KR102393972B1 - 창고 로봇 네비게이션 경로 예약 - Google Patents

창고 로봇 네비게이션 경로 예약 Download PDF

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Abstract

본 출원은 로봇의 창고 환경에서의 네비게이션을 보조하는 방법 및 시스템을 개시한다. 일부 실시예에서, 로봇은 예약된 경로를 수신하고 이들이 창고 내에서 네비게이션할 때 예약된 경로에 따라 이동한다. 예약된 경로는 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함한다. 각각의 웨이포인트는 위치와 크기를 표시하고, 상기 크기는 상기 위치에서 로봇을 수용하는데 필요한 공간이다. 상기 하나 또는 복수의 웨이포인트는 서열에 열거되어, 로봇이 순서에 따라 이동하도록 한다. 일부 실시예에서, 각각의 웨이포인트는 타임 스탬프를 더 포함할 수 있으며, 상기 타임 스탬프는 소정 예약 경로의 로봇이 해당 위치에 도달해야 할 시간을 표시한다.

Description

창고 로봇 네비게이션 경로 예약{NAVIGATION ROUTE RESERVATION FOR WAREHOUSE ROBOT}
본 출원은 전체적으로 창고 로봇의 제어 및 관리에 관한 것으로서, 특히 창고 로봇을 위해 네비게이션 경로를 예약하는 것에 관한 것이다.
창고에서 로봇 또는 자동 기계의 사용이 점점 늘어나고 있다. 중형 화물을 들어올리는 것 외에, 자동화 창고 로봇은 과거에 수동으로 조작하여야 하는 임무도 수행한다. 예를 들어, 화물 또는 박스를 지정 위치로 이동시키거나 결정된 선반으로부터 물품을 꺼낸다. 대형 창고에서 로봇의 사용이 점점 늘어나고 있으며, 실시간으로 정확하게 네비게이션하여 안전 및 효율을 확보하여야 한다.
종래기술에서, 자동 가이드 로봇은 경로 예약을 통해 창고 내에서 이동한다. 통상적으로, 하나의 경로는 일 세트의 미리 예약된 선분으로서, 자동 가이드되는 차량 또는 로봇이 이를 따라 이동하도록 한다. 종래기술에 따른 경로 예약 방법은 분주하고 붐비는 창고를 위해 설계된 것이 아니다. 분주한 창고에서, 대량의 로봇들이 동일한 경로에 위치하거나 창고 화물 선반 사이의 통로 내에서 동일한 방향을 따라 이동할 수 있다. 종래기술에 따른 경로 예약 방법은 효율이 낮으므로, 개선이 필요하다.
본 출원은 자동 가이드 로봇이 로봇들이 가득 찬 창고 내에서 안전하게 네비게이션되도록 하는 개선된 경로 예약 방법 및 시스템을 개시한다.
대응되게, 본 출원의 목적은 자동 가이드 로봇이 창고 내에서 네비게이션되도록 하는 개선된 방법 및 기기를 제공하는 것이다.
일부 실시예에서, 자동 가이드 로봇을 이동시키는 방법은, 자동 가이드 로봇이 경로 예약을 통해 하나의 경로를 수신하고, 상기 경로를 저장하고, 상기 경로를 따라 이동하는 것을 포함한다. 상기 경로는 서열에 열거된 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하고, 자동 가이드 로봇이 상기 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 순차적으로 도달함으로써, 상기 경로를 따라 이동하도록 한다.
본 출원에서, 웨이포인트는 자동 가이드 로봇이 창고 내에서 머물러야 하는 포인트이다. 웨이포인트는 서로 다른 규칙에 따라 설정될 수 있는 바, 예를 들어, 자동 가이드 로봇가 위치 자세의 변경이 필요한지 여부(예를 들어, 조향), 자동 가이드 로봇이 머물러서 소정 시간 동안 대기 필요 여부, 자동 가이드 로봇이 화물 픽업 및 화물 배치 필요 여부에 따라 대응되게 웨이포인트를 설정할 수 있다. 웨이포인트에 대한 지정은 위치와 크기를 포함한다.
일부 실시예에서, 자동 가이드 로봇은 경로 예약을 통해 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하는 제1 경로를 수신한다. 자동 가이드 로봇은 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 순차적으로 도달함으로써, 제1 경로를 따라 이동한다. 자동 가이드 로봇이 제1 경로의 말단에 도달하기 전에 또는 제1 경로의 말단에서, 자동 가이드 로봇은 제2 경로를 수신하고, 여기서 상기 제2 경로는 상기 자동 가이드 로봇이 다시 경로 예약 요청을 수행한 후, 서버에서 자동 가이드 로봇으로 제2 경로 관련 정보를 발송함으로써 획득되거나, 서버가 실시간으로 업데이트한 후, 자동적으로 자동 가이드 로봇으로 제2 경로 관련 정보를 발송함으로써 획득된다. 제2 경로는 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함한다. 자동 가이드 로봇은 제2 경로를 저장하고, 제2 경로의 각각의 웨이포인트에 순차적으로 도달함으로써 제2 경로를 따라 이동한다.
일부 실시예에서, 자동 가이드 로봇이 제1 경로의 말단에 도달할 때 제1 경로를 완성으로 표기한다. 일부 실시예에서, 만약 자동 가이드 로봇이 제2 경로가 수신되기 전에 제1 경로의 말단에 도달하면, 로봇은 제1 경로의 말단에 머무른다. 일 실시예에서, 만약 로봇이 제2 경로가 수신되기 전에 제1 경로의 말단에 도달하면, 로봇은 제2 경로의 요청을 발송할 수 있다. 다른 실시예에서, 로봇은 제2 경로의 요청을 발송하기 전에 제1 경로의 말단에서 소정 시간만큼 대기할 수 있다.
일부 실시예에서, 웨이포인트의 지정은 타임 스탬프를 더 포함할 수 있다. 타임 스탬프는 자동 가이드 로봇이 웨이포인트의 위치에 도달하여야 할 시간을 지시한다. 일부 실시예에서, 웨이포인트의 지정은 로봇이 사용할 방위를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이포인트의 지정은 자동 가이드 로봇의 이동을 위한 이동 명령을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇이 직선 또는 횡방향으로 이동하도록 지시할 수 있다. 로봇이 방향을 변경하도록, 예를 들어, 회전하도록 지시할 수도 있다.
본 출원에서, 두 로봇에 할당된 두 경로는 물리적 위치에서 서로 교차될 수 있다. 하지만, 만약 두 경로가 충돌되지 않으면, 이러한 교차 경로는 두 자동 가이드 로봇 사이의 충돌을 초래하지 않을 수 있다. 본 출원에서, 만약 제1 경로 상의 웨이포인트와 제2 경로 상의 웨이포인트가 서로 오버랩되면, 두 경로 사이에 충돌이 발생한다. 일부 실시예에서, 각각의 웨이포인트의 지정은 위치, 크기 및 타임 스탬프를 포함한다. 만약 두 위치와 두 타임 스탬프가 서로 오버랩이 존재하면, 두 웨이포인트는 오버랩되며, 이는 로봇이 동시에 대체적으로 동일한 위치에 도달함을 의미한다.
본 출원에서, 로봇이 경로의 말단에 도달한 후 로봇은 자신에 할당된 경로를 릴리스한다. 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 로봇은 자신이 통과한 각각의 웨이포인트를 릴리스할 수도 있다. 이미 예약으로부터 릴리스된 웨이포인트는 그 어느 기타 웨이포인트와도 “충돌”하지 않는 것으로 표기된다.
일부 실시예에서, 자동 가이드 로봇은 상술한 방법에 따라 네비게이션한다. 소프트웨어 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 매체에 저장될 수 있으며, 로봇에 로딩되어 로봇이 창고 환경에서 네비게이션하도록 지시할 수 있다. 일부 실시예에서, 임베디드 소프트웨어를 구비하는 회로 또는 프로그래머블 집적회로 예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA)는 프로그래밍 명령을 실행할 때 상술한 방법을 수행한다.
본 출원에서, 혁신적인 경로 예약 방법을 개시하여, 자동화된 창고에서의 로봇의 안전과 효율을 향상시킨다. 관련 기술에서, 충돌을 회피하기 위하여, 만약 예약 경로에 위치점이 포함되어 있으면, 동일한 위치점을 포함하는 경로 요청은 전체 예약 경로가 릴리스될 때까지 거절되거나 지연된다. 본 명세서의 일부 실시예에서, 웨이포인트의 개념을 도입하였다. 웨이포인트는 두 예약된 경로에 포함될 수 있다. 만약 두 로봇이 서로 다른 시간에 웨이포인트에 도달하면, 아무런 충돌도 발생하기 않게 된다. 일부 실시예에서, 로봇이 일 웨이포인트를 통과한 후 해당 웨이포인트를 릴리스한다. 그 후, 릴리스된 웨이포인트를 다른 하나의 예약된 경로에 포함시킬 수 있다. 이렇게, 제1 예약 경로를 릴리스하기 전에, 제2 예약 요청을 처리할 수 있다. 따라서, 개시된 장치, 시스템 및 방법은 대량의 로봇을 사용하는 분주하고 붐비는 창고를 위해 더욱 효과적인 경로 예약을 제공한다.
아래의 명세서 및 첨부된 도면을 통해, 본 출원의 이러한 및 기타특징이 더욱 명확해진다. 첨부된 도면에서, 동일한 도면부호는 모든 도면에서 대응되는 부재를 나타낸다. 한편, 첨부된 도면 상의 구성요소는 비율에 따라 작도될 필요가 없으며, 본 출원의 원리를 명확하게 설명하는 것에 중점을 두어야 한다.
도 1은 가이드 로봇이 예약 경로를 따라 이동하는 창고 환경을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도2f는 복수의 웨이포인트를 포함하는 예시적 경로를 나타낸다.
도 3은 가이드 로봇이 네비게이션의 가이드에 의해 예약 경로를 따라 이동하는 예서적 경로를 나타낸다.
도 4는 가이드 로봇에 대해 "중복 예약"을 수행하는 예시적 경로를 나타낸다.
도 5는 가이드 로봇을 위해 예약된 예시적 경로를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 예시적 웨이포인트를 나타낸다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 경로 예약 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8a는 본 출원의 실시예에 따른 가이드 로봇의 블록도이다.
도 8b는 본 출원의 실시예에 따른 가이드 로봇을 보조하는 시스템의 블록도이다.
도 9는 컨테이너 운반 로봇의 구성도이다.
아래에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에 대해 충분하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 출원의 바람직한 실시예를 나타낸다. 하지만, 본 출원의 다양한 실시예는 수많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것으로 이해하여서는 안된다. 이러한 실시예는 본 출원이 더욱 명확하도록 하고, 본 분야의 당업자에게 본 출원의 범위를 충분히 전달하기 위해 제공된다.
도 1은 복수의 로봇이 배포된 창고를 나타낸다. 격자(100)는 자동 가이드 로봇을 가이드하는 시스템의 서버에 저장되거나(상기 격자는 예를 들어 데이터 매핑 형태로 표시되는 경로 설정일 수 있음), 창고의 바닥에 설치되거나, 자동 가이드 로봇을 가이드하는 시스템의 서버에 저장될 뿐만 아니라 창고의 바닥에 설치될 수 있으며, 로봇(120)이 창고 내의 일 위치로부터 다른 위치로 네비게이션될 때, 로봇(120)은 격자선을 따라 이동하거나, 또는, 로봇(120)은 계획된 경로 또는 예약 경로를 기반으로, 격자로 이루어진 항로에서 복수의 항로를 가로질러 이동을 수행한다. 예를 들어, 로봇(120)이 화물 선반으로 이동하여 화물함 또는 화물박스를 픽업하고 화물 용기를 지정 위치에 배치하도록 지시할 수 있다. 또한 로봇(120)이 이미 부두에 도달한 화물 컨테이너를 열어, 컨테이너 내의 내용물을 저장 박스에 할당하도록 지시할 수 있다. 로봇(120)이 창고 내에서 곳곳으로 이동하면서 이들에 수신된 명령을 수행할 때, 이들은 반드시 화물 선반 주위에서 네비게이션하여 기타 로봇과의 충돌을 회피하여야 한다.
로봇(120)은 자율 네비게이션에 사용될 수 있다. 예를 들어, 로봇(120)에 임무를 완성하기 위한 명령이 수신될 때, 해당 로봇은 우선 임무 명령에 따라 시작 위치와 종료 위치를 획득한다. 일 실시예에서, 명령 자체에 시작 위치와 종료 위치가 포함될 수 있다. 다른 실시예에서, 로봇(120)은 임무를 기반으로 시작 위치 및/또는 종료 위치를 도출할 수 있다. 예를 들어, 만약 임무가 저장 박스를 꺼내어 해당 저장 박스를 워크 스테이션으로 옮겨가는 것이면, 로봇(120)은 워크 스테이션의 위치를 종료 위치로 할 수 있다. 시스템 초기화 동안에, 워크 스테이션의 위치는 로봇(120)의 메모리에 저장되어 있을 수 있다. 대체적으로, 로봇(120)으로부터 입력되는 쿼리에 응답하여, 원격 서버(미도시)로부터 워크 스테이션의 위치를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 임무의 시작 위치는 로봇(120)의 현재 위치이다. 일부 실시예에서, 임무의 시작 위치는 보관 창고의 위치이다.
특별히 설명하면, 아래의 기재에서, 할당된 경로 또는 예약된 경로가 로봇에 수신되었다고 언급될 때, 해당 경로 또는 노선은 해당 로봇을 스케줄링하는 중앙 서버 또는 로케이션 경로 예약 서버에 의해 발송된 것일 수 있다. 선택적으로, 상기 경로 또는 노선은 로봇들이 서로 협의하여 형성 및 예약한 것이거나, 로봇 중 권한이 보다 높은 로봇에서 관리할 수 있다.
시작 위치와 종료 위치를 기반으로, 로봇(120) 또는 원격 서버가 네비게이션 경로(110)를 결정할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 네비게이션 경로(110)는 하나 또는 복수의 웨이포인트(W112, W113, …, W119)를 포함한다. 각각의 웨이포인트(W)는 창고 시설 내의 물리적 위치(P)를 나타낸다. 각각의 웨이포인트(W)는 크기(r)를 더 포함한다. 예를 들어, 웨이포인트(W)는 (P, r)로 지정될 수 있다. 2차원 격자 중의 위치의 좌표(예를 들어,(x, y))를 사용하여 물리적 위치(P)를 나타낼 수 있다. 웨이포인트는 원형 또는 정사격형으로 표시할 수 있고, 대응되게, 웨이포인트의 크기(r)는 P를 중심으로 하는 원의 반경, 또는 P를 중심으로 하는 정사격형의 폭의 길이로 표시할 수 있다. 한편, 웨이포인트는, 삼각형, 직사각형 또는 마름모꼴 등의 기타 형상을 사용할 수 있다. 대응되게, 웨이포인트의 크기(r)는 다르게 표시될 수 있다. 창고 내에서, 웨이포인트는 동일하거나 다른 기하학적 형상일 가질 수 있으며, 로봇이 서로 다른 자세를 수행하도록 웨이포인트의 형상은 통상적으로 서로 다르다. 예를 들어, 로봇 조향 시의 웨이포인트, 로봇 화물 픽업 장치, 로봇암 등이 변화할 때의 웨이포인트, 로봇 무 부하 시의 웨이포인트, 로봇 부하 시의 웨이포인트, 또는 로봇이 머물러 동작하지 않을 때의 웨이포인트는 모두 서로 다른 형상을 가진다. 한편, 서로 다른 로봇에 대응되는 웨이포인트의 형상도 서로 다르다.
일부 실시예에서, 임무 지시는 로봇의 각 웨이포인트에서의 예약 모드를 포함하며, 적어도 주행, 멈춤, 조향, 화물 픽업, 화물 배치, 기구를 구비하는 부위의 동작을 조정 등의 지시를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 예약 경로는 웨이포인트 및 웨이포인트 사이에서 주행 경로를 구성하는 예약 포인트를 포함한다. 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 자신이 이미 통과한 각각의 웨이포인트/예약 포인트/경로를 릴리스할 수 있다. 구체적으로, 일부 실시예에서, 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 로봇은 자신이 통과한 웨이포인트/예약 포인트/경로를 릴리스하고, 이미 릴리스된 웨이포인트/예약 포인트/경로의 정보를 서버로 발송할 수 있다. 서버는 정보를 수신한 후, 관련 경로에 대해 스케줄링한다. 일부 실시예에서, 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 서버는 로봇으로부터 발송되는 위치 정보를 실시간으로 수신하고, 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트/예약 포인트/경로를 결정하고, 릴리스한다. 일부 실시예에서, 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 서버는 로봇으로부터 피드백 되는 정보 매핑 디지털 맵을 기반으로, 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트/예약 포인트/경로를 결정하고, 릴리스한다.
일부 실시예에서, 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 로봇은 무선 통신을 통해 주위의 로봇과 정보 상호 핸드쉐이킹(즉 로봇과 그 주위 로봇이 무선 통신을 통해 서로의 정보를 획득하고, 정보 인터랙션을 수행)을 수행하여, 웨이포인트/예약 포인트/경로의 릴리스를 완성한다. 일부 실시예에서, 로봇이 할당된 경로를 따라 이동할 때, 다른 로봇이 중재자가 되어, 릴리스가 필요한 웨이포인트/예약 포인트/경로에 대한 판단을 협조하여 릴리스를 완성할 수 있다. 이미 통과한 웨이포인트/예약 포인트/경로에 대해 릴리스함으로서, 시스템 부담을 효과적으로 경감시키고, 안전성을 대폭 향상시킨다.
일부 실시예에서, 로봇은 자신이 통과한 각각의 웨이포인트를 실시간으로 릴리스하지만, 로봇이 멈출 때 위치한 웨이포인트는 릴리스되지 않으며, 동시에 통과할 포인트를 예약한다. 여기서, “실시간으로 릴리스”는 로봇이 어느 웨이포인트를 통과할 때, 즉시 상기 웨이포인트에 대해 릴리스한다. 다른 일부 실시예에서, 로봇은 일 구간의 경로를 통과할 때마다, 예컨대 어느 지정 위치에 도달할 때, 통과한 경로(통과한 웨이포인트 포함)를 릴리스함과 동시에, 통과할 경로를 예약할 수 있다. 예약에서 릴리스된 웨이포인트는 어느 웨이포인트와도 “충돌”되지 않는 것으로 표기된다. 웨이포인트 또는 경로에 대해 실시간으로 릴리스함으로써, 서버는 웨이포인트의 스케줄링에 있어서 더욱 많은 선택이 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 서버는 각각의 로봇에 대해 경로 계획을 수행하고, 로봇은 통과할 웨이포인트의 예약 요청을 서버로 발송하고, 서버는 현재 경로를 기반으로, 로봇에 대해 통과할 웨이포인트를 예약하고, 예약 실패 시, 서버는 예약에 성공할 때까지 다시 예약하며, 로봇으로 예약에 성공한 웨이포인트의 경로 정보를 제공하고, 로봇은 관련 정보를 수신한 후, 이후의 동작을 수행한다. 예를 들어, 로봇 예약 경로가 a->b->c->d이며, 즉 순차적으로 4개의 웨이포인트 a, b, c, d를 통과하는 경로일 때, 만약 로봇이 웨이포인트 c의 예약에 실패하면, 로봇은 웨이포인트 c에 도달하기 전에, 로봇은 서버로 새로 경로 예약 요청을 발송한다. 로봇에 대응되는 경로 정보가 수신될 때, 만약 로봇이 해당 경로 지시 정보를 받아들이면, 새로운 경로 정보를 수신한 후, 로봇은 경로에 대해 다시 계획하고; 만약 로봇이 해당 경로 지시 정보를 받아들이지 않으면, 서버로 피드백하고, 서버로부터 발송되는 업데이트된 후의 경로 지시 정보를 기다린다.
여기서, 서버와 로봇 중 어느 하나에서 경로 계획, 경로 예약, 경로 릴리스, 예약 요청 개시, 경로에 충돌 발생 여부에 대한 적용 판단을 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇은 자체적으로 경로 계획, 웨이포인트 예약, 및 웨이포인트 예약 성공 여부에 대한 판단을 수행하고, 상응하게 재예약이 필요한지 여부 또는 이미 예약된 웨이포인트에 따라 후속 동작 수행 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇은 무선 통신을 통해 주위의 로봇 정보와 상호 핸드쉐이킹하여 경로 계획, 웨이포인트 예약, 및 웨이포인트 예약 성공 여부에 대한 판단을 수행하고, 재예약이 필요한지 여부 또는 이미 예약된 웨이포인트에 따라 후속 동작 수행 여부를 결정한다.
일부 실시예에서, 로봇은 기타 로봇의 협조를 통해 경로 계획, 웨이포인트 예약, 및 웨이포인트 예약 성공 여부에 대한 판단을 완성하고, 재예약이 필요한지 여부 또는 이미 예약된 웨이포인트에 따라 후속 동작 수행 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇은 서버로부터 발송되는 관련 데이터를 결합하여 경로 계획, 웨이포인트 예약, 및 웨이포인트 예약 성공 여부에 대한 판단을 분석 완성하고, 상응하게 재예약이 필요한지 여부 또는 이미 예약된 웨이포인트에 따라 후속 동작 수행 여부를 결정할 수 있다.
상기 예약 요청은 각 웨이포인트에 대한 예약을 요청하는 것을 포함하고, 이에 따라 경로 예약을 수행하고, 상기 경로 예약은 1회 또는 복수회의 경로 예약을 포함할 수 있다. 상기 경로 예약은 서버가 로봇 작동 시 위치한 포인트로부터 시작하여, 예약에 실패할 때까지 경로 상의 각 웨이포인트에 대해 순차적으로 수행한다. 다음, 로봇으로 예약에 성공한 모든 웨이포인트의 정보를 피드백하고, 로봇은 예약에 성공한 웨이포인트를 따라 전진하고, 전진하는 과정에서 계속하여 통과할 웨이포인트를 예약한다.
경로 예약의 범위는 동적으로 조정할 수 있으며, 즉 매번 예약하는 웨이포인트의 수량은 서로 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 크기(r)는 로봇 전체(화물 선반, 화물 픽업 장치 등을 포함)의 지면에서의 최대 투영 면적을 포함하고, 주행 및 정지 시, 조향 및 비조향 시, 부하 및 무 부하 시, 화물 픽업 및 화물 배치 시의 최대 투영 면적을 포함한다.
3차원 공간에서, 로봇(120)의 위치 자세와 화물 선반의 입체 자세를 포함한다. 3차원 공간을 도입함으로써, 2개 또는 복수의 로봇(120)이 동일한 타임 스탬프일 때의 크기에 오버랩이 존재할 때, 두 로봇은 충돌이 발생하지 않을 수 있다. 예를 들어, 두 로봇(120) 사이에는 서로 다른 높이에서 교차될 수 있지만, 충돌이 발생하지 않는다.
일부 실시예에서, 하나의 로봇(120)이 높이(h1) 지점에서 화물 픽업 장치를 인출하고, 로봇(120)의 인접한 웨이포인트 지점의 다른 로봇이 높이(h2) 지점에서 화물 픽업 장치를 인출하며(여기서, h1과 h2 높이가 다름), 즉 상술한 두 로봇(예를 들어, 두 서로 인접한 화물 픽업 통로에 위치하며 서로를 마주하는 로봇)은 각각 자신의 화물 픽업 장치를 동일한 화물 선반의 서로 다른 층으로 인입하여 화물 픽업을 수행할 때, 두 로봇의 웨이포인트의 크기(r)는 비록 오버랩될 수 있지만, 이때 두 로봇은 충돌이 발생하지 않는다. 다른 일부 실시예에서, 하나의 로봇(120)은 높이(h1) 지점에서 화물 픽업 장치를 인출하고, 로봇(120)의 인접한 웨이포인트 지점의 다른 로봇은 높이(h2) 지점에서 화물 픽업 장치를 인출하여(여기서, h1과 h2 높이가 다름) 조향함으로써, 두 로봇의 웨이포인트의 크기(r)가 오버랩되지만, 두 로봇은 충돌이 발생하지 않는다. 3차원 공간을 도입함으로써, 로봇에 대한 웨이포인트의 높은 매칭성을 구현할 수 있고, 웨이포인트에 대한 이용율을 향상시켜, 로봇의 동작 효율을 향상시킨다. 관련 기술에서, 네비게이션 경로는 선분과 포인트를 포함한다. 네비게이션 계획 시 로봇의 크기를 고려하지 않는다. 하지만, 대량의 로봇을 사용하는 분주하거나 붐비는 창고에서, 평행되는 차도를 설계할 필요가 있을 수 있으며, 두 로봇은 평행되는 차도에서 나란히 이동할 수 있다. 로봇의 크기가 다르거나 코너가 좁은 복잡한 환경에서, 로봇의 크기는 네비게이션 계획에서 고려해야 할 중요한 요소이다. 예를 들어, 하나의 상대적으로 좁은 코너에서, 대형 로봇은 통과하지 못하고 걸릴 수 있다. 본 출원에서 개시하는 방법과 시스템에서, 네비게이션 계획 및 경로 예약 동안, 로봇(120)의 크기를 고려하였다.본 출원에서, 경로는 단순히 선분으로 표시되는 것이 아니다. 일부 실시예에서, 로봇(120)에 주어진 임무를 기반으로 할당된 경로가 수신될 때, 할당된 경로는 하나 또는 복수의 웨이포인트(W)의 리스트를 포함한다. 각각의 웨이포인트는 위치와 크기로 표시된다. 웨이포인트 리스트는 로봇(120)은 통과할 일련의 웨이포인트를 나타낸다.
일부 실시예에서, 경로에는 웨이포인트 외에, 규칙 포인트가 더 존재한다.
규칙 포인트는 아래와 같은 포인트일 수 있다.
(1) 정규 작용 포인트: 주행 경로, 로봇 로케이션 등의 연산 근거가 되고, 캘리브레이션에 사용되는 맵 시작점, 경계점으로서, 경로 상태 정보를 제공하는 상태 포인트 등;
(2) 맵 경로 정규화(regularization)를 통해 형성된 경로 및 웨이포인트: 맵은 주행 가능 범위와 그 범위의 경계를 포함하고, 로봇 위치, 임무 시작점 및 종점과 맵 사이의 매핑 관계를 통해, 로봇이 주행 가능한 하나 이상의 경로를 구성하고, 정규화 연산을 통해, 주행 가능한 범위, 주행 허용 시간과 거리, 직선과 비직선 주행 모드 등의 요소를 기반으로, 주행 경로를 직선 및/또는 비적선 주행 경로로 수정;
(3) 입체 공간의 정규화 연산을 통해 획득된 웨이포인트: 로봇의 주행과 동작은 일정한 공간을 차지하고, 시간 차원을 결합하고, 공간 정규화 연산을 통해, 로봇 실체가 차지하는 공간을 디지털 멀티 차원 공간에 매핑시켜, 필요한 공간 파라미터를 경로 웨이포인트의 크기(r) 파라미터에 설정한다. 여기서,환경에 대한 로봇의 감지, 로봇 작업 장면 결합, 멀티 임무 협동, 로봇 네비게이션 장애물 회피 환경 심도 회복, 타겟 감지 또는 주변 로봇의 3차원 재구성 등의 방식을 통해, 로봇 정규화 학습법과 신경 학습법 중 적어도 하나를 결합시켜, 로봇 동작에 필요한 크기(r) 파라미터를 수정할 수 있다.
일부 실시예에서, 경로는 도 1에 도시된 바와 같은 웨이포인트 리스트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이포인트 리스트 외에, 경로는 선분 또는 마크를 더 포함할 수 있다. 상기 선분은 경로에서 인접한 2개의 웨이포인트 사이에 위치하며, 마크는 로봇이 경로에서 주행하는 과정에서 위치 자세를 변경할 수 있음을 지시하거나, 또는 경로 주행이 완성된 지시를 지시할 수 있다.
경로 구성 형태는 아래와 같을 수 있다.
(1) 전부 웨이포인트로 구성되며, 각각의 웨이포인트는 상술한 설정에 따라 동작한다.
(2) 예약 포인트, 선분, 마크, 규칙 포인트 중 적어도 하나와 웨이포인트로 구성된다. 여기서, 선분, 마크는 실체일 수 있고, 가상적인 것일 수도 있으며, 하나를 선택하는 방식으로 설정하거나 두 가지를 모두 설치할 수 있다. 선분을 인식함으로써 로봇 주행 방향과 상기 도로 구간 주행 거리를 지시하고, 마크를 통해 직접 로봇을 로케이션하고 및/또는 로봇이 특정 자세로 조정하도록 지시하고, 해당 특정 자세는 임무로 인하여 생성된 웨이포인트 자세일 수 있고, 환경 수요에 따라 설정된 것일 수도 있다. 예를 들어, 경로가 곧 흐름선 전송 플랫폼에 접근할 경우, 로봇은 당연히 우선 화물 픽업 장치를 조정하여 최저 위치로 낮추어, 로봇 주행 시 화물 픽업 장치가 테이블에 부딪치는 것을 방지한다.
도 2a내지 도 2c는 3개의 예시적 경로를 나타낸다. 도 2a에서, 예시적 경로(202)는 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함한다. 경로(202)는 로봇(120)이 통과할 일련의 웨이포인트(W)로 표시된다. 도 2b에서, 예시적 경로(204)는 하나 또는 복수의 웨이포인트(W)와 몇개의 선분(L)을 포함한다. 도 2c에서, 예시적 경로(206)는 하나 또는 복수의 웨이포인트(W)와 몇개의 마크(M)를 포함하고, 네비게이션하기 위한 목적으로 웨이포인트(W)와 마크(M)를 창고 시설에 배치한다.
일부 실시예에서, 웨이포인트는 로봇(120)의 이동을 위한 이동 명령을 포함할 수 있다. 이동 명령의 예시로서 “직선 이동”, “수평으로 우측을 향해 이동”, “수평으로 좌측을 향해 이동”, “시계 반대 방향으로 180° 회전”, “시계 반대 방향으로 0 - 90° 회전” 또는 “시계 방향으로 0 - 90° 회전” 등을 포함한다. 일부 실시예에서, 이동 명령은 “이동 방향을 서쪽 방향으로부터 북쪽 방향 45°로 변경”일 수 있으며, 해당 로봇이 자신의 이동 방향을 변경하도록 지시한다. 로봇은 회전을 통해 새로운 이동 방향을 향해 그 이동 방향을 변경하도록 구성될 수 있다. 대체적으로, 로봇은 단순히 새로운 방향을 따라 이동하고 회전하지 않도록 구성될 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 선택적으로, a포인트로부터 b 포인트에 도달하고, 로봇(120)에 수신된 이동 명령의 이동 방식은, a 포인트에서 시계 방향으로 일정한 각도만큼 회전하여, b 포인트를 향해 직선 전진하는 것이다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 선택적으로, a포인트로부터 b 포인트에 도달하고, 로봇(120)에 수신된 이동 명령의 이동 방식은, a 포인트로부터, 점차적으로 시계 방향으로 회전하여, 호선 방식으로 b 포인트를 향해 전진한다. 더 나아가, 만약 c 포인트에 로봇이 존재하면, c 포인트에 있는 로봇의 동작에 영향을 미치지 않도록 고려하여야 한다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 로봇(120)의 주행 가능 항로가 복수개 존재하고 병열로 계획하며, 로봇(120)은 항로 x1의 a 점으로부터 항로x3의 b 포인트에 도달하며, 주행하는 동안에, 항로 x1의 임의의 포인트로부터 항로 x2를 통과하여 항로 x3에 도달하여, 복수의 항로를 가로지르는 주행 방식을 형성하고, 항로 x3에서 b점을 향해 전진할 수 있다.
도 3에서, 4개의 웨이포인트(W1, W2, W3 및 W4)는 계획 경로(300)에 포함된다. 웨이포인트마다 모두 하나의 이동 명령을 포함하고, 로봇(120)이 해당 웨이포인트에 도달할 때, 해당 명령은 로봇(120)이 어떻게 이동할지를 지시한다. 예를 들어, 도 3에서, 로봇(120)은 맨 좌측의 포인트 A로부터 수평으로 우측을 향해 이동할 수 있다. 로봇(120)이 웨이포인트(W1)에 도달할 때, 웨이포인트(W1)는 로봇(120)이 시계 방향으로 90° 회전하도록 지시하여, 로봇(120)이 수직 선분을 따라 남쪽으로 이동하도록 한다. 유사하게, 웨이포인트(W2, W3 및 W4) 각각은 회전 명령을 포함하고, 해당 회전 명령은 로봇(120)이 목적지 B에 도달할 때까지 다음 도로 구간으로 회전하도록 한다.
일부 실시예에서, 웨이포인트마다 위치 자세 지시를 포함하고, 해당 위치 자세 지시는 로봇(120)이 어느 자세 또는 방향을 취하도록 하는 지시로서 사용된다. 예를 들어, 도 5는 3개의 위치 자세 지시를 나타낸다. 각각의 위치 자세 지시는 로봇(120)이 화살표와 같이 우측을 향해 이동할 때 어느 자세를 취하도록 하는 지시이다. 위치 자세 지시(a)는 로봇(120)이 수평으로 우측을 향해 이동할 때 측면을 향하도록 하는 지시이다. 예를 들어, 로봇(120)이 좁은 공간을 통과할 때, 또는 로봇(120)이 다른 로봇과의 충돌을 회피하려고 할 때, 해당 자세는 로봇(120)이 반드시 취하여야 하는 것일 수 있다. 위치 자세 지시(b)에서, 로봇(120)는 그 이동방향에서 전방을 향하고, 이는 정상적인 자세로 간주할 수 있다. 위치 자세 지시(c)에서, 로봇이 동일한 지점에서 머물러 이동하지 않도록 지시한다. 위치 자세 지시는 시스템에 저장되거나 바닥 상에 위치하여, 로봇에 의해 스캔 또는 리드되는 마크로서 사용될 수 있다. 위치 자세 지시는 유선 또는 무선 전송을 통해 발송될 수도 있다.
일부 실시예에서, 공간과 시간 차원에서 웨이포인트를 표시할 수 있다. 위치와 크기 외에, 각각의 웨이포인트는 타임 스탬프를 더 포함할 수 있다. 타임 스탬프는 로봇(120)이 언제 웨이포인트의 물리적 위치에 도달하여야 하는지를 지시한다. 시간 차원을 증가함으로써, 분주한 창고에서 더욱 복잡한 스케줄링을 구현할 수 있다. 예를 들어, 두 로봇이 서로 다른 시간에 안전하게 동일한 위치를 통과하여 충돌이 발생하지 않도록 지시할 수 있다. 경로 예약 동안, 로봇마다 모두 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하는 예약 경로를 수신한다. 해당 두 경로는 모두 하나의 웨이포인트를 포함하고, 해당 웨이포인트 식별자가 동일한 물리적 위치는 서로 다른 타임 스탬프를 가진다. 예약된 경로를 수신한 후, 로봇마다 모두 네비게이션 경로에 따르고, 타임 스탬프에서 지시하는 서로 다른 시간에 동일한 물리적 위치를 통과한다. 시간 차원이 없으면, 로봇이 언제 웨이포인트를 통과 또는 도달할지를 예측 또는 제어할 수 없다. 만약 공간 차원에서만 웨이포인트를 표시하면, 두 로봇에 할당된 두 예약 경로가 동일한 웨이포인트를 공유할 때, 해당 두 로봇이 동일한 시점에 동일한 웨이포인트에 도달할 수 있으며, 이에 따라 충돌이 발생한다.
일부 실시예에서, 로봇이 서버로 경로 예약 요청을 발송할 때, 여기서 해당 경로 예약 요청은 로봇의 현재 자체의 임무 가중치 정보를 포함하고, 서버는 로봇 자체의 임무 가중치 정보를 기초로, 해당 로봇에 대해 경로 지시 정보를 발송한다. 일부 실시예에서, 로봇이 서버로 경로 예약 요청을 발송할 때, 여기서 해당 경로 예약 요청은 로봇 관련 임무 정보를 포함하고, 서버는 관련 임무 정보를 기초로, 각 로봇의 임무 가중치 정보를 결정하고, 해당 로봇으로 경로 지시 정보를 발송한다. 여기서, 임무 가중치 정보는 각각의 로봇이 경로 예약을 서버로 발송한 시간 순서, 서로 다른 로봇이 동일한 웨이포인트에 도달하는 타임 스탬프가 동일할 때, 각각의 로봇의 화물 픽업과 화물 배치 우선급, 로봇 화물 적재 수량, 화물 적재 중량, 로봇 운행 속도 등의 정보를 포함한다. 서버는 임무 가중 정보를 도입하여, 로봇에 대해 관련 경로 지시를 수행함으로써, 각각의 로봇이 보다 질서 있고 효율적이며 안전하게 운행할 수 있도록 한다.
안전성을 위하여, 만약 경로 예약 요청에 이미 예약 경로에 포함된 웨이포인트가 포함되면, 상기 경로 예약 요청은 거절된다. 웨이포인트의 표시에 시간 차원을 도입하여 두 예약된 경로에 동일한 웨이포인트가 포함되도록 함으로써, 효율을 향상시킨다.
본 출원은 창고 로봇의 경로 예약에 웨이포인트를 도입하여, 안전성을 개선하고 효율을 향상시킨다. 웨이포인트를 사용함으로써, 자동 가이드 로봇의 관리와 제어가 더욱 용이하고 간단해진다. 예를 들어, 만약 두 할당된 경로가 오버랩되지 않으면, 즉 하나 또는 복수의 웨이포인트를 공유하지 않으면, 각각 할당된 경로를 따라 이동하는 두 로봇은 서로 충돌되지 않는다. 도 6a 내지 6b는 공간 차원과 시간 공간 차원에서의 “오버랩되는” 웨이포인트의 예시를 나타낸다.
도 6a에서, 두 경로(502, 504)는 평행되게 연장된다. 오버랩되는 웨이포인트(W52, W54) 외에, 두 경로는 서로 교차되지 않는다. 여기서, 두 로봇은 스테이션에 도달하고, 위치 자세 지시에 의해 로봇의 자세를 조정할 수 있다. 해당 스테이션은 경로의 타게 포인트, 중간 포인트 또는 조향 포인트 등의 관련 웨이포인트가 될 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이포인트(W52, W54) 각각은 위치(P)와 크기(r)를 포함할 수 있다. 웨이포인트의 크기(r)는 로봇의 크기를 표시하므로, W52, W54의 오버랩은 두 로봇이 대방과 부딪쳐, 충돌이 초래되는 것을 의미한다.
웨이포인트(W52, W54)가 경로에서 오버랩되는 경우는 다음과 같은 세가지 경우를 포함한다. 제1 경우는 경로 충돌로서, 경로가 평행되게 연장된 후, 두 로봇 중 하나 또는 둘이 갑작스레 변화하여 위치(P)의 겹침이 형성되는 것이다. 제2 경우는 두 로봇 중 하나 또는 둘이 각각의 위치(P)에서 위치 자세 변화가 발생하여(해당 위치 자세 변화는 화물 픽업 장치, 로봇암 또는 이동 샤시 조향 등을 포함할 수 있음), 이들의 크기(r)가 겹쳐지는 것이다. 제3 경우는 제1 경우, 제2 경우 또는 이들의 조합에서, 두 로봇의 타임 스탬프t가 동일한 것이다. 예를 들어, 일 경우에서, W52의 위치와 W54의 위치가 다르며, 관련 기술의 경로 예약 기술에서, 경로 또는 노선은 무차원(dimensionless) 선 또는 점으로 표시된다. 이렇게, 두 로봇에 할당된 경로가 교차되지 않지만 이러한 경로에 하나 또는 복수의 로봇을 수용하기 위한 충분한 공간이 확보되어 있지 않을 때, 관련 기술에 따른 네비게이션 계획은 충돌을 검출 또는 회피할 수 없다.
일부 실시예에서, 웨이포인트마다 위치(P), 크기(r) 및 타임 스탬프(t)를 포함한다. 3차원 공간에 대하여, 각각의 웨이포인트의 크기(r)는 로봇 동작 시 차지하는 공간에 대응되고, 두 웨이포인트의 크기(r)는 동일한 타임 스탬프(t)에서 서로 다른 입체 공간을 차지하여, 충돌이 발생하지 않는다. 만약 도 6b에 도시된 시공간 좌표계에서 W52, W54를 그릴 때, W52, W54는 오버랩되지 않고, 해당 두 로봇이 충돌을 회피할 수 있음을 의미한다. 왜냐하면, 예를 들어, 이들이 서로 다른 시간에 동일한 위치를 통과하며, 여기서, 도 6b의 횡좌표(t)는 로봇이 주행하는 시간이고, 종좌표(p)는 로봇이 주행하는 위치이며, 해당 종좌표(p)는 함수의 위치(P)를 통해 타임 스탬프(t)를 결합하여 형성된 2차원 좌표로서, 위치와 시간의 대응 관계를 나타내고, x축 방향 위치/타임 스탬프(t)와 y축 방향 위치/타임 스탬프(t)를 결합하는 두 2차원 좌표의 2중 2차원 연산을 통해, 또는 x - y 축 방향 위치/타임 스탬프(t)의 3차원 연산을 통해, 위치와 타임 스탬프의 관계를 나타낼 수도 있다.
여기서, 동일한 창고에서 운행하는 컨테이너 운반 로봇과 화물 선반 운반 로봇의 예를 들어 설명한다. 여기서, 컨테이너 운반 로봇의 구조는 도 9에 도시된다.
도 9에서, 컨테이너 운반 로봇의 구조는, 로봇 본체(100), 상기 로봇 본체에 설치된 몇개의 슬롯 위치(110), 상기 로봇 본체(100)에 설치된 조절 모듈(150) 및 운반 장치(140)를 포함한다. 조절 모듈(150)는 운반 장치(140)가 승강 이동하도록 구동하고, 운반 장치(140)와 결합하여 수직 방향을 축으로 회전하여 방향을 조정함으로써, 운반 장치(140)가 어느 하나의 슬롯 위치(110)에 맞춰지거나, 또는 타겟이 위치한 창고 화물 선반의 창고에서의 위치에 대응될 수 있도록 한다. 운반 장치(140)는 타겟의 로딩 또는 언로딩을 위한 것으로서, 창고의 화물 선반과 상기 슬롯 위치 사이에서 타겟의 운반을 수행한다.
화물 선반 운반 로봇 구조(미국 특허 US10486901B2)는 이동 홀더를 포함하고, 그 상단에 저층 높이가 로봇 높이보다 높은 화물 선반 하부로 진입할 수 있는 리프팅 기구가 설치되고, 리프팅 기구는 화물 선반을 리프팅하고 들어올리며, 이동 홀더의 이동 기능과 결합하여, 화물 선반이 화물 선반 운반 로봇의 이동에 따라 위치가 변화되도록 한다.
양자의 경로 상의 웨이포인트는 각각 인접한 W52, W54가 있다. 동일한 타임 스탬프에서, 컨테이너 운반 로봇은 W52에서 화물 픽업 장치 회전을 수행하고, 화물 선반 운반 로봇은 W54에서 무 부하로(화물 선반을 지지하지 않은 상태) 또는 높이가 보다 낮은 화물 선반을 지지하면서 이동하고, 일부 실시예에서, 화물 선반 운반 로봇이 컨테이너 운반 로봇의 화물 픽업 장치 밑에서 주행할 때, 비록 투영이 오버랩되지만, 입체 공간에서 서로 간섭되지 않으므로, 충돌이 발생하지 않을 것으로 예측 추정한다.
일부 실시예에서, 예컨대 두 로봇이 모두 컨테이너 운반 로봇이고, 동일한 타임 스탬프 및 인접한 W52, W54, 두 로봇이 모두 화물 픽업 장치 동작을 수행하지만, 하나의 화물 픽업 장치는 로봇 상부에서 동작하고, 다른 하나의 화물 픽업 장치는 로봇 하부에서 동작하고, 양자의 화물 픽업 장치의 움직임 공간이 서로 사귀지 않으므로, 충돌이 발생하지 않을 것으로 예측 추정한다.
일부 실시예에서, 예컨대 두 로봇이 임무 수요에 따라 기계 구조 상의 핸드쉐이킹 조작을 수행하며, 비록 투영이 서로 오버랩되고, 입체 공간에서도 서로 접촉되지만, 임무 수요이므로 충돌이 아닌 것으로 추정하고, 입체 공간이 접촉 이외의 간섭인지 여부를 추정하여, 핸드쉐이킹 조작 안전성의 사전 판단을 보조한다.
위치, 크기, 위치 자세 지시 및/또는 타임 스탬프를 포함하는 웨이포인트는 경로 예약을 촉진하는데 사용될 수 있다. 도 7은 예시적 경로 예약 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 602에서, 자동 가이드 로봇(120)은 제1 경로를 수신한다. 제1 경로는 로봇(120) 또는 원격 서버에 의해 생성될 수 있다(도 8b의 750 참조). 제1 경로는 서열에 열거된 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함한다. 일부 실시예에서, 웨이포인트마다 위치와 크기를 포함한다. 해당 크기는 자동 가이드 로봇(120)을 수용하기 위해 필요한 공간에 대응된다.
로봇(120)은 단계 604에서 제1 경로를 저장하고, 제1 경로를 따라 이동하여 네비게이션을 시작한다(단계 606). 로봇(120)은 순차적으로 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 도달한다(단계 606 ). 일 실시예에서, 로봇(120)이 제1 경로의 말단에 도달하기 전에, 로봇(120)은 제2 경로를 수신한다(단계 608). 로봇(120)이 제1 경로의 말단에 도달할 때, 로봇(120)은 제1 경로 마크를 완성으로 표기한다(단계 610). 제1 경로에 포함된 웨이포인트를 릴리스한다. 다음, 로봇(120)은 제1 경로와 동일한 방식으로 계속하여 제2 경로를 따라 네비게이션한다.
일부 경우에서, 로봇(120)이 제1 경로의 말단에 도달하였을 때, 로봇은 제2 경로를 수신하지 못할 수 있다. 로봇(120)이 제1 경로의 말단에 도달하였을 때 제2 경로가 수신되지 않으면, 로봇(120)은 제1 경로의 말단에서 멈추고 소정 시간만큼 대기하거나 예약 경로를 변경할 수 있다. 만약 예약 경로를 변경하지 않으면, 소정 시간만큼 지난 후, 로봇(120)은 제2 경로에 대한 요청을 발송할 수 있다. 일 실시예에서, 만약 경로 예약에서 서버에 의존하면, 해당 요청은 원격 서버로 발송될 수 있다. 다른 실시예에서, 해당 요청은 로봇(120) 로컬에서 구현되는 다른 기능 모듈로 발송될 수 있다.
일부 실시예에서, 예약 가능한 주행 거리(또는 웨이포인트)는, 로봇이 현재 위치에서 최대 속도로 운행하여 멈출 수 있는 가장 먼 거리(또는 웨이포인트)를 포함한다.
일부 실시예에서, 예약 가능 웨이포인트는, 로봇이 현재 위치로부터 경로를 따라 전진하는 동안에, 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트이다. 일부 실시예에서, 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트는 다음과 같은 몇가지로 정의된다. (1) 멈춰서 상응한 동작을 수행하여야 하는 웨이포인트; (2) 멈춰서 사람과 협력하여 조작해야 하는 웨이포인트.
일부 실시예에서, 로봇의 예약 가능한 주행 거리에, 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트가 포함되면, 로봇은 반드시 멈춰 동작해야 하는 웨이포인트의 거리를 예약할 수 밖에 없다. 예를 들어, 만약 로봇이 예약하려는 거리가 5개의 포인트의 거리일 수 있으며, 만약 가장 가까운 웨이포인트가 2개의 포인트의 거리뿐이면, 가장 멀어 거리 2개의 포인트만큼 이격된 웨이포인트를 예약할 수 밖에 없다.
일부 실시예에서, 경로 중 부분 영역의 웨이포인트를 하나의 그룹으로 조합하고, 로봇이 그 중 어느 웨이포인트에 대해 예약하고 서버로 예약 요청을 발송한 후, 서버는 예약 요청을 수신하고, 예약하려는 웨이포인트가 어느 그룹에 존재 여부를 판단하고, 만약 어느 그룹에 있으면, 우선 해당 그룹에 대해 예약하고, 만약 해당 그룹의 예약에 성공하면, 계속하여 그룹 내의 웨이포인트를 예약할 수 있고, 그룹 내의 웨이포인에 대해 예약하지 않을 수도 있다. 상술한 예약 방법을 통해, 로봇이 해당 그룹의 예약에 성공한 후, 기타 로봇은 해당 그룹 내의 어느 웨이포인트에 대해서도 예약할 수 없다. 예를 들어, 그룹 1은 웨이포인트 A, B, C를 포함하고, 로봇이 그룹 1의 예약에 성공한 후, 기타 로봇이 다시 그룹 1에 대해 예약할 때, 서버는 그룹 1 및 이에 포함된 모든 웨이포인트가 더는 예약될 수 없는 피드백 정보를 발송하게 된다.
일부 실시예에서, 로봇이 어느 그룹의 예약에 성공한 후, 계속하여 해당 그룹 내의 웨이포인트에 대해 예약하고, 기타 로봇은 해당 웨이포인트를 포함하는 어느 그룹에 대해서도 그 그룹 내의 기타 웨이포인트에 대해 예약할 수 없다. 예를 들어, 그룹 1은 웨이포인트 A, B 및 C를 포함하고, 그룹 2는 웨이포인트 A 및 D를 포함하고, 그룹 3은 웨이포인트 C 및 E를 포함하고, 로봇이 해당 웨이포인트 A를 성공적으로 예약한 후, 그룹 1과 그룹 2는 모두 웨이포인트A를 포함하므로, 기타 로봇은 그룹 1 및 2 내의 기타 웨이포인트(예컨대, 웨이포인트 B, C 및 D)에 대해 예약할 수 없고, 그 부근의 웨이포인트에 대해 예약할 수 있는 바, 예컨대, 포인트 E를 예약할 수 있다. 로봇은 어느 그룹 내의 모든 포인트를 떠난 후, 대응되는 그룹 및 그 포인트에 대해 릴리스한다. "예약 그룹"의 관련 방안을 로봇의 경로 예약에 도입함으로써, 더욱 효과적으로 로봇 사이의 충돌을 회피하고, 로봇의 안전적인 운행을 확보할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇은 "중복 예약"의 원칙에 기반하여, 통과할 웨이포인트에 대해 예약하며, 여기서 "중복 예약"은 로봇이 통과할 웨이포인트에 대해 예약하는 것 외에, 예약되는 웨이포인트 중 가장 먼 웨이포인트 이후의 몇개의 접근 포인트에 대해 더 예약하고, 이러한 방식을 통해 로봇 사이의 직선 충돌을 회피하고, 로봇의 안전적인 운행을 더욱 효과적으로 확보한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 만약 예약하려는 웨이포인트 1과 웨이포인트 C까지의 모든 웨이포인트가 하나의 그룹에 있으면, 동시에 웨이포인트 C를 예약하고, 만약 웨이포인트 2와 웨이포인트 D가 동일한 그룹에 있으면, 동시에 웨이포인트 D를 예약하고, 만약 웨이포인트 3과 웨이포인트 F가 동일한 그룹에 있으면, 동시에 웨이포인트 F를 예약한다. 이때, 예약된 범위는, A - C; 웨이포인트 1 - D; 웨이포인트 2 - F; 웨이포인트3 - 웨이포인트 4; 웨이포인트 4 - B를 포함한다.
도 8a 및 도 8b는 두 예시적 경로 예약 시스템을 나타낸다. 도 8a에서, 로봇(700)은 경로를 예약하고 자율적으로 네비게이션한다. 로봇(700)은 기타 로봇 또는 중앙 서버와 통신하여 기타 로봇에 대한 위치와 이동 정보를 획득할 수 있다. 로봇(700)은 하나 또는 복수의 프로세서(702), 메모리 저장매체(704)와 센서(706)를 포함한다. 하나 또는 복수의 프로세서(702)는 상술한 경로 예약 방법을 수행하기 위한 것이다. 센서(706)는 로봇(700)의 위치 및/또는 상태를 검출하기 위한 것이다. 메모리 저장매체(704)는 센서 데이터와 네비게이션에 필요한 소프트웨어 프로그램을 저장한다. 대체적으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 로봇(700)은 부분적으로 또는 전부 원격 서버(750)에 의해 네비게이션 경로를 계획 및 결정할 수 있다.
원격 서버(750)는 하나 또는 복수의 프로세서(752), 메모리(754) 및 트랜시버(758)를 포함한다. 원격 서버(750)는 복수의 로봇을 위해 네비게이션 경로를 예약하고, 트랜시버(708) 및 트랜시버(758)를 통해 로봇으로 예약된 경로를 발송한다.
여기에서 비록 특정 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 설명하였지만, 본 출원은 여기에 한정되지 않는다. 청구항과 동등한 범위 및 영역 내에서 세부적으로 다양한 수정을 가할 수 있으며, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (36)

  1. 자동 가이드 로봇이 경로 예약을 통해 제1 경로를 수신하되, 상기 제1 경로는 서열에 열거된 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하는 단계;
    상기 제1 경로를 저장하는 단계; 및
    상기 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 순차적으로 도달함으로써, 상기 제1 경로를 따라 이동하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 경로 예약은 서버가 상기 자동 가이드 로봇이 작동될 때 위치한 포인트로부터 시작하여, 예약에 실패할 때까지 경로 상의 각 웨이포인트에 따라 순차적으로 수행한 후, 상기 서버가 상기 자동 가이드 로봇으로 예약에 성공한 모든 웨이포인트의 정보를 피드백하고, 상기 자동 가이드 로봇은 예약에 성공한 웨이포인트를 따라 전진하고, 전진하는 과정에서 계속하여 통과할 웨이포인트를 예약하고,
    상기 자동 가이드 로봇이 중복 예약의 원칙에 기반하여, 통과할 웨이포인트에 대해 예약하며, 여기서, 상기 중복 예약은 상기 자동 가이드 로봇이 통과할 웨이포인트에 대해 예약하는 것 외에, 예약된 웨이포인트 중 가장 먼 웨이포인트 이후의 몇개의 접근 웨이포인트에 대해 더 예약하는 것인 단계를 더 포함하는, 하나 또는 복수의 자동 가이드 로봇을 이동시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동 가이드 로봇이 상기 제1 경로의 말단에 도달하기 전에, 상기 자동 가이드 로봇이 제2 경로를 수신하고, 상기 자동 가이드 로봇에 제2 경로가 수신되지 않으면, 상기 제1 경로의 말단에서 멈추고, 소정 시간이 지난 후 상기 제2 경로를 요청하되, 상기 제2 경로는 하나 또는 복수의 웨이포인트의 서열을 포함하는 단계; 및,
    상기 자동 가이드 로봇이 상기 제1 경로의 말단에 도달하면, 상기 제1 경로를 완성으로 표기하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    서버가 상기 자동 가이드 로봇으로부터 발송되는 위치 정보를 실시간으로 수신하고, 상기 자동 가이드 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트, 예약 포인트, 및, 경로 중 적어도 어느 하나를 결정하고, 릴리스하는 단계; 및
    상기 서버가 상기 자동 가이드 로봇에서 피드백한 정보 매핑 디지털 맵을 기반으로, 상기 자동 가이드 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트, 예약 포인트, 및, 경로 중 적어도 어느 하나를 결정하고, 릴리스하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 웨이포인트는 위치와 크기를 포함하고, 상기 크기는 상기 위치에서 상기 자동 가이드 로봇을 수용하는데 필요한 공간에 대응되는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 크기는 상기 자동 가이드 로봇 전반의 지면에서의 최대 투영 면적이고, 상기 최대 투영 면적은 주행 및 정지 시, 조향 및 비조향 시, 부하 및 무 부하 시 및 화물 픽업 및 화물 배치 시의 최대 투영 면적을 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 각각의 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇의 이동을 위한 이동 명령을 더 포함하고, 상기 이동 명령은 상기 자동 가이드 로봇이 대각 경사 방향을 따라 전진, 대각 호선 방향을 따라 전진 또는 복수의 통로를 가로지르도록 하는 가이드하기 위한 것인 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 경로는 릴리스되지 않은 다른 경로 상의 어느 웨이포인트와도 모두 충돌되지 않는 웨이포인트를 포함하고, 여기서, 두 웨이포인트가 공간 차원에서 서로 오버랩이 존재하면, 상기 두 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 각각의 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇이 상기 각각의 웨이포인트에 도달하기 위한 타임 스탬프를 더 포함하고, 여기서, 상기 두 웨이포인트가 시간 및 공간 차원에서 서로 오버랩이 존재하면, 상기 두 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    3차원 공간에서, 상기 자동 가이드 로봇의 위치 자세와 화물 선반의 입체 자세를 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    3차원 공간에서, 둘 또는 그보다 더 많은 자동 가이드 로봇이 동일한 타임 스탬프일 때의 크기에 오버랩이 존재하면, 상기 둘 또는 그보다 더 많은 자동 가이드 로봇은 충돌이 발생하는 것과 충돌이 발생하는 않는 두 가지 경우가 존재하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 웨이포인트의 형상은, 상기 자동 가이드 로봇 조향, 화물 픽업 장치 변화, 로봇암 변화, 무 부하, 부하 및 머물러 동작하지 않는 것 중 적어도 하나의 조건을 기반으로 변하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자동 가이드 로봇이 하나의 웨이포인트를 통과한 후, 상기 웨이포인트를 릴리스하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    예약되는 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇이 현재 위치로부터 운행하여 멈출 수 있는 가장 먼 웨이포인트, 및, 상기 자동 가이드 로봇이 현재 위치로부터 앞으로 운행하는 동안 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트, 중 적어도 어느 하나를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트는 멈춰서 하나의 동작을 수행하여야 하는 웨이포인트이거나 멈춰서 사람과 협력하여 조작해야 하는 웨이포인트인 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    경로 중 부분 영역의 상기 웨이포인트를 하나의 그룹으로 구성하고, 서버 또는 상기 자동 가이드 로봇은 예약할 웨이포인트가 상기 하나의 그룹에 있는지 여부를 판단하고, 상기 하나의 그룹에 있으면, 우선 상기 하나의 그룹에 대해 예약한 후, 상기 하나의 그룹 내의 웨이포인트에 대해 예약하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로의 구성 형태는 전부 웨이포인트로 구성되거나, 예약 포인트, 선분, 마크 및 규칙 포인트 중 적어도 하나와 웨이포인트로 구성되는 방법.
  18. 자동 가이드 로봇을 가이드하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    자동 가이드 로봇이 경로 예약을 통해 제1 경로를 수신하도록 하되, 여기서, 상기 제1 경로는 서열에 열거된 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하고;
    상기 제1 경로를 저장하고; 및
    상기 자동 가이드 로봇이 상기 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 순차적으로 도달함으로써, 상기 제1 경로를 따라 이동하도록 하고,
    여기서, 상기 경로 예약은 서버가 상기 자동 가이드 로봇이 작동될 때 위치한 포인트로부터 시작하여, 예약에 실패할 때까지 경로 상의 각 웨이포인트에 따라 순차적으로 수행한 후, 상기 서버가 상기 자동 가이드 로봇으로 예약에 성공한 모든 웨이포인트의 정보를 피드백하고, 상기 자동 가이드 로봇은 예약에 성공한 웨이포인트를 따라 전진하고, 전진하는 과정에서 계속하여 통과할 웨이포인트를 예약하며,
    상기 프로세서는 또한,
    상기 자동 가이드 로봇이 중복 예약의 원칙에 기반하여, 통과할 웨이포인트에 대해 예약하도록 하며, 여기서, 상기 중복 예약은 상기 자동 가이드 로봇이 통과할 웨이포인트에 대해 예약하는 것 외에, 예약된 웨이포인트 중 가장 먼 웨이포인트 이후의 몇개의 접근 웨이포인트에 대해 더 예약하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한,
    상기 자동 가이드 로봇이 상기 제1 경로의 말단에 도달하기 전에, 상기 자동 가이드 로봇이 제2 경로를 수신하도록 하고, 상기 자동 가이드 로봇에 제2 경로가 수신되지 않으면, 상기 자동 가이드 로봇이 상기 제1 경로의 말단에 머무르고, 소정 시간이 지난 후 상기 제2 경로를 요청하도록 하며, 상기 제2 경로는 하나 또는 복수의 웨이포인트의 서열을 포함하는 것; 및,
    상기 자동 가이드 로봇이 상기 제1 경로의 말단에 도달하면, 제1 경로를 완성으로 표기하는 것; 중 적어도 어느 하나에 사용되는 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한,
    서버가 실시간으로 상기 자동 가이드 로봇으로부터 발송되는 위치 정보를 수신하고, 상기 자동 가이드 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트, 예약 포인트, 및, 경로 중 적어도 어느 하나를 결정하여 릴리스하고; 및 상기 서버가 상기 자동 가이드 로봇에서 피드백한 정보 매핑 디지털 맵을 기반으로, 상기 자동 가이드 로봇의 위치를 분석하여, 릴리스할 웨이포인트, 예약 포인트, 및, 경로 중 적어도 어느 하나를 결정하여 릴리스하는 것; 중 적어도 어느 하나에 사용되는 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    각각의 웨이포인트는 위치와 크기를 포함하고, 상기 크기는 상기 자동 가이드 로봇을 수용하는데 필요한 공간에 대응되는 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 크기는 상기 자동 가이드 로봇 전반의 지면에서의 최대 투영 면적이고, 상기 최대 투영 면적은 주행 및 정지 시, 조향 및 비조향 시, 부하 및 무 부하 시 및 화물 픽업 및 화물 배치 시의 최대 투영 면적을 포함하는 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 각각의 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇의 이동을 위한 이동 명령을 더 포함하고, 상기 이동 명령은 상기 자동 가이드 로봇이 대각 경사 방향을 따라 전진, 대각 호선 방향을 따라 전진 또는 복수의 통로를 가로지르도록 하는 시스템.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제1 경로는 릴리스되지 않은 다른 경로 상의 어느 웨이포인트와도 모두 충돌되지 않는 웨이포인트를 포함하고, 여기서, 두 웨이포인트가 공간 차원에서 서로 오버랩이 존재하면, 상기 두 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하는 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 각각의 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇이 상기 각각의 웨이포인트에 도달하기 위한 타임 스탬프를 더 포함하고, 여기서 상기 두 웨이포인트가 시간 및 공간 차원에서 서로 오버랩이 존재하면, 상기 2개의 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하는 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    3차원 공간에서, 상기 자동 가이드 로봇의 위치 자세와 화물 선반의 입체 자세를 포함하는 시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    3차원 공간에서, 둘 또는 그보다 더 많은 자동 가이드 로봇이 동일한 타임 스탬프일 때의 크기에 오버랩이 존재하면, 상기 둘 또는 그보다 더 많은 자동 가이드 로봇은 충돌이 발생하는 것과 충돌이 발생하지 않는 두 가지 경우가 존재하는 시스템.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 웨이포인트의 형상은, 상기 자동 가이드 로봇 조향, 화물 픽업 장치 변화, 로봇암 변화, 무 부하, 부하 및 머물러 동작하지 않는 것 중 적어도 하나의 조건을 기반으로 변하는 시스템.
  29. 제18항에 있어서, 상기 프로세서는 또한,
    상기 자동 가이드 로봇이 하나의 웨이포인트를 통과한 후, 상기 웨이포인트를 릴리스하는 시스템.
  30. 제18항에 있어서,
    예약되는 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇이 현재 위치로부터 운행하여 멈출 수 있는 가장 먼 웨이포인트, 및, 상기 자동 가이드 로봇이 현재 위치로부터 앞으로 운행하는 동안 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트, 중 적어도 어느 하나를 포함하는 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 반드시 멈춰야 하는 웨이포인트는 멈춰서 하나의 동작을 수행하여야 하는 웨이포인트이거나 멈춰서 사람과 협력하여 조작해야 하는 웨이포인트인 시스템.
  32. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한,
    경로 중 부분 영역의 상기 웨이포인트를 하나의 그룹으로 구성하고, 서버 또는 상기 자동 가이드 로봇으로 하여금 예약할 웨이포인트가 상기 하나의 그룹에 있는지 여부를 판단하고, 상기 하나의 그룹에 있으면, 우선 상기 하나의 그룹에 대해 예약한 후, 상기 하나의 그룹 내의 웨이포인트에 대해 예약하도록 하는 시스템.
  33. 삭제
  34. 제18항에 있어서,
    상기 제1 경로의 구성 형태는 전부 웨이포인트로 구성되거나, 예약 포인트, 선분, 마크 및 규칙 포인트 중 적어도 하나와 웨이포인트로 구성되는 시스템.
  35. 소프트웨어 명령이 저장되고, 상기 소프트웨어 명령은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서는,
    자동 가이드 로봇이 경로 예약을 통해 제1 경로를 수신하도록 하되, 상기 제1 경로는 서열에 열거된 하나 또는 복수의 웨이포인트를 포함하고, 각각의 웨이포인트는 위치와 크기를 포함하고, 상기 크기는 상기 자동 가이드 로봇을 수용하는데 필요한 공간에 대응되고;
    상기 제1 경로를 저장하고; 및
    상기 하나 또는 복수의 웨이포인트 각각에 순차적으로 도달함으로써, 상기 제1 경로를 따라 이동하도록 하고,
    여기서, 상기 경로 예약은 서버가 상기 자동 가이드 로봇이 작동될 때 위치한 포인트로부터 시작하여, 예약에 실패할 때까지 경로 상의 각 웨이포인트에 따라 순차적으로 수행한 후, 상기 서버가 상기 자동 가이드 로봇으로 예약에 성공한 모든 웨이포인트의 정보를 피드백하고, 상기 자동 가이드 로봇은 예약에 성공한 웨이포인트를 따라 전진하고, 전진하는 과정에서 계속하여 통과할 웨이포인트를 예약하며,
    상기 프로세서는 또한,
    자동 가이드 로봇이 중복 예약의 원칙에 기반하여, 통과할 웨이포인트에 대해 예약하도록 하며, 여기서, 상기 중복 예약은 상기 자동 가이드 로봇이 통과할 웨이포인트에 대해 예약하는 것 외에, 예약된 웨이포인트 중 가장 먼 웨이포인트 이후의 몇개의 접근 웨이포인트에 대해 더 예약하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 각각의 웨이포인트는 상기 자동 가이드 로봇이 상기 각각의 웨이포인트에 도달하기 위한 타임 스탬프를 더 포함하고, 여기서, 상기 제1 경로는 릴리스되지 않은 다른 경로 상의 어느 웨이포인트와도 모두 충돌되지 않는 웨이포인트를 포함하고, 여기서, 두 웨이포인트가 서로 오버랩되면, 상기 두 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하고, 여기서, 상기 두 웨이포인트가 시간 및 공간 차원에서 서로 오버랩이 존재하면, 상기 두 웨이포인트 사이에 충돌이 발생하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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