KR102437602B1 - Apparatus and method for automatically transferring shoe soles - Google Patents
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Abstract
자동화 장치가 제공된다. 상기 자동화 장치는 QR 코드가 부착된 신발 창을 촬영하는 촬영부; 상기 QR 코드를 분석하는 분석부; 상기 분석부의 분석 결과에 따라 상기 신발 창을 이송하는 로봇을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.An automated device is provided. The automated device includes: a photographing unit for photographing a shoe window to which a QR code is attached; an analysis unit that analyzes the QR code; It may include; a control unit for controlling the robot for transferring the shoe sole according to the analysis result of the analysis unit.
Description
본 발명은 신발 창의 정보를 인식하고 해당 정보를 이용해서 신발 창을 자동으로 이송하는 로봇 자동화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a robot automation system that recognizes information on a shoe sole and automatically transports a shoe window using the information.
근래 독일의 신발 제조업체인 아디다스의 스피드 팩토리의 영향으로 해외에 생산기지를 두고 있는 신발 제조 업체들은 자국으로의 생산기지 회귀에 대한 관심이 커졌고, 그 일환으로 국내에서도 산업용 로봇을 활용한 신발 조립공정의 자동화를 선보였으며 최근에는 이를 발전시켜 사용자에게 맞춤형 신발을 제공하기 위한 지능형 신발공장에 대한 연구가 이루어지고 있다.Recently, under the influence of Adidas' Speed Factory, a German shoe manufacturer, shoe manufacturers with production bases abroad have been interested in returning to their home countries. Automation has been introduced, and research on intelligent shoe factories has been recently developed to provide customized shoes to users.
한국등록특허공보 제2058300호에는 레일을 따라 따라다니면서 신발 창을 운반하는 운송 장치가 나타나 있다.Korean Patent Publication No. 2058300 discloses a transport device that carries a shoe sole while following a rail.
본 발명은 다양한 종류의 신발 창의 정보를 QR 코드를 이용하여 인식하고, QR 코드를 통해 파악된 자세 정보 또는 이송 파지점을 이용하여 해당 신발 창을 이송하는 자동화 장치 및 자동화 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an automated device and an automated method for recognizing various types of shoe sole information using a QR code, and transferring the corresponding shoe sole using posture information or a transfer grip point identified through the QR code.
본 발명의 자동화 장치는 QR 코드가 부착된 신발 창을 촬영하는 촬영부; 상기 QR 코드를 분석하는 분석부; 상기 분석부의 분석 결과에 따라 상기 신발 창을 이송하는 로봇을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The automated device of the present invention includes a photographing unit for photographing a shoe window to which a QR code is attached; an analysis unit that analyzes the QR code; It may include; a control unit for controlling the robot for transferring the shoe sole according to the analysis result of the analysis unit.
본 발명의 자동화 방법은 신발 창의 QR 코드 인식 모션을 초기에 한번만 시행하고 상기 신발 창의 식별 정보를 캐리어의 구획에 매칭시켜 저장하며, 관제 서버로부터 특정 신발 창의 이송 요청이 입수되면, 상기 특정 신발 창의 식별 정보를 이용해 상기 특정 신발 창이 적재된 특정 구획을 추출하고, 상기 특정 구획으로 이동한 로봇을 인식 자세로 제어한 상태에서, 상기 특정 구획에 적재된 상기 특정 신발 창의 QR 코드에 포함된 제2 기호를 인식하며, 상기 제2 기호를 이용해 상기 신발 창의 파지 위치를 추출하고, 상기 파지 위치를 파지하도록 상기 로봇의 파지 자세를 제어할 수 있다.The automation method of the present invention executes the QR code recognition motion of the shoe sole only once initially, matches the identification information of the shoe window to the compartment of the carrier and stores it, and when a transfer request of the specific shoe window is received from the control server, the specific shoe window is identified Extracting the specific compartment in which the specific shoe window is loaded using the information, and controlling the robot moving to the specific compartment in a recognized posture, the second symbol included in the QR code of the specific shoe window loaded in the specific compartment Recognize, extract the gripping position of the shoe sole using the second symbol, and control the gripping posture of the robot to grip the gripping position.
본 발명은 신발 창의 정보를 포함하는 QR 코드의 기하학적 특징을 이용하여 신발 창의 자세 정보 또는 파지점을 파악할 수 있다.The present invention can determine the posture information or gripping point of the shoe sole by using the geometric features of the QR code including the shoe sole information.
본 발명에 따르면, QR 코드를 이용해서 다양한 종류, 다양한 크기, 다양한 자세의 신발 창을 정확하게 파지하고 이송할 수 있는 로봇 자동화 시스템이 구현될 수 있다.According to the present invention, a robot automation system that can accurately grip and transport shoe soles of various types, various sizes, and various postures using QR codes can be implemented.
도 1은 본 발명의 자동화 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 제어 유니트를 나타낸 블록도이다.
도 3은 캐리어에 적재된 신발 창을 나타낸 개략도이다.
도 4는 신발 창의 정보를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 QR 코드 인식 경로를 나타낸 개략도이다.
도 6은 로봇의 QR 코드 인식 모션 및 신발 창 정보의 스택 개념을 나타낸 개략도이다.
도 7은 분석부의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 8은 QR 코드의 중심 좌표를 추출하는 개념도이다.
도 9는 QR 코드의 기울기를 추출하는 개념도이다.
도 10은 좌표 변환을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 자동화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram showing an automated device of the present invention.
2 is a block diagram showing a control unit.
3 is a schematic view showing a shoe sole loaded on a carrier.
4 is a schematic diagram showing information on a shoe sole;
5 is a schematic diagram showing a QR code recognition path of the robot according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing the concept of a robot's QR code recognition motion and shoe sole information stack.
7 is a schematic diagram illustrating an operation of an analysis unit.
8 is a conceptual diagram for extracting the center coordinates of a QR code.
9 is a conceptual diagram for extracting a gradient of a QR code.
10 is a conceptual diagram illustrating coordinate transformation.
11 is a flowchart illustrating an automated method of the present invention.
12 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when a component is referred to as 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in the present specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It should be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, acts, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
신발의 창은 안창, 중창, 겉창으로 세분화되며 이 중 겉창과 중창은 접착제 도포 작업을 통하여 조립 가능하고, 중창은 갑피와 조립이 가능하다. 지능형 신발공장에서는 고비용, 모델의 변화에 따른 잦은 알고리즘 변경, 외부조건에 의한 노이즈 등의 문제를 가지고 있는 3D 스캐너 시스템 대신 허용 공차를 만족하여 제작된 3D Mold에 중창을 안착시켜 정도를 확보한 후 3D Mold의 3차원 형상 정보에서 추출한 게이지라인을 기반으로 접착제 도포 작업을 계획하고 있다.The sole of the shoe is subdivided into an insole, a midsole, and an outsole. Among them, the outsole and midsole can be assembled by applying adhesive, and the midsole can be assembled with the upper. In the intelligent shoe factory, instead of the 3D scanner system, which has problems such as high cost, frequent algorithm changes due to model changes, and noise caused by external conditions, the midsole is seated in a 3D mold manufactured by satisfying tolerances to secure precision and then 3D Based on the gauge line extracted from the 3D shape information of the mold, the adhesive application is planned.
신발 창(30) 접착제 도포 작업은 갑피와 창(sole)의 결합으로 구성되는 신발 완제품의 조립 공정에서 가장 중요한 작업 중 하나이다. 신발 창(30)의 접착제 도포 작업이 정상적으로 수행되기 위해서는, 접착제 도포 작업 수단으로 진입하는 신발 창(30)의 자세가 기설정된 자세를 유지하는 것이 중요하다. 접착제 도포 작업 외의 다양한 신발 제조 공정에서도 신발 창(30)을 설정 자세로 옮겨놓을 수 있는 이송 로봇(101)의 필요성이 증가하고 있다.The shoe sole 30 adhesive application operation is one of the most important operations in the assembly process of a finished shoe product consisting of a combination of an upper and a sole (sole). In order for the adhesive application operation of the shoe sole 30 to be normally performed, it is important that the posture of the shoe sole 30 entering the adhesive application unit maintains a preset position. In various shoe manufacturing processes other than adhesive application, the need for a
도 1은 본 발명의 자동화 장치(100)를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an
도 1에 도시된 자동화 장치(100)는 이송 로봇(101), 도포 챔버(50), 건조 챔버(60)를 포함할 수 있다.The
이송 로봇(101)은 캐리어(20) 등에 적재된 신발 창(30)을 집어 들어 도포 챔버(50)의 입구에 연결된 컨베이어 라인(51)에 올려놓을 수 있다.The
컨베이어 라인(51)에 올려진 신발 창(30)은 컨베이어 라인(51)에 의해 도포 챔버(50)로 입력될 수 있다.The shoe sole 30 mounted on the
도포 챔버(50)는 신발 창(30)에 접착제를 도포할 수 있다. 접착제가 도포된 신발 창(30)은 도포 챔버(50) 또는 다른 챔버에서 다른 부재에 접착될 수 있다.The
건조 챔버(60)는 신발 창(30)에 도포된 접착제를 건조시킬 수 있다.The
이송 로봇(101)은 제1 위치 p1에 배치된 신발 창(30)을 집어들 수 있다. 이송 로봇(101)은 신발 창(30)을 집어든 상태에서 기설정된 제2 위치 p2로 이동할 수 있다. 그리고, 이송 로봇(101)은 제2 위치 p2에 신발 창(30)을 내려놓을 수 있다.The
이송 로봇(101)을 제어하는 제어 유니트(103)가 마련될 수 있다. 제어 유니트(103)는 이송 로봇(101)에 일체로 형성되거나, 이송 로봇(101)과 별도로 마련되고 이송 로봇(101)의 유무선 통신할 수 있다.A
도 2는 제어 유니트(103)를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing the
제어 유니트(103)에는 촬영부(610), 분석부(630), 제어부(650)가 마련될 수 있다. 거시적으로 촬영부(610), 분석부(630), 제어부(650)는 자동화 장치(100)에 포함될 수 있다.The
촬영부(610)는 제1 위치 p1에 배치된 신발 창(30)을 촬영할 수 있다. 촬영부(610)는 카메라, 비전, 거리 측정기 등을 포함할 수 있다. 촬영부(610)는 로봇으로부터 이격된 위치에 설치되거나, 로봇에 직접 설치될 수 있다.The photographing
분석부(630)는 촬영부(610)에서 촬영된 제1 이미지의 분석을 통해 신발 창(30)의 자세를 분석할 수 있다.The
제어부(650)는 분석부(630)에서 분석된 신발 창(30)의 제1 자세에 맞춰 이송 로봇(101)에 마련된 흡착 툴의 제2 자세를 제어할 수 있다.The
제어부(650)는 흡착 툴에 신발 창(30)이 로딩되면, 제2 위치로 신발 창(30)을 옮기도록 이송 로봇(101)을 제어할 수 있다. 흡착 툴은 공기의 빨아들이는 음압을 형성해서 신발 창(30)을 흡착하는 방식으로 로딩을 수행할 수 있다. 또는, 흡착 툴은 신발 창(30)을 사이에 두고 서로 가까워지는 방향으로 움직이는 복수의 핑거를 이용해 신발 창(30)을 그랩하는 방식으로 로딩을 수행할 수 있다.When the
제어부(650)는 신발 창(30)을 흡착한 흡착 툴이 제2 위치에서 기설정된 언로딩 자세가 되도록 이송 로봇(101)을 제어할 수 있다. 신발 창(30)이 입력되는 접착제 도포 공정 등의 후 공정이 정확하고 신속하게 수행되도록, 신발 창(30)은 사전에 약속된 설정 자세로 후 공정에 입력되는 것이 좋다. 흡착 툴의 언로딩 자세는 신발 창(30)을 제2 위치에 언로딩할 때 신발 창(30)을 설정 자세로 놔두는 흡착 툴의 자세를 의미할 수 있다. 본 명세서에 기재된 '자세'는 서로 직교하는 3개의 좌표축 x축, y축, z축이 형성하는 3차원 공간에서 3차원 위치(좌표) 및 각 축을 기준으로 하는 각도를 포함할 수 있다.The
제어부(650)는 흡착 툴이 언로딩 자세에서 제2 위치에 신발 창(30)을 언로딩하도록 이송 로봇(101)을 제어할 수 있다. 흡착 툴의 언로딩은 구속 상태를 해제하고 제2 위치에 신발 창(30)을 내려놓거나 놔두는 것을 의미할 수 있다.The
도 3은 캐리어(20)에 적재된 신발 창(30)을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a shoe sole 30 loaded on a
신발 생산 자동화 라인에서는 각 부속품들의 추적 및 인식을 위해서 RFID나 QR 코드(90)가 개개별로 부착되어 있으며 본 발명의 작업 대상물인 신발 창(30)에는 QR 코드(90)(Quick Response Code)가 부착되어 있다. 일 예로, QR 모드는 신발 창(30)의 윗면 가운데에 형성될 수 있다.In the shoe production automation line, RFID or
현장 작업자에 의해 신발 창(30)의 캐리어(20)가 지정된 위치에 도착하면 이송 로봇(101)은 제어 유니트에 의해 캐리어(20)에 적재된 신발 창(30)을 로봇(101) 도포 자동화 라인에 이송하기 위해 신발 창(30)에 부착된 QR 코드(90)를 인식할 수 있다. When the
현장 작업자가 적재함에 임의로 적재하는 신발 창(30)은 3과 같이 설정 자세를 유지시키는 것이 어렵기 때문에 로봇(101)의 이송 작업을 위해서 신발 창(30)의 기울기(평면상에서) 및 위치 인식과 정밀한 파지를 위한 카메라 좌표계와 로봇(101) 좌표계 사이의 변환 방법이 필요하다. 왜냐하면, 신발 창(30)이 이송되어야 할 도포 자동화 라인에는 신발 창(30)이 규정된 자세로 투입되어야 하기 때문이다.Since it is difficult to maintain the set posture as shown in 3 for the shoe sole 30 that the field worker arbitrarily loads into the loading box, the inclination (on a plane) and position recognition of the
도 3을 살펴보면, 격벽에 의해 캐리어(20)가 복수의 구획 ①, ②, ③, ④로 구분될 수 있다. 각 구획에 투입된 신발 창(30)은 서로 다른 자세를 취할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
각 구획에 투입된 신발 창(30)을 복수 층으로 적층될 수 있다. 캐리어(20)에는 신발 창(30)을 지지하는 지지부(21)가 마련될 수 있다. 지지부(21)는 승강 가능하게 캐리어(20)에 설치될 수 있다. 승강 동작을 통해 지지부(21)는 캐리어(20)에 대해 신발 창(30)이 로딩(투입하는 동작)되거나 언로딩(빼내는 동작)되는 여부에 상관없이 최상층의 신발 창(30)을 일정한 높이에 위치시킬 수 있다.The shoe sole 30 put into each compartment may be stacked in a plurality of layers. The
도 4는 신발 창(30)의 정보를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram showing information on the
신발 창(30)은 다양한 모델, 색상 및 사이즈를 가지고 있으며 동일한 신발 창(30)이라 하더라도 좌측 발과 우측발의 구분을 위한 데이터 정의가 필요하다.The
도 4의 (a)와 같이 신발 창(30)을 특정하기 위한 복수의 데이터 정의가 마련될 수 있다.A plurality of data definitions for specifying the shoe sole 30 may be provided as shown in (a) of FIG. 4 .
일 예로, 신발 창(30)의 정보로서, 신발 창(30)의 모델 이름을 나타내는 이름 데이터 Model, 신발 창(30)의 색깔을 나타내는 색 데이터 Color, 신발 창(30)의 크기를 나타내는 크기 데이터 Size, 신발 창(30)의 좌우 구분을 나타내는 구분 데이터 Left/Right가 마련될 수 있다.For example, as information of the shoe sole 30 , name data Model representing the model name of the shoe sole 30 , color data Color representing the color of the shoe sole 30 , and size data representing the size of the
QR 코드(90)는 모델 데이터, 색 데이터, 크기 데이터, 구분 데이터를 포함하도록 형성될 수 있다.The
일 예로, 캐리어(20)에 형성된 복수의 구획 ①, ②, ③, ④에 서로 다른 신발 창(30)이 로딩될 수 있다. 이때, 각 구획에 투입된 신발 창(30)은 QR 코드(90)를 통해 구분될 수 있으며, 해당 구분을 위해 QR 코드(90)는 복수의 식별 정보를 포함할 수 있다. 이때의 식별 정보로, 이름 데이터, 색 데이터, 크기 데이터, 구분 데이터가 사용될 수 있다.For example,
예를 들어 구획 ①에 담긴 신발 창(30)의 모델명이 SHOE1이고, 색깔이 Y(Yellow)이며, 크기가 270(Cm)이고, 오른발용 R(Right)일 수 있다. 이때, 해당 신발 창(30)에 부착된 QR 코드(90)는 위 4가지 정보를 모두 포함하는 형식으로 사전에 형성되거나 약속될 수 있다. 일 예로, 해당 QR 코드(90)는 도 4의 (b)와 같이 'SHOE1_Y_270_R'을 나타내도록 형성될 수 있다.For example, the model name of the shoe sole 30 contained in the
해당 QR 코드(90)는 촬영부(610)에 의해 촬영되고, 분석부(630)에 의해 분석될 수 있다. 제어부(650)는 분석부(630)의 분석 결과에 따라 신발 창(30)을 이송하는 로봇(101)을 제어할 수 있다.The
캐리어(20)에 각 구획에 담긴 신발창의 QR 코드(90)를 인식하기 위해 제어부(650)는 촬영부(610)를 제어할 수 있다. QR 코드(90)의 분석 결과는 이름 데이터, 색 데이터, 크기 데이터, 구분 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In order to recognize the
제어부(650)는 촬영부(610)가 설치된 로봇(101)의 암이 캐리어(20)에 형성된 복수의 구획을 설정 순서에 따라 이동하도록 제어할 수 있다. 제어부(650)는 로봇(101)의 암이 각 구획을 따라 이동할 때마다 해당 구획에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90)를 촬영하도록 촬영부(610)를 제어할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇(101)의 QR 코드(90) 인식 경로를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a
도 5에서는 로봇(101)의 이동 경로가 제어부(650)에 의해 ①, ②, ③, ④ 구획의 순서대로 형성되고 있다.In FIG. 5 , the movement path of the
해당 경로를 따라 이동하면서 획득된 QR 코드(90)를 분석해서 분석부(630)는 각 구획에 로딩되어 있는 신발 창(30)의 정보를 파악할 수 있다.By analyzing the
분석부(630)는 QR 코드(90)의 분석 결과를 상기 구획 각각에 대응되는 저장부 위치에 저장할 수 있다.The
일 예로, 분석부(630)는 파악된 신발 창(30)의 각 정보를 설정 구획의 순서에 따라 스택(stack) 구조로 저장할 수 있다.As an example, the
도 6은 로봇(101)의 QR 코드(90) 인식 모션 및 신발 창(30) 정보의 스택 개념을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing the concept of stacking the
스택의 순서는 QR 코드(90)의 인식 순서와 동일할 수 있다.The order of the stacks may be the same as the recognition order of the
일 예로, QR 코드(90)의 인식 순서가 구획 ①, 구획 ②, 구획 ③, 구획 ④와 같다면, 도 6과 같이 구획 ①에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90) 정보, 구획 ②에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90) 정보, 구획 ③에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90) 정보, 구획 ④에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90) 정보의 순서로 스택될 수 있다.As an example, if the recognition order of the
제어부(650)는 저장부의 검색을 통해 이송 지령이 내려진 특정 신발 창(30)의 구획 위치를 캐리어(20) 상에서 특정하고, 특정된 구획 위치를 향해 로봇(101)을 움직일 수 있다.The
본 발명의 분석부(630)는 QR 코드(90)의 기하학적 특징을 이용해서 신발 창(30)의 자세를 분석할 수 있다.The
도 7은 분석부(630)의 동작을 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating an operation of the
본 발명의 QR 코드(90)에는 신발 창(30)의 정보를 나타내는 제1 기호 외에 제1 기호와 구분되는 기약속된 기하학적 형상의 제2 기호가 마련될 수 있다.In the
일 예로, 제2 기호는 기약속된 다양한 형상으로 형성되며, 하나의 QR 코드(90)에 포함되는 제2 기호의 개수 역시 사전에 정의될 수 있다. 도 7에서 제2 기호는 사각형 형상의 QR 코드(90)에서 3개의 꼭지점에 각각 배치되고, 큰 사각형 안에 작은 사각형이 존재하는 이중 사각형 형상으로 형성되고 있다.For example, the second symbol is formed in various predefined shapes, and the number of second symbols included in one
비젼 카메라 등의 촬영부(610)를 통해 QR 코드(90)가 인식될 수 있다.The
분석부(630)는 QR 코드(90)가 인식되면, 제2 기호에 해당하는 파인더 패턴을 탐지할 수 있다. 분석부(630)는 파인더 패턴의 좌표를 추출하고, 파인더 패턴의 좌표를 이용해서 QR 코드(90)의 중심 좌표, QR 코드(90)의 기울기 등을 추출할 수 있다. 다시 말해, 분석부(630)는 제2 기호를 이용해서 QR 코드(90)의 중심 좌표, QR 코드(90)의 기울기 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.When the
제어부(650)는 중심 좌표 또는 기울기를 이용해서 신발 창(30)의 파지 위치를 결정하고, 결정된 파지 위치를 파지하도록 로봇(101)을 제어할 수 있다.The
도 8은 QR 코드(90)의 중심 좌표를 추출하는 개념도이다.8 is a conceptual diagram for extracting the center coordinates of the QR code (90).
사각형 형상의 QR 코드(90)의 3개 꼭지점에 대면되는 각 위치에 3개의 제2 기호 A, B, D가 형성될 수 있다.Three second symbols A, B, and D may be formed at each position facing the three vertices of the square-shaped
대각선 법칙에 의해, 서로 대칭되는 위치에 배치된 제2 기호 A와 제2 기호 B의 중심이 QR 코드(90)의 중심 좌표 C로 산출될 수 있다. 제2 기호 A와 제2 기호 B의 좌표 정보는 해당 QR 코드(90)가 배치된 구획 상에 위치하는 카메라를 기준으로 파악될 수 있다.According to the diagonal rule, the centers of the second symbol A and the second symbol B arranged at symmetrical positions may be calculated as the center coordinates C of the
도 9는 QR 코드(90)의 기울기를 추출하는 개념도이다.9 is a conceptual diagram for extracting the gradient of the QR code (90).
분석부(630)는 로봇(101)으로부터 기준 방향을 획득하고, 2개의 제2 기호의 중심을 연결하는 가상선과 로봇(101)의 기준 방향 간의 각도를 QR 코드(90)의 기울기로 산출할 수 있다. 분석부(630)는 기울기 산출에 필요한 아크 탄젠트 등의 연산을 수행할 수 있다.The
한편, 복수의 제2 기호를 이용해서 산출된 중심 좌표 c = [cx, cy]는 카메라 영상의 픽셀 단위일 수 있다. 따라서, 중심 좌표는 실제 로봇(101)이 작업하기 위한 mm 단위의 실제 Cartesian 좌표계로 변환될 필요가 있다.Meanwhile, the center coordinate c = [c x , c y ] calculated using the plurality of second symbols may be a pixel unit of the camera image. Therefore, the center coordinates need to be converted into a real Cartesian coordinate system in mm for the
도 10은 좌표 변환을 나타낸 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating coordinate transformation.
분석부(630)는 제2 기호의 실제 기하학적 특성과 촬영부(610)에서 촬영된 제2 기호의 기하학적 특성 간의 비율을 이용해 실제 단위에 맞춰 촬영 영상 상의 단위를 변환할 수 있다. 기하학적 특성은 복수의 제2 기호 간의 거리, 기울기, 복수의 제2 기호가 형성하는 다각형의 크기, 중심, 변의 길이 등을 포함할 수 있다.The
일 예로, 분석부(630)는 실 측정된 제2 기호 간의 간격과 영상에 비춰진 QR 코드(90) 제2 기호의 간격의 비를 계수 u로 정의하고, 계수 u를 이용하여 실제 좌표계의 중심 cmm = [xmm, ymm]을 구할 수 있다.As an example, the
계수 u와 QR 코드(90)의 실 중심 좌표 cmm = [xmm, ymm]는 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.Coefficient u and the real center coordinate c mm of the
계수 u에 의해 카메라 영상 기준(단위 : pixel)의 높이(Height), 폭(Width)도 분석부(630)에 의해 수학식 2와 같이 실제 좌표계 기준(단위 : mm)으로 변환될 수 있다.By the coefficient u, the height and width of the camera image reference (unit: pixel) may also be converted into the actual coordinate system reference (unit: mm) by the
본 발명의 자동화 장치는 캐리어(20)에 담긴 신발 창(30)을 다른 곳으로 옮기기 위해 캐리어(20)에 담긴 신발 창(30)의 QR 코드(90)를 인식하는 과정, 인식된 QR 코드(90)를 이용해서 신발 창(30)을 이송하는 과정을 수행할 수 있다.The automation device of the present invention is a process of recognizing the
신발 창(30)을 집어올리는 흡착 툴과 촬영부(610)가 단일의 로봇(101)에 함께 설치된 경우, 인식 과정과 이송 과정을 위해 로봇(101)은 캐리어(20)의 상공에서 적어도 두차례 움직일 수 있다.When the suction tool for picking up the
로봇(101)은 QR 코드(90)를 인식하는 제1 자세, 신발 창(30)을 파지하는 제2 자세를 필요로 한다.The
제1 자세 P = [Px Py Pz PO PA PT]는 캐리어(20)가 지정된 위치에 고정됨에 따라 캐리어(20)의 각 구획(칸)에 놓인 신발 창(30) 또는 QR 코드(90)를 인지할 수 있는 자세를 포함할 수 있다. 제1 자세는 사용자가 임의로 지정할 수 있다.The first posture P = [P x P y P z P O P A P T ] is the shoe sole 30 or QR placed in each compartment (compartment) of the
제2 자세 G = [Gx Gy Gz GO GA GT]에 대한 정의는 수학식 3과 같을 수 있다.The definition of the second posture G = [G x G y G z G O G A G T ] may be the same as in
Gz는 픽업 대상이 되는 신발창의 높이와 관련되며, 리프팅 구조로 인해 신발창의 높이가 항상 일정하게 유지될 수 있다.Gz is related to the height of the sole to be picked up, and the height of the sole can always be kept constant due to the lifting structure.
도 11은 본 발명의 자동화 방법을 나타낸 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an automated method of the present invention.
도 11에 도시된 자동화 방법은 도 1에 도시된 자동화 장치 또는 제어부(650)에 의해 수행될 수 있다.The automation method illustrated in FIG. 11 may be performed by the automation device or the
자동화 장치는 신발 창(30)의 QR 코드(90) 인식 모션을 초기에 한번만 시행하고 파악된 신발 창(30)의 식별 정보를 캐리어(20)의 구획에 매칭시켜 저장할 수 있다. 관제 서버의 외부 작업 지령에 의해 하기 알고리즘과 같이 로봇(101)은 자동적으로 경로를 생성하여 이송 작업을 시행할 수 있다.The automation device may initially execute the recognition motion of the
관제 서버로부터 특정 신발 창(30)의 이송 요청이 입수되면, 제어부(650)는 기저장된 QR 코드(90) 인식 정보를 검색할 수 있다.When the transfer request of the
제어부(650)는 검색된 QR 코드(90) 인식 정보를 이용해 픽업 대상이 되는 신발 창(30)이 놓인 캐리어(20)의 구획을 파악할 수 있다. 다시 말해, 제어부(650)는 특정 신발 창(30)의 식별 정보를 이용해 특정 신발 창(30)이 적재된 특정 구획을 추출할 수 있다.The
제어부(650)는 파악된 구획으로 촬영부(610)를 이동시킬 수 있다.The
제어부(650)는 특정 구획으로 이동한 로봇(101)을 인식 자세로 제어한 상태에서, 특정 구획에 적재된 특정 신발 창(30)의 QR 코드(90)에 포함된 제2 기호를 인식할 수 있다.The
제어부(650)는 제2 기호를 이용해 신발 창(30)의 파지 위치를 추출하고, 파지 위치를 파지하도록 로봇(101)의 파지 자세를 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(650)는 분석부(630)로부터 하여금 촬영 영상을 분석하도록 하고, 촬영 영상에 포함된 QR 코드(90)의 자세를 파악할 수 있다.Specifically, the
QR 코드(90)의 자세는 곧 신발 창(30)의 자세를 의미하므로, 제어부(650)는 QR 코드(90)의 자세 정보를 이용해서 해당 신발 창(30)을 집는 로봇(101)의 파지 자세를 제어할 수 있다.Since the posture of the
이후, 제어부(650)는 촬영부(610)를 이용해 해당 구역을 재촬영할 수 있다. 만약, QR 코드(90) 또는 신발 창(30)이 재촬영되면 파지가 실패한 것을 의미하므로, 제어부(650)는 파지 자세로 로봇(101)을 회귀시킬 수 있다.Thereafter, the
재촬영 결과 QR 코드(90) 및 신발 창(30)이 감지되지 않으면, 제어부(650)는 로봇(101)을 이송 목적지에 해당하는 제2 위치로 이동시킬 수 있다. 제2 위치에 로봇(101)이 도달하면, 제어부(650)는 신발 창(30)의 파지 상태를 해제시킬 수 있다. 파지 상태의 해제로 인해 신발 창(30)은 제2 위치에 놓일 수 있다.As a result of re-photography, if the
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 12의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예, 자동화 장치(100), 제어 유니트(103) 등) 일 수 있다. 12 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention. The computing device TN100 of FIG. 12 may be a device described herein (eg, the
도 12의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In the embodiment of FIG. 12 , the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 . Also, the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed. The processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with an embodiment of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100 .
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110 . Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.The transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal. The transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. On the other hand, the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the invention.
20...캐리어 21...지지부
30...신발 창 90...QR 코드
101...로봇 103...제어 유니트
100...자동화 장치 610...촬영부
630...분석부 650...제어부20...
30...
101...
100...
630...
Claims (5)
상기 촬영부의 촬영 영상에 포함된 QR 코드를 분석하는 분석부;
상기 분석부의 분석 결과에 따라 상기 신발 창을 이송하는 로봇을 제어하는 제어부;를 포함하고,
사각형 형상의 상기 QR 코드에서 꼭지점에 대면되는 위치에는 기약속된 기하학적 형상의 제2 기호가 형성되며,
상기 분석부는 서로 대칭되는 위치에 형성된 2개의 제2 기호 간의 중심을 상기 QR 코드의 중심 좌표로 추출하고,
상기 분석부는 상기 로봇으로부터 기준 방향을 획득하고, 2개의 제2 기호의 중심을 연결하는 가상선과 상기 기준 방향 간의 각도를 상기 QR 코드의 기울기로 추출하며,
상기 분석부는 실 측정된 제2 기호 간의 간격과 상기 촬영 영상에 포함된 제2 기호 간의 간격의 비를 이용하여 실제 좌표계에서 상기 QR 코드의 중심 좌표를 산출하고,
상기 제어부는 상기 실제 좌표계에서 산출된 상기 QR 코드의 중심 좌표 및 상기 기울기를 이용해서 상기 신발 창의 파지 위치를 결정하며,
상기 제어부는 결정된 상기 파지 위치를 파지하도록 상기 로봇을 제어하는 자동화 장치.
A photographing unit for photographing a shoe window in which a QR code is formed;
an analysis unit for analyzing the QR code included in the captured image of the photographing unit;
A control unit for controlling the robot for transferring the shoe sole according to the analysis result of the analysis unit;
A second symbol of a promised geometric shape is formed at a position facing the vertex in the QR code of the rectangular shape,
The analysis unit extracts the center between the two second symbols formed at positions symmetrical to each other as the center coordinates of the QR code,
The analysis unit obtains a reference direction from the robot, and extracts an angle between the reference direction and an imaginary line connecting the centers of two second symbols as a slope of the QR code,
The analysis unit calculates the center coordinates of the QR code in the real coordinate system by using the ratio of the actual measured interval between the second symbols and the interval between the second symbols included in the captured image,
The control unit determines the grip position of the shoe window using the central coordinates and the inclination of the QR code calculated in the actual coordinate system,
The control unit is an automated device for controlling the robot to grip the determined grip position.
상기 로봇에 의해 이송될 신발 창은 복수의 구획으로 구분된 캐리어에 적재되고,
상기 QR 코드에는 상기 신발 창의 모델 이름을 나타내는 이름 데이터, 상기 신발 창의 색깔을 나타내는 색 데이터, 상기 신발 창의 크기를 나타내는 크기 데이터, 상기 신발 창의 좌우 구분을 나타내는 구분 데이터 중 적어도 하나가 마련되며,
상기 QR 코드의 분석 결과는 상기 이름 데이터, 상기 색 데이터, 상기 크기 데이터, 상기 구분 데이터 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 분석부는 QR 코드의 분석 결과를 상기 구획 각각에 대응되는 저장부 위치에 저장하며
상기 제어부는 상기 저장부의 검색을 통해 이송 지령이 내려진 특정 신발 창의 구획 위치를 상기 캐리어 상에서 특정하고, 특정된 구획 위치를 향해 상기 로봇을 움직이는 자동화 장치.
The method of claim 1,
The shoe sole to be transported by the robot is loaded on a carrier divided into a plurality of compartments,
The QR code includes at least one of name data indicating the model name of the shoe sole, color data indicating the color of the shoe sole, size data indicating the size of the shoe sole, and division data indicating the left and right division of the shoe sole,
The analysis result of the QR code includes at least one of the name data, the color data, the size data, and the classification data,
The analysis unit stores the analysis result of the QR code in a storage location corresponding to each of the compartments,
The control unit specifies, on the carrier, a division position of a specific shoe window to which a transfer command has been issued through a search of the storage unit, and an automated device for moving the robot toward the specified division position.
신발 창의 QR 코드 인식 모션을 초기에 한번만 시행하고 상기 신발 창의 식별 정보를 캐리어의 구획에 매칭시켜 저장하며,
관제 서버로부터 특정 신발 창의 이송 요청이 입수되면, 상기 특정 신발 창의 식별 정보를 이용해 상기 특정 신발 창이 적재된 특정 구획을 추출하고,
상기 특정 구획으로 이동한 로봇을 인식 자세로 제어한 상태에서, 상기 특정 구획에 적재된 상기 특정 신발 창의 QR 코드의 촬영 영상에 포함된 제2 기호를 인식하며,
사각형 형상의 상기 QR 코드에서 꼭지점에 대면되는 위치에 기약속된 기하학적 형상의 상기 제2 기호가 형성될 때,
상기 촬영 영상에서 서로 대칭되는 위치에 형성된 2개의 제2 기호 간의 중심을 상기 QR 코드의 중심 좌표로 추출하고,
상기 로봇으로부터 기준 방향을 획득하고, 2개의 제2 기호의 중심을 연결하는 가상선과 상기 기준 방향 간의 각도를 상기 QR 코드의 기울기로 추출하며,
실 측정된 제2 기호 간의 간격과 상기 촬영 영상에 포함된 제2 기호 간의 간격의 비를 이용하여 실제 좌표계에서 상기 QR 코드의 중심 좌표를 산출하고,
상기 실제 좌표계에서 산출된 상기 QR 코드의 중심 좌표 및 상기 기울기를 이용해서 상기 신발 창의 파지 위치를 결정하며,
결정된 상기 파지 위치를 파지하도록 상기 로봇의 파지 자세를 제어하는 자동화 방법.In the automation method performed by the automation device,
The QR code recognition motion of the shoe sole is initially executed only once, and the identification information of the shoe window is matched to the compartment of the carrier and stored,
When a transfer request for a specific shoe window is received from the control server, the specific compartment in which the specific shoe window is loaded is extracted using the identification information of the specific shoe window,
Recognizing the second symbol included in the photographed image of the QR code of the specific shoe sole loaded in the specific compartment in a state in which the robot moved to the specific compartment is controlled in the recognition posture,
When the second symbol of the promised geometric shape is formed at the position facing the vertex in the QR code of the rectangular shape,
Extracting the center between the two second symbols formed at positions symmetrical to each other in the captured image as the center coordinates of the QR code,
Obtaining a reference direction from the robot, extracting an angle between the reference direction and an imaginary line connecting the centers of two second symbols as the inclination of the QR code,
Calculate the center coordinates of the QR code in the real coordinate system by using the ratio of the actual measured interval between the second symbols and the interval between the second symbols included in the captured image,
Determine the grip position of the shoe sole by using the center coordinates and the inclination of the QR code calculated in the actual coordinate system,
An automated method of controlling the gripping posture of the robot to grip the determined gripping position.
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