KR102358125B1 - 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇 및 이의 작업 기반 이동경로 생성 방법 - Google Patents

Abstract

시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계; 상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화 또는 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계; 상기 영역에 도달시 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계; 상기 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 단계; 및 상기 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇 및 이의 작업 기반 이동경로 생성 방법{MOBILE ROBOT FOR PERFORMING SCENARIO-BASED TASKS AND METHOD FOR GENERATING TASK-BASED PATHS}

본 발명은 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇 및 이의 작업 기반 이동경로 생성 방법에 관한 것이다.

4차 산업혁명 시대를 맞이하여 유통, 호텔, 물류 등 다양한 산업 분야에서 인공지능 개발되면서 서비스 로봇의 도입이 증가하는 추세이다.

이러한 서비스 로봇의 원활한 주행을 위해서는, 다수의 로봇들이 공유하여 사용할 정비된 지도환경 데이터를 제공해 주어야 한다.

이를 위한 맵 데이터는 이동로봇들의 주행이 원활하게 이루어질 수 있도록 맵 에디터를 통해 정비되어 각 이동로봇들로 배포된다.

맵 데이터는 기본적으로 로봇의 운영 계획에 맞추어 공통의 지도 공간 정보를 제공하고 있으나, 어떤 환경에 어떤 정보를 제공할 것인지에 대한 구체적인 설정이 미흡한 실정이다.

공개특허공보 10-2015-0126482, 2015.11.12

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시나리오 기반 작업에 포함된 역할을 수행하기 위한 영역을 지정하고, 목적지까지의 역할 수행을 위한 이동경로를 생성하되, 해당 영역에 도달시 시나리오 기반 작업에 포함된 역할에 대응하는 상태로 전환하기 위한 정보를 이동경로와 함께 생성할 수 있는 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇 및 이의 작업 기반 이동경로 생성 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법은 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계; 상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화 또는 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계; 상기 영역에 도달시 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계; 상기 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 단계; 및 상기 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계는, 상기 영역으로 상기 목적지를 경유하는 하나 이상의 경유지에 대한 선택 입력을 수신할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화 또는 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계는, 상기 경유지의 도달, 통과 및 우회 중 어느 하나의 옵션에 따라 상기 구역 및 구간 중 하나 이상을 상기 맵 데이터에 포함시키고, 상기 경유지에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는, 상기 옵션에 따른 주행 속도 및 방향의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계는, 상기 작업에 포함된 제1 역할을 수행하기 위한 제1 영역과, 제2 역할을 수행하기 위한 제2 영역의 선택 입력을 수신하는 것이고, 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는, 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이동함에 따라, 상기 제1 역할 수행을 위한 제1 상태에서 상기 제2 역할 수행을 위한 제2 상태로 변경시키기 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는, 상기 제1 및 제2 상태를 결정하기 위한 데이터 및 가중치를 상기 맵 데이터의 메타데이터와 함께 상기 파라미터로 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는, 상기 생성된 이동경로 상에서 상기 이동로봇의 이동제약이 있는 영역을 판단하는 단계; 및 상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에서의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 생성된 이동경로 상에서 상기 이동로봇의 이동제약이 있는 영역을 판단하는 단계는, 상기 생성된 이동경로 중 상기 이동로봇의 크기 데이터에 기반한 이동 불가 영역, 상기 복수의 이동로봇 간의 충돌위험이 높은 영역 및 상기 이동로봇의 접근 금지 영역 중 적어도 하나의 영역이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에서의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는, 상기 맵 데이터로부터 경로비용 기반 맵을 독출하는 단계; 및 상기 경로비용 기반 맵의 상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에 대응하는 레이어 상에 상기 상태 변경을 위한 파라미터 정보를 부가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 상기 생성된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 서버로 전송하는 단계; 및 상기 서버로부터 전체 이동로봇의 각 역할을 수행하기 위한 영역 및 이동경로 수집을 통한 교통제어가 필요한 영역이 수정된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 시나리오 기반 작업을 위한 이동경로를 생성하는 이동로봇은 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력 및 상기 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 통신모듈, 상기 선택 입력된 영역 및 목적지를 포함하는 경로를 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화하거나 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 상기 맵 데이터에 포함시키고, 상기 영역에 도달시 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키며, 상기 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 경로를 생성한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상기 이동경로 생성 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상술한 본 발명에 의하면, 이동로봇의 이동경로 생성시, 경유해야 하는 경유지나 역할 수행을 위한 영역, 이동제약이 있는 영역, 교통 통제가 필요한 영역을 고려하여 생성할 수 있다.

특히, 각 영역에서의 이동로봇의 필요한 역할에 따라 이동로봇의 속도나 방향이 제어되도록 할 수 있으며, 다른 영역으로의 전환시 상태 정보가 변경되는 등 각 영역에서의 특성을 고려한 이동경로 생성이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시나리오 기반 작업을 위한 이동경로를 생성하는 이동로봇의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법의 순서도이다.
도 4는 경유지 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 맵 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 경로비용 기반 맵을 수정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 이동제약 영역 정보를 반영한 일 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 교통제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇 관리 시스템(1)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시나리오 기반 작업을 위한 이동경로를 생성하는 이동로봇(200)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에서의 이동로봇 관리 시스템(1)은 이동로봇 관리 서버(100) 및 복수의 이동로봇(200)을 포함한다.

복수의 이동로봇(200)은 시나리오 기반 작업을 수행한다. 시나리오 작업은 적어도 하나의 영역마다 할당된 역할을 포함하도록 구성되고, 이동로봇(200)은 시나리오 기반 작업을 수행하기 위해 이동경로를 따라 이동하며, 설정된 영역에서의 역할을 수행하며 목적지로 이동한다.

이러한 이동로봇은 통신모듈(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다.

통신모듈(210)은 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역에 대한 선택 입력을 수신하고, 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신한다.

메모리(220)에는 선택 입력된 영역과 목적지를 포함하는 경로를 생성하기 위한 프로그램이 저장된다.

프로세서(230)는 메모리(220)에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화하거나, 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시킨다. 그리고 선택된 영역에 도달시 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시키고, 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 경로를 생성한다.

이동로봇 관리 서버(100)는 이동로봇(200)의 상태에 기반하여 이동경로를 관리한다 이때, 이동로봇 관리 서버(100)는 전체 이동로봇(200)들의 각 역할이 수행되는 영역을 수집하고 각 이동로봇(200)의 이동경로를 수집하여, 이동로봇(200)들의 교통제어가 필요한 영역을 대상으로 이동로봇(200)의 정지, 재개 등의 다양한 상태를 조절할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여, 이동로봇(200)의 작업 기반 이동경로 생성 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇(200)의 작업 기반 이동경로 생성 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 이동로봇(200)의 작업 기반 이동경로 생성 방법은, 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계(S310), 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화하거나 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계(S320), 선택된 영역에 도달시 해당 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시키는 단계(S330), 시나리오 기반 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 단계(S340) 및 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계(S350)를 포함한다.

이때, 본 발명에서의 이동로봇(200)은 실시예에 따라 지정된 경유지의 주행 기능, 각 영역에서의 역할에 따른 상태 변경 기능, 이동제약 영역에서의 상태 변경 기능 및 이동로봇 관리 서버(100)와의 연동을 통한 교통제어 기능을 수행할 수 있는바, 이하 순차적으로 설명하도록 한다.

지정된 경유지의 주행 기능

도 4는 경유지 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 일 예시를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예는 먼저, 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신할 수 있다. 즉, 이동로봇(200)이 목적지까지 이동시 경유하는 하나 이상의 경유지에 대한 선택 입력을 수신할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)이 작업 수행을 위한 목적지를 입력받는 것만으로도 경유지를 포함한 이동경로를 생성할 수 있다. 이때, 경유지는 시작지에서 목적지까지의 이동시 최단거리나 최단시간을 위해 경유하는 경유지가 아닌 이상, 작업에 포함된 역할을 수행하기 위한 이동경로 상에 포함될 수 있다.

그 다음, 선택된 영역에 대응하는 구역 및 구간 중 하나 이상을 맵 데이터에 포함시키고, 해당 영역 도달시 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시킨다.

즉, 경유지로 도달하는 옵션이나, 경유지를 통과하거나 우회하는 어느 하나의 옵션에 따라 선택된 영역에 대응하는 구역 및 구간 중 하나 이상을 맵 데이터에 포함시키고, 옵션에 따른 주행 속도 및 방향의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

그 다음 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하고, 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성한다.

일 예로, 본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)의 이동경로를 생성함에 있어, 도 4의 (a)와 같이 Ray-casting 방법으로 경유지에 해당하는 영역을 판단할 수 있으며, 이 중에서 선택 입력된 영역에 대응하는 곳을 경유지로 설정하여 목적지까지의 경로를 생성할 수 있다.

또 다른 예로, 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성함에 있어, 도 4의 (b)와 같이 Way-point 기법에 따라 이동하고자 하는 영역을 경유지로 하는 최적의 이동경로를 생성할 수 있다.

그밖에, 본 발명의 일 실시예는 선택 입력되는 경유지 영역이 장애물이 존재하는 영역이나 다른 이동로봇이 존재하는 영역일 수 있으며, 이러한 입력 사항에 따라 이동로봇(200)의 주행시 발생할 수 있는 충돌 상황을 미리 회피할 수도 있다.

각 영역에서의 역할에 따른 상태 변경 기능

본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)이 수행하는 시나리오 기반 작업에 따라 단기 프로세스나 일정 시간 지속되는 프로세스 역할을 수행할 수 있다. 시나리오 작업은 예를 들어, 보안, 감시, 구조, 탐사 등일 수 있다.

구체적으로 이동로봇(200)은 시나리오 기반 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력으로, 작업에 포함된 제1 역할을 수행하기 위한 제1 영역과, 제2 역할을 수행하기 위한 제2 영역의 선택 입력을 수신할 수 있다.

예를 들어, 감시 작업을 수행하는 이동로봇(200)의 경우 제1 영역에서는 제1 역할로 순찰 역할을 수행하고, 순찰 역할을 수행하기 위해 카메라 감시 알고리즘, 사람 감시 알고리즘, 인증 안내 프로세스 등을 함께 수행할 수 있다. 또한, 제2 영역에서는 보안 역할을 수행하며, 보안 역할을 수행하기 위해 지정 구역 감시 정보 업데이트, 인증 안내 프로세스, 순환 이동 복귀 기능, 긴급 알람 및 추적 기능 등을 함께 수행할 수 있다.

그 다음, 이동로봇(200)은 선택된 영역에 대응하는 구역 또는 구간을 맵 데이터에 포함시키고, 선택된 영역에 도달시 해당 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시킨다. 이때, 본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)이 제1 영역에서 제2 영역으로 이동함에 따라, 제1 역할 수행을 위한 제1 상태에서 제2 역할 수행을 위한 제2 상태로 변경시키기 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

즉, 맵 데이터를 기반으로 역할을 수행함에 있어, 각 영역마다 해당되는 알고리즘을 변경함으로써 각각의 역할을 변경 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역에 해당하는 노드나 링크에서는 제1 역할로 감시 역할을 수행하고 있는 상태에서, 제2 영역에 해당하는 노드나 링크로 이동시 제2 영역에 해당하는 제2 역할인 순찰 역할로 전환할 수 있다. 이동로봇(200)은 상태 머신(State-machine)을 포함할 수 있으며, 상태 머신을 통해 각 상태마다 다른 판단을 할 수 있는 별도의 알고리즘이나 프로세스를 수행하게끔 할 수 있다.

이때, 제1 상태는 제1 역할에 대응하는 카메라 감시 알고리즘이나 인증 안내 프로세서 등을 수행하고 있는 상태이고, 전환되는 제2 상태는 제2 역할에 대응하는 순환 이동 복귀 알고리즘이나 인증 안내 프로세서 등을 수행하고 있는 상태를 의미한다.

이때, 본 발명의 일 실시예는 제1 및 제2 상태를 결정하기 위한 데이터 및 가중치를 맵 데이터의 메타 데이터와 함께 파라미터로 생성하여 맵 데이터에 포함시킬 수 있다. 즉, 각 이동로봇(200)의 각 영역마다 지정된 역할마다 이동로봇의 주행속도, 감지범위, 알고리즘 등 선택 사용할 정보가 상이하므로, 본 발명의 일 실시예는 이를 결정할 수 있는 데이터와 가중치를 맵 데이터의 메타 데이터와 함께 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

이후, 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신함에 따라, 이동로봇(200)은 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동 경로를 생성할 수 있다.

이동제약 영역에서의 상태 변경 기능

본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)의 이동시 이동제약이 있는 영역에서의 상태 변경이 가능하도록 경로를 생성할 수 있다.

도 5는 맵 데이터를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 경로비용 기반 맵을 수정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 이동제약 영역 정보를 반영한 일 예시를 도시한 도면이다.

시나리오 기반 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하면, 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성한다.

이후, 생성된 이동경로 상에서 이동로봇(200)의 이동제약이 있는 영역을 판단하고, 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에서의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시킬 수 있다.

일 실시예로, 생성된 이동경로 중 이동로봇(200)의 크기 데이터에 기반하여 이동로봇(200)의 이동 불가 영역을 이동제약 영역으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 이동로봇(200)의 이동경로가 설정되어 있다 하더라도, 복도나 출입구, 엘리베이터 등과 같이 좁은 공간에서는 이동로봇(200)이 어느정도 공간을 확보해야 이동이 가능한지 알 수가 없다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예는 이동로봇(200)의 크기 데이터를 맵 데이터 상의 이동경로의 폭과 비교하여 이동로봇(200)이 이동 가능한 영역인지 아니면 이동불가 영역인지 여부를 판단할 수 있다.

또 다른 실시예로, 생성된 이동경로 중 복수의 이동로봇 간의 충돌위험이 높은 영역을 이동제약 영역으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 단순히 이동로봇(200)의 이동경로가 설정되어 있는 경우라 하더라도, 이동로봇 간의 충돌 위험이 잦은 영역을 고려하지 않으면, 이동로봇(200)은 해당 지역에서 속도를 어느정도 감속해야 하는지 알 수가 없다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 충돌위험이 높은 영역을 이동제약이 있는 영역으로 설정하고 해당 영역에 도달시 이동로봇(200)의 상태가 변경되게끔 할 수 있다.

또 다른 실시예로, 생성된 이동경로 중 이동로봇(200)의 접근 금지 영역을 이동제약 영역으로 판단할 수 있다. 이는 이동경로가 설정되어 있고 로봇의 크기 데이터나 충돌위험이 높은 영역을 설정하였다 하더라도, 지도만으로는 알 수 없는 영역이 존재할 수 있는바, 본 발명의 일 실시예는 이러한 영역을 접근 금지 영역으로 설정하여 이동로봇(200)의 이동제약 영역으로 판단하게끔 할 수 있다.

이와 같이 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역의 경우 이동로봇(200)의 상태 변경을 일으켜야 하며, 이를 위한 파라미터를 생성하여 맵 데이터에 포함시켜야 한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 맵 데이터로부터 경로비용 기반 맵을 독출하고, 경로비용 기반 맵 상에 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에 대응하는 레이어 상에 상태 변경을 위한 파라미터 정보를 부가할 수 있다. 이를 통해 경로비용 기반 맵을 수정할 수 있으며, 경로비용에 따라 이동이 불가능한 공간을 가능하게 하거나, 반대로 이동 가능한 공간을 이동하지 못하게 정보를 추가할 수도 있다.

맵 데이터는 도 5의 (a)와 같이 맵 에디터를 통해 최초 생성될 수 있으며, 맵 에디터를 통한 맵 데이터는 사용자에 의해 수동으로 생성이 가능함은 물론이나, 바람직하게는 이동로봇(200)의 초음파, 라이더, 레이더 센서 등을 통해 수집된 데이터를 기반으로 생성될 수 있다. 경로비용 기반 맵은 도 5의 (b)와 같이 계층화된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 경로비용 기반 맵은 장애물 영역이나 이동제약 영역 등이 계층화된 형태로 제공될 수 있다.

접근 금지 영역과 같은 이동제약이 있는 것으로 판단된 경우, 이동로봇(200)은 도 6의 (a)와 같이 장애물 영역에 대응하는 레이어 상에 이동이 불가하도록 상태 변경을 위한 파라미터 정보를 부가한다. 이에 따라, 이동로봇(200)은 속도 및 방향과 같은 상태 변경을 통해 해당 영역을 우회할 수 있다.

반대로, 통로 영역과 같이 이동제약이 없는 영역의 경우 도 6의 (b)와 같이 장애물 영역에는 별도의 부가된 정보가 없으며, 이에 따라 이동로봇(200)은 상태 변경 없이 해당 영역을 통과할 수 있다.

이동제약이 있는 것으로 판단된 영역의 경우 도 7의 (a)와 같은 기본 맵 데이터 상에 별도의 표시(P1)를 통해, 이동제약 영역을 도 7의 (b)와 같이 나타낼 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예는 맵 데이터로부터 경로기반 맵을 독출하면, 레이어 형태로 구성된 경로기반 맵 상에 새로운 래이어를 추가하여 새로운 환경정보를 추가할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 환경정보마다 비용 확산 범위를 조절하여 경로를 생성하는 경향성도 조절할 수도 있다.

이동로봇 관리 서버에 의한 교통제어 기능

본 발명의 일 실시예는 각 이동로봇(200)에서 이동경로를 생성하되, 교통 제어가 필요한 영역의 경우, 이동로봇(200)은 생성된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 서버(100)로 전송하여 서버(100)에의한 교통제어를 받을 수 있다.

도 8은 교통제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 복도, 출입구, 엘리베이터, 공장 환경과 같은 물리적인 공간(P2)에 다수의 이동로봇(200)이 진입하는 경우, 다수의 이동로봇(200)이 동시에 통행할 수 없기 때문에 대기열이 발생하게 된다.

이때, 모든 영역이 교통 제어를 필요로 하는 것이 아니며, 모든 영역을 대상으로 교통 제어를 할 경우 교통 제어를 해야하는 이동로봇(200)의 수에 따라 이동로봇 관리 서버(100)는 연산량이 높아지고 통신 데이터량도 늘어나게 되므로, 서버(100) 측면에서는 각 이동로봇(200)의 이동경로를 파악하여 각 이동로봇(200)마다 교통 제어를 필요로 하는 각 영역을 추출하여 이동경로를 수정할 필요가 있다.

이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 이동로봇(200)에서 생성된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 서버(100)로 전송하면, 서버(100)는 전체 이동로봇(200)들로부터 각 역할을 수행하기 위한 영역에 관한 정보와 각 이동경로의 정보를 수집한다. 그리고 수집된 정보를 통해 교통제어가 필요한 영역(P2)을 수정한 후, 수정된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 각 이동로봇(200)에 배포한다.

이동로봇(200)은 경유지와 시작지 및 목적지의 위치를 참조하여 이동경로를 설정하게 되는데, 이동경로가 수정된 맵 데이터를 서버(100)로부터 수신함에 따라 수정된 경로로 이동함으로써 각 이동로봇(200) 간에는 교통 제어가 될 수 있다.

이와 더불어, 각 이동로봇(200)은 특정 영역에 도달함에 따라 교통 제어가 필요하다고 판단할 경우, 이동로봇 관리 서버(100)로 교통 제어가 필요함을 알림으로써 서버(100)의 엄격한 제어를 받을 수도 있다.

한편, 상술한 설명에서, 단계 S310 내지 S350은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 전술한 도 1 및 도 2의 내용은 도 3 내지 도 8의 이동경로 생성 방법에도 적용될 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동경로 생성 방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 이동로봇 관리 시스템
100: 이동로봇 관리 서버
200: 이동로봇
210 : 통신모듈
220 : 메모리
230 : 프로세서

Claims (10)

1. 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법에 있어서,
   보안, 감시, 구조, 탐사 중 어느 하나의 상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력을 수신하는 단계;
   상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화 또는 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계;
   상기 영역에 도달시 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계;
   상기 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 단계; 및
   상기 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 이동경로를 생성하는 단계를 포함하고,
   상기 영역의 선택 입력 수신 단계는,
   상기 작업에 포함된 제1 역할을 수행하기 위한 제1 영역과, 제2 역할을 수행하기 위한 제2 영역의 선택 입력을 수신하되, 상기 작업이 상기 감시에 대한 작업인 경우, 상기 감시에 대한 작업에 포함되는 상기 제1 역할인 순찰 역할에 해당하는 제1 영역 및 상기 감시 작업에 포함되는 상기 제2 역할인 보안 역할에 해당하는 제2 영역의 선택 입력을 수신하고,
   상기 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는,
   상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이동함에 따라, 상기 제1 역할 수행을 위한 제1 상태에서 상기 제2 역할 수행을 위한 제2 상태로 변경시키기 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 것이고,
   상기 이동로봇은,
   상기 순찰 역할을 수행하기 위한 카메라 감시 알고리즘, 사람 감시 알고리즘, 인증 안내 프로세스를 수행하고, 상기 보안 역할을 수행하기 위한 지정 구역 감시 정보 업데이트, 인증 안내 프로세스, 순환 이동 복귀 기능, 긴급 알람 및 추적 기능을 수행하는, 시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 영역의 선택 입력 수신 단계는,
   상기 영역으로 상기 목적지를 경유하는 하나 이상의 경유지에 대한 선택 입력을 수신하는 것인
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화 또는 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 맵 데이터에 포함시키는 단계는,
   상기 경유지의 도달, 통과 및 우회 중 어느 하나의 옵션에 따라 상기 구역 및 구간 중 하나 이상을 상기 맵 데이터에 포함시키고,
   상기 경유지에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는,
   상기 옵션에 따른 주행 속도 및 방향의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 것인
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는,
   상기 제1 및 제2 상태를 결정하기 위한 데이터 및 가중치를 상기 맵 데이터의 메타데이터와 함께 상기 파라미터로 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 것인
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 생성된 이동경로 상에서 상기 이동로봇의 이동제약이 있는 영역을 판단하는 단계; 및
   상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에서의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계를 더 포함하는
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 생성된 이동경로 상에서 상기 이동로봇의 이동제약이 있는 영역을 판단하는 단계는,
   상기 생성된 이동경로 중 상기 이동로봇의 크기 데이터에 기반한 이동 불가 영역, 상기 복수의 이동로봇 간의 충돌위험이 높은 영역 및 상기 이동로봇의 접근 금지 영역 중 적어도 하나의 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 것인
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에서의 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키는 단계는,
   상기 맵 데이터로부터 경로비용 기반 맵을 독출하는 단계; 및
   상기 경로비용 기반 맵의 상기 이동제약이 있는 것으로 판단된 영역에 대응하는 레이어 상에 상기 상태 변경을 위한 파라미터 정보를 부가하는 단계를 포함하는
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 생성된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 서버로 전송하는 단계; 및
   상기 서버로부터 전체 이동로봇의 각 역할을 수행하기 위한 영역 및 이동경로 수집을 통한 교통제어가 필요한 영역이 수정된 이동경로가 포함된 맵 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는
   시나리오 기반 작업을 수행하는 이동로봇의 작업 기반 이동경로 생성 방법.
   
10. 시나리오 기반 시나리오 기반 작업을 위한 이동경로를 생성하는 이동로봇에 있어서,
    상기 작업에 포함된 적어도 하나의 역할을 수행하기 위한 영역의 선택 입력 및 상기 작업을 위한 목적지의 선택 입력을 수신하는 통신모듈,
    상기 선택 입력된 영역 및 목적지를 포함하는 경로를 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 선택된 영역에 대응하는 구역을 노드화하거나 상기 선택된 영역에 대응하는 구간을 링크화하여 상기 맵 데이터에 포함시키고, 상기 영역에 도달시 상기 영역에서의 역할에 대응하도록 상태 변경을 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키며, 상기 선택된 영역 및 목적지를 포함하는 경로를 생성하고,
    상기 프로세서는 상기 영역의 선택 입력 수신할 때, 상기 작업에 포함된 제1 역할을 수행하기 위한 제1 영역과, 제2 역할을 수행하기 위한 제2 영역의 선택 입력을 수신하되, 상기 작업이 감시 작업인 경우, 상기 감시 작업에 포함되는 상기 제1 역할인 순찰 역할에 해당하는 제1 영역 및 상기 감시 작업에 포함되는 상기 제2 역할인 보안 역할에 해당하는 제2 영역의 선택 입력을 수신하고,
    상기 프로세서는 상기 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시킬 때, 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이동함에 따라, 상기 제1 역할 수행을 위한 제1 상태에서 상기 제2 역할 수행을 위한 제2 상태로 변경시키기 위한 파라미터를 생성하여 상기 맵 데이터에 포함시키고,
    상기 이동로봇은,
    상기 순찰 역할을 수행하기 위한 카메라 감시 알고리즘, 사람 감시 알고리즘, 인증 안내 프로세스를 수행하고, 상기 보안 역할을 수행하기 위한 지정 구역 감시 정보 업데이트, 인증 안내 프로세스, 순환 이동 복귀 기능, 긴급 알람 및 추적 기능을 수행하는, 시나리오 기반 작업을 위한 이동경로를 생성하는 이동로봇.

Images