specific operation under the control of the networking module 110 . The work module 130 may include, for example, a cleaning module, a delivery module, a warehouse clearance lifting module, and the like.

결합 모듈(140)은 네트워킹 모듈(110), 주행 모듈(120) 및 작업 모듈(130) 간을 서로간에 결합하고 해제할 수 있는 모듈을 나타낸다. 결합 모듈(140)은 네트워킹 모듈(110)의 제어에 따라, 각 모듈 간의 결합과 해제를 수행할 수 있다.The coupling module 140 represents a module capable of coupling and releasing the networking module 110 , the driving module 120 , and the operation module 130 to each other. The coupling module 140 may perform coupling and release between the respective modules under the control of the networking module 110 .

네트워킹 모듈(110), 주행 모듈(120), 작업 모듈(130), 및 결합 모듈(140)은 개별적으로 배터리 유닛을 보유하고, 배터리 유닛은 외부에 위치하는 외부 충전기와 결합하여 개별적으로 충전될 수 있다.The networking module 110 , the driving module 120 , the operation module 130 , and the combination module 140 individually hold a battery unit, and the battery unit can be individually charged in combination with an external charger located outside. have.

결합 모듈(140)은 네트워킹 모듈(110), 주행 모듈(120), 작업 모듈(130)에 대하여 마그네틱 센서 등으로 상호간의 정확한 위치를 확인하고, 결합 가능 여부를 판별한 뒤 결합가능한 상태일 때 결합을 수행시킬 수 있다.The coupling module 140 is coupled when the networking module 110, the driving module 120, and the work module 130 are in a coupled state after confirming the exact positions of each other with a magnetic sensor, etc., determining whether coupling is possible or not. can be performed.

네트워킹 모듈(110)의 통신부는 외부 서버(200)로부터 작업 요청 정보(info_WL)를 수신할 수 있다. 제어부는 통신부로 수신된 작업 요청 정보가 현재 자율주행 로봇 시스템(100)에 결합되어 있는 작업 모듈(130)을 기준으로 수행가능한 태스크(task)인지를 판별할 수 있다.The communication unit of the networking module 110 may receive the work request information info_WL from the external server 200 . The control unit may determine whether the work request information received through the communication unit is a task that can be performed based on the work module 130 currently coupled to the autonomous driving robot system 100 .

제어부가 수행가능한 태스크로 판별한 경우, 제어부는 해당 작업 내역을 작업 모듈(130)로 전달하고, 요청된 태스크를 수행하기 위한 위치로 자율주행 로봇 시스템(100)이 이동되도록 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다.When the control unit determines that the task can be performed, the control unit transmits the corresponding work details to the work module 130 and moves the driving module 120 so that the autonomous driving robot system 100 is moved to a position for performing the requested task. can be controlled

만약, 제어부가 수행가능한 태스크로 판별했다 하더라도, 제어부는 작업 요청 위치 및 작업 내용에 비추어 적어도 하나의 모듈(110,120,130,140)의 배터리 보유량이 작업 완료를 기준으로 기결정된 보유량보다 미치지 못하는지 여부를 추가로 판별하고 배터리 보유량에 여유가 있을 경우 바로 해당 태스크를 수행하고 해당 작업에 대한 정보를 통신부를 통해 외부 서버(200)로 송신할 수 있다.Even if the control unit determines that the task is performable, the control unit further determines whether the battery holding amount of at least one module (110, 120, 130, 140) is less than the predetermined holding amount based on the completion of the work in light of the work request location and work content, and If there is room in the battery reserve, the task may be performed immediately and information on the task may be transmitted to the external server 200 through the communication unit.

만약, 배터리 보유량이 기결정된 보유량보다 미치지 못하는 경우는, 제어부는 해당 작업 요청 정보에 대한 즉시 착수가 불가능하며 충전이 필요하다는 사실을 통신부를 통해 외부 서버(200)로 전달할 수 있다. 이 경우, 외부 서버(200)에서는 해당 자율주행 로봇 시스템(100)에 대하여 충전 후 작업을 진행할 것을 요청하거나, 또는 다른 자율주행 로봇 시스템에 해당 태스크를 소싱하고, 자율주행 로봇 시스템(100)에는 배터리 보유량을 바탕으로 한 다른 작업 요청 정보를 송신할 수 있다.If the battery reserve is less than the preset reserve, the control unit may transmit the fact that it is impossible to immediately start the corresponding work request information and that charging is required to the external server 200 through the communication unit. In this case, the external server 200 requests the autonomous driving robot system 100 to perform a task after charging, or sources the task to another autonomous driving robot system, and the autonomous driving robot system 100 contains the battery. Other work request information can be sent based on the holding amount.

만약, 외부 서버(200)에서 자율주행 로봇 시스템(100)에 충전 후 작업을 진행할 것을 요청한 경우, 제어부는 주행 모듈(120)을 제어하여 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템(100)을 이동시키고, 각 모듈(110,120,130,140)을 외부 충전기와 각각 연결하여 모듈을 충전시킨 뒤 요청된 작업을 수행할 수 있다.If the external server 200 requests the autonomous driving robot system 100 to perform a task after charging, the controller controls the driving module 120 to move the autonomous driving robot system 100 to the external charger, and each The modules 110 , 120 , 130 , and 140 are respectively connected to an external charger to charge the module and then perform a requested operation.

만약, 외부서버에서 요청한 작업 요청 정보가 제어부가 결합되어 있는 작업 모듈(130)을 기준으로 수행가능한 태스크 수행 불가능한 태스크로 판별한 경우에는, 제어부는 주행 모듈(120)을 제어하여 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템(100)을 이동시키고, 충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템(100)을 고정시키고, 결합 모듈(140)을 제어하여 기존 작업 모듈(130)을 네트워킹 모듈로부터 해제시키고, 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈(120)을 장착 시킬 수 있다.If it is determined that the task request information requested by the external server is a task that can be performed based on the task module 130 to which the controller is coupled, the controller controls the driving module 120 to autonomously drive with an external charger. The robot system 100 is moved, the charging unit is coupled with an external charger to fix the autonomous driving robot system 100, the coupling module 140 is controlled to release the existing work module 130 from the networking module, and the received It is possible to mount the work module 120 corresponding to the work command.

통신부는 자율주행 로봇 시스템(100)이 작동하는 공간에 대한 평면도를 외부로부터 수신하고, 제어부는 SLAM(Simultaneous Localization and Map-building)으로 지도를 작성하고 상기 평면도를 대조하여 자율주행 지도를 완성시킬 수 있다.The communication unit receives a floor plan for the space in which the autonomous driving robot system 100 operates from the outside, and the control unit creates a map with SLAM (Simultaneous Localization and Map-building) and compares the floor plan to complete the autonomous driving map. have.

일 실시예에 따른 통신부는 실시간으로 자율주행 지도 영역에 대한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 수신하고, 제어부는 자율주행 지도 영역에 수신한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 반영하여 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다. The communication unit according to an embodiment receives the location information and motion information of the object in the autonomous driving map area in real time, and the control unit reflects the received location information and motion information of the object in the autonomous driving map area to the driving module 120 can be controlled.

일 실시예에 따른 통신부는 외부에서 자율주행 금지 구역 정보를 수신하고, 제어부는 수신한 자율주행 금지 구역 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어할 수 있다. According to an embodiment, the communication unit may receive autonomous driving prohibited zone information from the outside, and the controller may control the driving module by reflecting the received autonomous driving prohibited zone information in the autonomous driving map area.

일 실시예에 따른 센서부는 자율주행 로봇 시스템(100)의 위치를 특정하고, 외부 객체의 위치 및 속도를 특정하고, 제어부는 센싱된 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다. The sensor unit according to an embodiment specifies the position of the autonomous driving robot system 100, specifies the position and speed of an external object, and the control unit reflects the sensed information in the autonomous driving map area to operate the driving module 120 can be controlled

일 실시예에 따른 제어부는 센싱된 외부 객체의 위치 및 속도에서 비이상 상태(anomaly condition)가 감지된 경우, 비이상 상태가 감지된 영역을 일시적 이동금지 영역으로 설정하고 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다. 이는, 자율 주행 상황에 있어서 통상적인 상황으로 인식되는 것보다 과도하게 많은 객체가 인식되거나, 또는 통상적인 상황으로 인식되는 것보다 빠른 속도의 객체가 인식되거나, 온도, 습도 등에 있어서 통상적인 상황으로 인식되는 것보다 기준치를 넘어서는 데이터가 센싱되는 경우에는 비이상 상태로 판단할 수 있다. 이는, 사고나 급작스러운 상황이 발생했을 때 자율주행 로봇 시스템(100)이 통상적인 작업을 수행함으로 인한 2차 피해의 발생을 제어하고자 함에 있다. When an anomaly condition is detected in the sensed position and speed of the external object, the controller according to an embodiment sets the area in which the abnormal condition is detected as a temporary movement prohibition area and controls the driving module 120 . can do. In the autonomous driving situation, excessively many objects are recognized than recognized as a normal situation, or objects with a higher speed than recognized as a normal situation are recognized, or recognized as a normal situation in temperature, humidity, etc. When data exceeding the standard value is sensed, it can be determined as an abnormal state. This is to control the occurrence of secondary damage due to the autonomous driving robot system 100 performing a normal operation when an accident or sudden situation occurs.

제어부는 비이상 상태 감지 및 일시적 이동금지 영역에 대한 설정 정보를 통신부를 통하여 외부 서버(200)로 송신하고, 비이상 상태에 대한 감지 타당 여부, 일시적 이동금지 영역 설정 해제 여부를 수신하고, 수신된 정보를 바탕으로 주행 모듈(120) 및 작업 모듈(130)을 제어할 수 있다. 이를 통해, 실제로는 비이상 상태가 아닌 경우에는, 외부 서버(200)에서 해당 비이상 상태를 해제함으로써 자율주행 로봇 시스템(100)이 비이상 상태가 아님에도 작업을 수행하지 못하는 것을 예방할 수 있다.The control unit transmits the abnormal state detection and setting information on the temporary movement prohibition area to the external server 200 through the communication unit, receives whether the detection of the abnormal condition is appropriate, whether the temporary movement prohibition area setting is canceled, Based on the information, the driving module 120 and the work module 130 may be controlled. Through this, when the non-abnormal state is not actually an abnormal state, it is possible to prevent the autonomous driving robot system 100 from failing to perform a task even though the non-abnormal state is not in the abnormal state by releasing the abnormal state in the external server 200 .

도 2는 본 발명에 따른 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈 교환 방법을 구체적으로 도시한 순서도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 작업 모듈 교환 방법은, 네트워킹 모듈이 외부에서 작업 명령을 수신하는 단계(S110), 네트워킹 모듈이 수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는지 여부를 판별하는 단계(S120), 2 is a flowchart specifically illustrating a method of exchanging a work module of an autonomous driving robot system according to the present invention. Referring to FIG. 2 , in the method for exchanging a work module according to the present invention, the networking module receives a work command from the outside ( S110 ), the work that the work module currently equipped with the work command received by the networking module can perform Step (S120) to determine whether it matches the content,

수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는 경우(C1-네), 네트워킹 모듈이 주행 모듈 및 작업 모듈을 제어하여 작업을 수행하는 단계(S170) 및If the received work command matches the work that the currently mounted work module can perform (C1-Yes), the networking module controls the driving module and the work module to perform the work (S170) and

수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 불일치하는 경우(C1-아니오), If the received work command does not match the work that the currently mounted work module can perform (C1-No),

네트워킹 모듈은 주행 모듈을 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계(S130 내지 S170)를 포함한다.The networking module includes steps (S130 to S170) of controlling the driving module to mount a work module that matches the received work command.

작업 모듈을 장착시키는 단계(S130 내지 S170)는, The step of mounting the work module (S130 to S170) is,

네트워킹 모듈은 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템을 이동시키는 단계(S130);The networking module includes: moving the autonomous driving robot system to an external charger (S130);

충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템을 고정시키는 단계(S140);fixing the autonomous driving robot system by combining the charging unit with an external charger (S140);

결합 모듈을 제어하여 기존 작업 모듈을 네트워킹 모듈로부터 해제시키는 단계(S150); 및Controlling the coupling module to release the existing working module from the networking module (S150); and

리프트를 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계(S160);를 포함한다.and controlling the lift to mount a work module that matches the received work command (S160).

도 3 내지 도 6은 은 도 2에 따른 자율주행 로봇 시스템(100)의 작업 모듈(130) 교환을 도시한 도면이다. 3 to 6 are diagrams illustrating the exchange of the operation module 130 of the autonomous driving robot system 100 according to FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 자율주행 로봇 시스템(100)이 리프트형 충전기(300)과 결합된다. 자율주행 로봇 시스템(100)의 각 모듈, 주행 모듈(120), 작업 모듈(130), 네트워킹 모듈(110)은 각각 충전부(410)를 통해 리프트형 충전기(300)와 결합되어 개별적으로 충전될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the autonomous driving robot system 100 is combined with a lift-type charger 300 . Each module of the autonomous driving robot system 100, the driving module 120, the work module 130, and the networking module 110 can be individually charged by being combined with the lift-type charger 300 through the charging unit 410, respectively. have.

도 4를 참조하면, 자율주행 로봇 시스템(100)은 작업 모듈(130)의 변경을 리프트형 충전기(300)로 요청하고, 리프트형 충전기(300)는 별도 유닛을 통해 작업 모듈(130)을 주행 모듈(120)로부터 연직방향으로 이탈시켜 상승시킬 수 있다. 결합 모듈(도 1의 140)은 리프트형 충전기(300)가 주행 모듈(120)을 연직방향으로 상승시키기 이전에 양 모듈 간의 결합을 해제할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the autonomous driving robot system 100 requests a change of the work module 130 to the lift-type charger 300 , and the lift-type charger 300 drives the work module 130 through a separate unit. It can be lifted off the module 120 in the vertical direction. The coupling module ( 140 in FIG. 1 ) may release the coupling between the two modules before the lift-type charger 300 lifts the driving module 120 in the vertical direction.

도 5를 참조하면, 자율주행 로봇 시스템(100)은 별도의 작업 모듈(130')을 마련하고, 도 6을 참조하면, 결합 모듈(도 1의 140)은 작업 모듈(130')을 하강시켜 주행 모듈(120) 및 네트워킹 모듈(110)과 결합시킬 수 있다. Referring to FIG. 5 , the autonomous driving robot system 100 provides a separate work module 130 ′, and referring to FIG. 6 , the coupling module 140 in FIG. 1 lowers the work module 130 ′. It can be combined with the driving module 120 and the networking module 110 .

현재 도시된 도면 상으로는 주행 모듈(120) 상에 작업 모듈(130) 및 네트워킹 모듈(110)이 순차적으로 적층되고 결합되는 것으로 도시되어 있으나 이는 일 실시예에 불과하고, 주행 모듈(120) 상에 네트워킹 모듈(110)이 먼저 적층되고, 작업 모듈(130)이 순차적으로 적층되는 것도 가능함은 물론이다.Although it is shown that the working module 130 and the networking module 110 are sequentially stacked and coupled on the driving module 120 on the current drawing, this is only an embodiment, and networking on the driving module 120 Of course, it is also possible that the module 110 is first stacked, and the operation module 130 is sequentially stacked.

도 7 내지 도 8는 외부에 마련되는 리프트형 충전기가 리프트 지지대를 통해 작업 모듈을 교환하는 모습을 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하면 리프트형 충전기가 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈을 교환하는 경우의 평면도 및 측면도가 도시된다.7 to 8 are diagrams illustrating a state in which a lift-type charger provided outside exchanges a work module through a lift support. 7 and 8, a plan view and a side view are shown when the lift-type charger exchanges the work module of the autonomous driving robot system.

도 7을 살피면, 자율주행 로봇 시스템 상의 네트워킹 모듈에 카메라부, 라이다부, GPS 센서, IMU 센서 등이 분포한 모습이 도시된다.Referring to FIG. 7 , a state in which a camera unit, a lidar unit, a GPS sensor, an IMU sensor, etc. are distributed in the networking module on the autonomous driving robot system is shown.

도 8을 참조하면, 작업모듈의 교환시에 작업모듈의 양 측면으로 리프트 지지대가 결합되고, 해당 리프트 지지대가 리프트형 충전기의 리프트에 의해 연직 방향으로 승강하는 모습이 도시된다.Referring to FIG. 8 , when the work module is exchanged, the lift support is coupled to both sides of the work module, and the lift support is vertically elevated by the lift of the lift-type charger.

도 9는 자율주행 로봇 시스템의 작업 모듈 교환 수행시의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 9를 참조하면, 리프트형 충전기(300)가 리프트 부재(310)을 통해 작업 모듈(130) 및 네트워킹 모듈(110)을 주행 모듈(120)로부터 이탈시켜 연직방향으로 상승시키는 모습이 도시되나, 이는 일실시예에 불과하다.9 is a cross-sectional view illustrating a cross-section of an autonomous driving robot system when a work module is exchanged. 9, the lift-type charger 300 separates the work module 130 and the networking module 110 from the driving module 120 through the lift member 310 to vertically rise, This is only an example.

도 10은 본 발명에 따른 자율주행 로봇의 일 예시에 따른 주행 경로를 맵핑하는 방법이 도시된 도면이다.10 is a diagram illustrating a method of mapping a driving path according to an example of an autonomous driving robot according to the present invention.

도 11은 자율주행 로봇의 일 예시에 따른 주행 경로를 맵핑한 도면이다. 통신부는 자율주행 로봇 시스템(100)이 작동하는 공간에 대한 평면도(Floor Plans data)를 외부로부터 수신하고, 제어부는 SLAM(Simultaneous Localization and Map-building)으로 지도를 작성하고 상기 평면도를 대조하여 자율주행 지도를 완성시킬 수 있다.11 is a diagram illustrating a mapping of a driving path according to an example of an autonomous driving robot. The communication unit receives floor plans data for the space in which the autonomous driving robot system 100 operates from the outside, and the control unit creates a map using SLAM (Simultaneous Localization and Map-building) and compares the floor plans to autonomously drive You can complete the map.

구체적으로, 도 10을 참조하면, 자율주행 로봇 시스템은 이동을 원하는 위치(Desired position)에 대한 신호를 전송 받고, 오차계산기(Error Calculator)를 통해 현재의 주행 위치를 특정하고 주행 위치 계산기(Odometry postion calculator)는 오차가 반영된 현재의 주행 위치(Previous odometry position) 및 이전의 주행 위치(Previous odometry position) 기록을 이용하여 주행 위치를 계산(Odometry position calculator)한다. 이후, 이동 지점 추적기(Closest point finder)는 가장 정확한 이동 지점(closest point)을 설정함에 있어, 로봇에 부착된 레이저 스캐너로 현재 위치에 대한 정보를 획득하고, 수신된 평면도(Floor Plans data)를 절대좌표 지도 생성기(Absolute Coordinates Map Generation)를 통해 절대좌표화 한 데이터를 레이저 스캐너로 특정된 위치(Feature Extraction)에 대한 데이터와 조합(Data Association)하여 생성한 자율주행 지도 데이터를 반영하여 최적의 주행 종착지를 추정 위치 측정기(Position estimator)를 통해 도출해 낼 수 있다.Specifically, referring to FIG. 10 , the autonomous driving robot system receives a signal for a desired position to move, specifies the current driving position through an error calculator, and calculates the driving position Calculator) calculates the driving position (Odometry position calculator) by using the previous odometry position and previous odometry position records in which the error is reflected. Thereafter, the Closest point finder acquires information about the current position with a laser scanner attached to the robot and absolute The optimal driving destination by reflecting the autonomous driving map data generated by combining (Data Association) data on a location (Feature Extraction) specified with a laser scanner by using the absolute coordinates data through the Absolute Coordinates Map Generation (Absolute Coordinates Map Generation) can be derived through an estimated position estimator.

일 실시예에 따른 통신부는 실시간으로 자율주행 지도 영역에 대한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 수신하고, 제어부는 자율주행 지도 영역에 수신한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 반영하여 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다.The communication unit according to an embodiment receives the location information and motion information of the object in the autonomous driving map area in real time, and the control unit reflects the received location information and motion information of the object in the autonomous driving map area to the driving module 120 can be controlled.

일 실시예에 따른 통신부는 외부에서 자율주행 금지 구역 정보를 수신하고, 제어부는 수신한 자율주행 금지 구역 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어할 수 있다. According to an embodiment, the communication unit may receive autonomous driving prohibited zone information from the outside, and the controller may control the driving module by reflecting the received autonomous driving prohibited zone information in the autonomous driving map area.

일 실시예에 따른 센서부는 자율주행 로봇 시스템(100)의 위치를 특정하고, 외부 객체의 위치 및 속도를 특정하고, 제어부는 센싱된 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈(120)을 제어할 수 있다. The sensor unit according to an embodiment specifies the position of the autonomous driving robot system 100, specifies the position and speed of an external object, and the control unit reflects the sensed information in the autonomous driving map area to operate the driving module 120 can be controlled

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specification as described above. Although the embodiments have been described using specific terms in the present specification, these are used only for the purpose of explaining the technical spirit of the present disclosure, and not used to limit the meaning or the scope of the present disclosure described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 자율주행 로봇 시스템
110 : 네트워킹 모듈
120 : 주행 모듈
130 : 작업 모듈100: autonomous driving robot system
110: networking module
120: driving module
130: work module

Claims (11)

정밀 맵핑 기술을 포함한 작업 모듈의 교체가 가능한 자율주행 로봇 시스템은,
자율주행 로봇의 위치를 공간적으로 감지하고 외부 객체의 위치를 감지하는 센서부, 작업 명령을 외부로부터 수신하는 통신부, 수신한 작업 명령에 따라 주행 모듈 및 결합 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 네트워킹 모듈;
네트워킹 모듈의 제어에 따라 주행하는 주행부, 외부 충전기와 결합되어 충전되는 충전부를 포함하는 주행 모듈;
상기 네트워킹 모듈과 결합되고, 상기 제어부의 제어에 따라 기결정된 작업을 수행하는 작업 모듈; 및
상기 충전부가 외부 충전기와 결합되어 있는 상태에서, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 작업 모듈과 상기 네트워킹 모듈과의 결합 및 해제를 수행하는 결합 모듈;을 포함하는 자율주행 로봇 시스템.The autonomous driving robot system that can replace work modules including precision mapping technology,
A networking module comprising: a sensor unit for spatially sensing the position of the autonomous driving robot and sensing the position of an external object; a communication unit for receiving a work command from the outside;
a driving module including a driving unit that travels under the control of the networking module, and a charging unit that is charged by being coupled to an external charger;
an operation module coupled to the networking module and configured to perform a predetermined operation under the control of the control unit; and
and a coupling module configured to couple and release the working module and the networking module under the control of the control unit while the charging unit is coupled to an external charger. 제1 항에 있어서,
상기 센서부는, 카메라유닛, 라이다유닛, 거리센서, IMU센서, GPS센서를 포함하는 자율주행 로봇 시스템.According to claim 1,
The sensor unit may include a camera unit, a lidar unit, a distance sensor, an IMU sensor, and a GPS sensor. 제1 항에 있어서,
상기 통신부가 수신한 작업 명령이 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 상이한 경우,
상기 네트워킹 모듈은 주행 모듈을 제어하여 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템을 이동시키고, 상기 충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템을 고정시키고, 상기 결합 모듈을 제어하여 기존 작업 모듈을 네트워킹 모듈로부터 해제시키고, 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.According to claim 1,
If the work command received by the communication unit is different from the work that can be performed by the mounted work module,
The networking module controls the driving module to move the autonomous driving robot system to an external charger, combines the charging unit with an external charger to fix the autonomous driving robot system, and controls the coupling module to release the existing work module from the networking module The autonomous driving robot system, characterized in that the work module corresponding to the received work command is installed. 제3 항에 있어서,
상기 작업 모듈은, 상기 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 경우에, 양 측면 방향으로 한 쌍의 리프트 지지대와 결합되어 외부의 승강하는 리프트 레일에 안착되어 상기 네트워킹 모듈과 장착되는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.4. The method of claim 3,
The work module is coupled to a pair of lift supports in both lateral directions and is seated on an external elevating lift rail to be mounted with the networking module when the work module matching the received work command is mounted. self-driving robot system. 제1 항에 있어서,
상기 통신부는 자율주행 로봇 시스템이 작동하는 공간에 대한 평면도를 외부로부터 수신하고, 상기 제어부는 SLAM(Simultaneous Localization and Map-building)으로 지도를 작성하고 상기 평면도를 대조하여 자율주행 지도를 완성시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.According to claim 1,
The communication unit receives a plan view of the space in which the autonomous driving robot system operates from the outside, and the control unit creates a map using SLAM (Simultaneous Localization and Map-building) and compares the floor plan to complete the autonomous driving map self-driving robot system. 제5 항에 있어서,
상기 통신부는 실시간으로 자율주행 지도 영역에 대한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 수신하고, 상기 제어부는 자율주행 지도 영역에 수신한 객체의 위치 정보 및 움직임 정보를 반영하여 상기 주행 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.6. The method of claim 5,
The communication unit receives location information and motion information of an object in the autonomous driving map area in real time, and the control unit controls the driving module by reflecting the received location information and motion information of the object in the autonomous driving map area self-driving robot system. 제5 항에 있어서,
상기 통신부는 외부에서 자율주행 금지 구역 정보를 수신하고,
상기 제어부는 수신한 자율주행 금지 구역 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.6. The method of claim 5,
The communication unit receives the autonomous driving prohibited zone information from the outside,
The autonomous driving robot system, characterized in that the controller controls the driving module by reflecting the received autonomous driving prohibited zone information in the autonomous driving map area. 제5 항에 있어서,
상기 센서부에서 자율주행 로봇의 위치를 특정하고, 외부 객체의 위치 및 속도를 특정하고, 상기 제어부는 센싱된 정보를 자율주행 지도 영역에 반영하여 상기 주행 모듈을 제어하고,
센싱된 외부 객체의 위치 및 속도에서 비이상 상태(anomaly condition)가 감지된 경우, 비이상 상태가 감지된 영역을 일시적 이동금지 영역으로 설정하고 상기 주행 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.6. The method of claim 5,
The sensor unit specifies the position of the autonomous driving robot, specifies the position and speed of an external object, and the control unit controls the driving module by reflecting the sensed information in the autonomous driving map area,
When an anomaly condition is detected in the position and speed of the sensed external object, the autonomous driving robot system, characterized in that the area in which the abnormal condition is detected is set as a temporary movement prohibition area and the driving module is controlled . 제8 항에 있어서,
상기 제어부는 비이상 상태 감지 및 일시적 이동금지 영역에 대한 설정 정보를 통신부를 통하여 외부 서버로 송신하고, 비이상 상태에 대한 감지 타당 여부, 일시적 이동금지 영역 설정 해제 여부를 수신하고, 수신된 정보를 바탕으로 주행 모듈 및 작업 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 로봇 시스템.9. The method of claim 8,
The control unit transmits the abnormal state detection and setting information on the temporary movement prohibition area to the external server through the communication unit, receives whether the detection of the abnormal state is appropriate, whether the temporary movement prohibition area setting is canceled, and transmits the received information An autonomous driving robot system, characterized in that it controls the driving module and the work module based on the 컴퓨팅 장치에 의해 각 단계가 수행되는 자율주행 로봇 시스템에 대한 작업 모듈 교환 방법에 있어서,
네트워킹 모듈이 외부에서 작업 명령을 수신하는 단계;
네트워킹 모듈이 수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는지 여부를 판별하는 단계;
수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 일치하는 경우, 네트워킹 모듈이 주행 모듈 및 작업 모듈을 제어하여 작업을 수행하는 단계; 및
수신한 작업 명령이 현재 장착된 작업 모듈이 수행할 수 있는 작업 내용과 불일치하는 경우,
네트워킹 모듈은 주행 모듈을 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계를 포함하고,
상기 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계는,
네트워킹 모듈은 외부 충전기로 자율주행 로봇 시스템을 이동시키는 단계;
충전부를 외부 충전기와 결합시켜 자율주행 로봇 시스템을 고정시키는 단계;
결합 모듈을 제어하여 기존 작업 모듈을 네트워킹 모듈로부터 해제시키는 단계; 및
리프트를 제어하여 수신한 작업 명령과 부합하는 작업 모듈을 장착시키는 단계;
를 포함하는 작업 모듈 교환 방법.
In the method of exchanging a work module for an autonomous driving robot system in which each step is performed by a computing device,
receiving, by the networking module, a work command from the outside;
determining whether the work command received by the networking module matches the work content that the currently mounted work module can perform;
when the received work command matches the work that the currently mounted work module can perform, the networking module performs the work by controlling the driving module and the work module; and
If the received work command is inconsistent with the work that can be performed by the currently mounted work module,
The networking module includes the step of controlling the driving module to mount the working module corresponding to the received work command,
The step of mounting the work module corresponding to the received work command comprises:
The networking module may include: moving the autonomous driving robot system to an external charger;
fixing the autonomous driving robot system by combining the charging unit with an external charger;
controlling the coupling module to release the existing working module from the networking module; and
controlling the lift to mount a work module corresponding to the received work command;
A method of exchanging a work module comprising a.
 삭제delete
KR1020210098518A 2021-07-27 2021-07-27 An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module KR102335974B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210098518A KR102335974B1 (en) 2021-07-27 2021-07-27 An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210098518A KR102335974B1 (en) 2021-07-27 2021-07-27 An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102335974B1 true KR102335974B1 (en) 2021-12-07

Family

ID=78868128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210098518A KR102335974B1 (en) 2021-07-27 2021-07-27 An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102335974B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102589483B1 (en) * 2022-09-26 2023-10-16 한국건설기술연구원 System and method for inspecting road facilities using artificial intelligence
CN117731206A (en) * 2024-02-20 2024-03-22 沈阳清云科技有限公司 Robot positioning calibration device
WO2024080452A1 (en) * 2022-10-14 2024-04-18 현대자동차주식회사 Smart distribution vehicle and assembly method therefor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080113685A (en) * 2007-06-25 2008-12-31 성균관대학교산학협력단 Modularized mobile robot systemn
KR20200101529A (en) * 2019-01-31 2020-08-28 엘지전자 주식회사 Lawn mover robot and controlling method for the same
KR20200126774A (en) * 2019-04-30 2020-11-09 한국기계연구원 Stack-Type Module Robot
KR20210010274A (en) * 2019-07-17 2021-01-27 주식회사 유진로봇 Environment Learning Device and Method in Charging Time for Autonomous Mobile Robot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080113685A (en) * 2007-06-25 2008-12-31 성균관대학교산학협력단 Modularized mobile robot systemn
KR20200101529A (en) * 2019-01-31 2020-08-28 엘지전자 주식회사 Lawn mover robot and controlling method for the same
KR20200126774A (en) * 2019-04-30 2020-11-09 한국기계연구원 Stack-Type Module Robot
KR20210010274A (en) * 2019-07-17 2021-01-27 주식회사 유진로봇 Environment Learning Device and Method in Charging Time for Autonomous Mobile Robot

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102589483B1 (en) * 2022-09-26 2023-10-16 한국건설기술연구원 System and method for inspecting road facilities using artificial intelligence
WO2024080452A1 (en) * 2022-10-14 2024-04-18 현대자동차주식회사 Smart distribution vehicle and assembly method therefor
CN117731206A (en) * 2024-02-20 2024-03-22 沈阳清云科技有限公司 Robot positioning calibration device
CN117731206B (en) * 2024-02-20 2024-04-16 沈阳清云科技有限公司 Robot positioning calibration device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102335974B1 (en) An Autonomous Robot System comprising precision mapping technology with interchangeable Work Module
US11373395B2 (en) Methods and systems for simultaneous localization and calibration
US11167964B2 (en) Control augmentation apparatus and method for automated guided vehicles
JP6631823B1 (en) Robot and its automatic docking and charging method, system, electronic device, and storage medium
US20210001480A1 (en) Autonomous Mobile Robot And Method For Controlling An Autonomous Mobile Robot
EP2791842B1 (en) Positive and negative obstacle avoidance system for a mobile robot
US10371567B2 (en) Intelligent noise monitoring device and noise monitoring method using the same
US20220357174A1 (en) Stand-alone self-driving material-transport vehicle
US20210271262A1 (en) Autonomous Mobile Robot And Method For Controlling An Autonomous Mobile Robot
WO2020187134A1 (en) Method and device for enabling mobile robot to return for charging, mobile robot, system and storage medium
KR102028346B1 (en) Following cart
CN110986920B (en) Positioning navigation method, device, equipment and storage medium
US20210271246A1 (en) Arithmetic device, movement control system, control device, moving object, calculation method, and computer-readable storage medium
US10852740B2 (en) Determining the orientation of flat reflectors during robot mapping
CN112236733A (en) Computerized system for guiding mobile robot to docking station and using method thereof
CN114714357A (en) Sorting and carrying method, sorting and carrying robot and storage medium
EP4191361A1 (en) Multi-robot control system and method
KR102335101B1 (en) An Autonomous Robot System comprising a plurality of interchangeable Module
JP6687313B1 (en) Transport system
CN110956327B (en) Multi-robot automatic parking method, medium, terminal and device
Hu et al. Autonomous docking of miniature spherical robots with an external 2d laser rangefinder
US20230115421A1 (en) Self-moving device and working method therefor
CN116125973A (en) Regression docking method and system of self-moving robot and self-moving robot
CN117419733A (en) Method for identifying a map of the surroundings with errors
TW202303326A (en) Modular control system and method for controlling automated guided vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant