KR102582166B1 - 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템 - Google Patents

Abstract

개시되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 픽업 특징점을 제공하는 픽업대상; 상기 픽업대상을 픽업하는 픽업유닛; 상기 픽업대상의 주변에 설치되고, 다수의 보정 특징점들을 제공하는 3차원 구조체인 보정마커; 구조광(structured light)을 이용하여 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커를 포함하는 목표대상을 감지하여 픽업 특징점 및 보정 특징점이 포함된 포인트 클라우드를 생성하는 스캐너; 상기 포인트 클라우드를 기반으로 추출한 상기 픽업 특징점 및 상기 보정 특징점들과 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커의 3차원 형상정보를 비교하여 상기 픽업유닛이 상기 픽업대상을 픽업하기 위한 자세정보 및 이동정보를 포함하는 픽업정보를 산출하는 분석부; 및 상기 픽업정보를 기반으로하여 상기 픽업유닛의 자세 및 이동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템{Pick Up System of Autonomous Charging Robot for Electric Vehicle}

본 발명(Disclosure)은, 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 보정 특징점을 제공하는 보정마커를 이용함으로써, 구조광 스캐너 방식에 의한 오류 발생을 최소화하면서, 제한적 리소스를 가지는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서도 높은 신뢰성으로 픽업 작동의 구현 가능성을 획기적으로 높일 수 있는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

최근 들어 전기 자동차, 전동 스쿠터, 오토바이, 전동 킥보드 등, 전기에너지를 이용하는 모바일 장치 판매가 급격히 증가하고 있으며, 환경문제에 대한 국민적 관심이 높아지고 있을 뿐만 아니라, ESG등 친환경 경영등에 대한 인식등, 전기 에너지를 이용한 운송기기등의 관심이 폭발적으로 증가하고 있다.

그 중 상술한 전기 자동차는, 가장 대표적인 전기에너지를 이용한 운송장치로서, 관련 산업은 전 세계적으로 광풍이 불고 있다고 해도 과언이 아니다.

전기 자동차는 물론이고 이에 관련된 주변 기술로까지 관심과 기대가 모아지고 있는 상황이다.

그러나 현재 제품화된 전기 자동차는 배터리의 충방전 성능 때문에, 수십 분에서 수 시간 이상의 충전시간을 요구하기 때문에, 공용 충전 시설이나 개인 충전 시설의 확충이나 운영의 어려움이 있으며, 나아가 전기 자동차 보급 또는 구입에 장애요소로 작용하는 것이 현실이다.

이러한 문제를 해결하고자 최근 제안된 충전방법은, 주차 시간동안에 자율적으로 충전을 시행하는 자율로봇을 이용한 충전 시스템이다.

자율로봇을 이용한 전기자동차의 충전시스템은, 충전을 요하는 전기자동차까지 자율이동하는 로봇이 전기 자동차에 에너지를 공급할 또 다른 충전 배터리를 견인한 후, 자율로봇 스스로 충전 배터리의 충전플러그를 전기 자동차의 충전소켓에 결합(plug-in)시켜 충전하는 방식을 채용하고 있다.

로봇기술과 자율주행 기술 등, 이미 상용화되거나 급격한 기술발전이 이루어지고 있는 기술들이지만, 상술한 자율로봇을 이용한 전기자동차 충전시스템을 구현할 수 있는 현실적 실용성을 갖춘 기술들은 아직 소개되지 못하고 있다.

그 중, 고 전압, 고 전류를 인가하기 위한 충전배터리의 충전플러그를, 자율로봇이 직접 픽업하여 전기자동차의 충전소켓에 플러그인(plug-in)하기 위해서는, 휴머로이드 형태의 로봇과 충전플러그를 그립(grip)하여 충전소켓에 플러그 인하는 상황을 상상할 수 있다.

그러나, 이를 위해서는 자율로봇 및 탑재되는 인공지능의 추가적인 발전을 요구하기 때문에, 상술한 자율로봇을 이용한 전기자동차 충전시스템은, 그 시작부터 해결이 쉽지 않은 문제점을 가지고 있는 것이 현실이다.

본 발명은 상술한 자율로봇이 충전플러그를 충전소켓에 플러그 인하기 위해요구되는 기술중에 하나로서, 충전플러그를 인식하고 이를 정확히 픽업할 수 있는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에 관한 것이다.

1. 한국등록특허공보 제10-2014333호

본 발명(Disclosure)은, 구조광 스캐닝 시스템을 이용하면서 픽업대상의 위치 측정 시스템에서 오류를 최소화할 수 있는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 픽업 특징점을 제공하는 픽업대상; 상기 픽업대상을 픽업하는 픽업유닛; 상기 픽업대상의 주변에 설치되고, 다수의 보정 특징점들을 제공하는 3차원 구조체인 보정마커; 구조광(structured light)을 이용하여 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커를 포함하는 목표대상을 감지하여 픽업 특징점 및 보정 특징점이 포함된 포인트 클라우드를 생성하는 스캐너; 상기 포인트 클라우드를 기반으로 추출한 상기 픽업 특징점 및 상기 보정 특징점들과 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커의 3차원 형상정보를 비교하여 상기 픽업유닛이 상기 픽업대상을 픽업하기 위한 자세정보 및 이동정보를 포함하는 픽업정보를 산출하는 분석부; 및 상기 픽업정보를 기반으로하여 상기 픽업유닛의 자세 및 이동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 상기 픽업유닛이 상기 픽업대상을 지향하는 직선인 지향선과 직각으로 만나는 평면인 지향평면 상에 상기 보정 특징점들이 배치되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 상기 보정 특징점들이 상기 지향선을 중심으로 상기 롤 회전 방향을 따라 배치되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 상기 보정 특징점들이 상기 지향선과 상기 지향평면과 만나는 지향점을 중심으로 하는 원호상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 상기 보정 특징점들이 상기 지향점을 중심으로 등각으로 배치되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 판형상이고, 상기 지향점을 중심으로 하는 원호상에 등각으로 배치되고 외측으로 돌출되는 다수의 첨단(tip) 형상을 가지고, 상기 첨단(tip) 형상의 첨단이 상기 복수의 보정 특징점을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 보정마커는, 상기 보정 특징점들이 서로 평행한 복수의 지향평면 상에 배치되는 복수의 보정 특징점 집합으로 구성되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 픽업유닛은, 전자석 또는 영구자석의 인력을 이용하여 상기 픽업대상을 픽업할 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 픽업대상은, 상하 또는 좌우 구분할 수 있는 다각형의 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 상기 픽업유닛은, 상기 픽업대상과 감합하여 도킹함으로써 상기 픽업대상을 픽업할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보정 특징점을 제공하는 보정마커를 이용함으로써, 구조광 스캐너 방식에 의한 오류 발생을 최소화하면서, 제한적 리소스를 가지는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서도 높은 신뢰성으로 픽업 작동의 구현 가능성을 획기적으로 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 작동을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 제1 실시형태에서 보정마커(300), 픽업대상(100) 및 픽업유닛(200)를 설명하는 도면.
도 3은 도 2의 다른 각도의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 제2 실시형태를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 작동을 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은 픽업대상(100), 픽업유닛(200), 보정마커(300), 스캐너(400), 분석부(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

픽업대상(100)은 픽업 특징점(101)을 제공하는 구조체로서, 후술하는 픽업유닛(200)이 픽업(pick up)하고자 하는 임의의 장치 또는 물체에 고정되거나 부착되어 픽업유닛(200)의 픽업작동의 목적 위치를 제공하며 더 바람직하게는 픽업유닛(200)이 가지는 픽업 메커니즘으로 물리적 체결 수단을 제공할 수 있다.

픽업 특징점(101)은 후술하는 스캐너(400)로부터 방출되는 구조광에 의해 감지되는 픽업대상(100)의 형태적 특징으로부터 제공될 수 있다.

픽업유닛(200)은 상술한 픽업대상(100)으로 이동하여 이를 픽업한다.

보정마커(300)는, 픽업대상(100)의 주변에 설치되고, 상술한 픽업대상(100)이 제공하는 픽업 특징점(101)과 구별되는 다수의 보정 특징점(301)들을 제공하는 3차원 구조체이다.

보정 특징점(301)은 후술하는 스캐너(400)로부터 방출되는 구조광에 의해 감지되는 보정마커(300)의 형태적 특징으로부터 제공될 수 있다.

스캐너(Scanner,400)는 구조광(structured light)을 이용하여 픽업대상(100) 및 픽업대상(100)의 주변에 설치된 보정마커(300)를 포함하는 목표대상을 감지하여 픽업 특징점(101) 및 보정 특징점(301)이 포함된 포인트 클라우드를 생성한다.

분석부(500)는 스캐너에서 생성한 포인트 클라우드(401)를 기반으로 추출한 픽업 특징점(101) 및 보정 특징점(301)들을 상술한 목표대상 즉, 픽업대상(100)과 그 주변에 설치된 상태의 보정마커(300)의 3차원 형상정보와 비교한다.

이때 픽업대상(100)과 그 주변에 설치된 보정마커의 3차원 형상은 픽업대상(100)과 보정마커(300)각각의 3차원형상을 별도로 획득한 것이 아니고, 픽업대상(100) 및 그 주변에 설치된 보정마커(300)를 하나의 3차원형상으로 획득한 것이다.

따라서 보정마커(300)의 3차원 형상을 비교하면 보정마커(300)를 기준으로 픽업대상(100)의 상대 위치를 확인할 수 있으며, 이를 통하여, 픽업유닛(200)이 픽업대상(100)을 픽업하기 위한 자세정보 및 이동정보를 포함하는 픽업정보(501)를 산출한다.

제어부(600)는 분석부(500)가 제공하는 픽업정보(501)를 기반으로 픽업유닛(200)의 자세 및 이동을 제어한다.

본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 픽업유닛(200)이 픽업대상(100)을 픽업하기 위한 자세 및 이동의 정량적 보정을 위해 보정마커를 별도로 제공하기 때문에, 픽업대상(100)을 간결하게 구성할 수 있으며, 이는 픽업대상(100)을 픽업하기 위한 픽업유닛(200)의 자세 및 이동의 난이도를 낮추며 또한 픽업 작동의 난이도를 낮출 수 있는 선순환 작용을 유도할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 자율로봇이 가지는 하드웨어 및 소프트웨어의 부하를 최소화하면서, 픽업대상(100)의 픽업작용을 단순하고 명확히 할 수 있는 장점을 가진다.

상술한 바와 같이, 픽업대상(100)이 제공하는 픽업 특징점(101)은 픽업대상(100)의 형태적 특징에 기반한다.

일반적인 픽업설비에 있어서, 픽업대상의 형태적 특징은 크게 두 가지 기능을 가진다.

첫째, 픽업대상은 이를 스캐닝하는 스캐너에 의해 생성되는 포인트 클라우드로 그 형태적 특징이 반영되고 이를 분석하는 분석부에 의해 픽업대상의 형상을 인식하게 한다.

따라서 픽업대상의 형태적 특징은 픽업대상을 명확하게 구분할 수 있도록 독창적이면서 복잡성을 갖는 것이 바람직하다.

둘째, 픽업대상은 픽업유닛에 의해 픽업유닛의 픽업작동에 부합하는 형태적 특징을 가져야 한다.

예를 들어 픽업유닛이 휴머노이드 로봇의 손 구조라면 픽업대상은 손으로 파지하기 쉬운 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그러나 자율로봇과 같은 하드웨어 및 소프크웨어의 정량적 한계가 분명한 기기에 있어서 픽업작동의 복잡성은 매우 낮게 구성될 수밖에 없으며, 복잡성이 낮은 픽업작동에 부합하는 픽업대상의 형태적 특징 역시 복잡성이 낮은 형태적 특징을 갖는 것이 바람직하다.

따라서 상술한 픽업대상의 형태적 특징 두 가지는 서로 상충되는 정성적 특징을 가진다.

본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 상술한 픽업대상의 형태적 특징을 분리하는 기술적 사상을 개시한 것으로서, 픽업대상(100)으로 픽업유닛(200)의 픽업작동을 유도하기 위한 보정마커(300)를 별도로 제공함으로써, 픽업대상(100)의 형태적 복잡성을 낮추고도 이를 명확하게 인식할 수 있으며, 픽업대상(100)의 형태적 복잡성을 낮춤으로써 제한된 하드웨어 및 소프트웨어를 갖춘 자율로봇이 단순하고 간결한 픽업작동으로도 픽업대상(100)을 견고하게 픽업할 수 있도록 한다.

특히 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 구조광에 의한 3차원 형상 스캐닝 시스템이 가지는 문제점을 보완할 수 있다.

현재 알려져 있는 구조광(structured light)을 이용한 3차원 구조체 스캐닝 시스템은, 스캐닝 대상이 되는 3차원 구조체의 대략적 위치와 형태적 특징을 검출하는데 효과적이다.

그러나, 본 발명에서 구현하고자 하는 픽업 시스템은, 상술한 바와 같이 하드웨어 및 소프트웨어의 기능 및 성능이 제한적인 자율로봇 탑재용 기술로서, 제한된 리소스를 기반으로하여 정확한 픽업작동에 필요한 위치 정보를 요구한다.

즉, 한정된 성능과 기능을 가지는 자율로봇의 픽업유닛을 이용하여 픽업대상을 정확히 오류없이 픽업하여야 하므로, 현재 사용되는 구조광을 이용한 3차원 구조체 스캐닝 시스템을 그대로 적용할 때, 많은 오류 발생을 피할 수 없다.

상술한 오류의 주요 원인은 크게, 다음과 같은 두 가지로 설명될 수 있다.

첫째, 특징점 추출과정에서 발생하는 오류와 둘째, 투사되는 구조광이 픽업대상의 표면에서 반사되어 나타나는 특징점의 오류가 그것이다.

우선 특징점 추출과정에서 발생하는 오류는 일종의 양자화 오류(quantiaztion error)이다.

구조광을 이용한 스캐닝 시스템의 기본 원리는 스캐닝 대상이 되는 표면에 특정한 좌표계를 가지는 빛을 투사하고, 스캐닝 대상의 표면에서 반사되는 이 빛을 서로 다른 각도에서 검출함으로써, 3차원 표면의 형상을 다수의 특징점들로 표시하는 기술이다.

이때 사용되는 구조광의 분해능(resolution)을 극한으로 높이지 못하는 경우에는 특징점과 특징점 사이에서 스캐닝 대상의 형상을 반영하지 못하는 오류가 발생하며, 구조광의 분해능보다 작은 크기의 형상 변화는 감지하지 못한다.

다음으로 구조광의 반사에 의한 오류는 스캐닝 대상의 표면 형상의 특징에 의해 발생한다.

구조광 역시 전자기파의 일종이며, 상술한 바와 같이 스캐닝 표면에서의 반사를 감지하는 것이 구조광을 이용한 스케일 시스템의 기본원리이다.

이를 위해서는 스캐닝 표면에서 반사된 구조광의 전량이, 이를 감지하는 센서로 도달할 경우에는 이상적인 스캐닝이 가능하다.

그러나, 스캐닝 대상의 표면 거침(roughness) 정도나 기타 표면 상태에 따라서 반사됨과 동시에 산란 현상이 발생할 수 있다.

또한, 스캐닝 대상의 표면에 굴곡진 형상이거나 특히 각진 형상을 가질 경우에, 최초 반사된 구조광이 스캐닝 대상의 다른 표면에 투사됨으로써, 추출된 특징점 자체에 오류를 발생시킬 수 있다.

이러한 구조광 시스템이 가지는 문제점에도 불구하고 자율로봇이 특정한 물체를 픽업하기 위해서는 자율로봇의 픽업유닛에 다양한 센서를 설치함으로써, 상술한 오류들에 의한 픽업실패 가능성을 낮출 필요가 있다.

즉 현재의 소개된 일반적인 구조광 스캐닝 시스템은, 픽업대상의 표면의 정확한 위치를 파악할 수 없으므로, 픽업유닛 자체에 이러한 정확성을 보정하거나 보완할 수 있는 다양하고 정밀한 감지수단등을 구비해야 한다.

그러나, 상술한 바와 같이, 자율로봇은 다양한 센서를 탑재하거나 이들 센서들로부터 감지된 다양한 측정값을 분석할 만큼 충분한 H/W 및 S/W 리소스를 가지지 못하는 경우가 많다.

본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 이러한 문제점들을 용이하게 해결할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 제1 실시형태에서 보정마커(300), 픽업대상(100) 및 픽업유닛(200)를 설명하는 도면이다.

도 3은 도 2의 다른 각도의 사시도이다.

본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 보정마커(300), 픽업대상(100) 및 픽업유닛(200)을 제외한 구성은 도 1의 그것들과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 보정마커(300)는 픽업유닛(200)이 픽업대상(100)을 지향하는 직선인 지향선(10)과 직각으로 만나는 평면인 지향평면(11) 상에 보정 특징점(301)이 배치되도록 형성된다.

이에 따라 본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서, 보정마커(300)는 지향평면(11) 상의 직선 방향으로 픽업유닛(200)의 위치를 보정하거나 설정할 수 있으며, 지향선(10)을 중심으로 하는 롤(roll)회전 방향으로 픽업유닛(200)의 자세를 보정하거나 설정할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 자율로봇 탑재용 픽업시스템의 보정마커(300)는, 보정 특징점(301)들이 지향선(10)을 중심으로 롤 회전 방향(20)을 따라 배치되도록 형성된다.

롤 회전 방향을 따라 배치된 보정 특징점(301)들은 롤 회전 방향으로의 보정 여부를 쉽게 판단하게 한다.

이에 더하여 도 2를 참조하면, 보정 특징점(301)들이 지향선(10)과 지향평면(11)과 만나는 지향점을 중심으로 하는 원호상에 배치되도록 보정마커(300)를 형성하는 것이 바람직하다.

원호상에 배치된 보정 특징점(301)들은 롤 회전 방향을 따라 배치된 보정 특징점(301)들은 롤 회전 방향으로의 보정 여부를 쉽게 판단하게 할 뿐만 아니라, 지향평면(11) 상의 직선 방향 보정 여부의 판단도 용이한 효과를 가진다.

이에 더하여 보정 특징점(301)들이 지향점을 중심으로 등각으로 배치되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

등각으로 배치되는 보정 특징점(301)들은 롤 회전 방향의 보정 정도를 정량화 하기 쉽다.

도 2에 따르면 본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 보정마커(300)는, 바람직하게는, 판형상이고, 지향점을 중심으로 하는 원호상에 등각으로 배치되고 외측으로 돌출되는 다수의 첨단(tip) 형상을 가지고, 첨단(tip) 형상의 첨단이 복수의 보정 특징점(301)을 제공하는 형상을 가진다.

또한 본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 픽업유닛(200)은, 전자석 또는 영구자석 인력을 이용하여 픽업대상(100)을 픽업하고, 픽업대상(100)은 상하 또는 좌우 구분할 수 있는 다각형의 형상을 가지는 것이 바람직하다.

이때 픽업유닛(200)은, 픽업대상(100)과 감합하여, 즉 픽업유닛과 픽업대상이 서로 끼워맞춤되어 도킹함으로써 픽업대상을 픽업하는 것이 더 바람직하다.

전자석 또는 영구자석을 이용한 픽업유닛(200)과 픽업대상(100)의 픽업 작업이 단순하고 간결해진다.

상술한 바와 같이 픽업 작업이 단순하고 간결해지기 위해서는 픽업대상(100)의 형상이 독창적이며 복잡성을 유지해야 픽업대상(100)으로 픽업유닛(200)의 접근 및 자세 보정이 용이하다.

그러나 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템은, 픽업유닛(200)의 이동 및 자세 보정이 보정마커(300)에 의해 제공되므로, 픽업대상(100)의 형상 단순화가 가능하다.

이때 픽업대상(100)은 상하 도는 좌우구분이 가능한 다각형 형상을 가지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 픽업대상(100)은 픽업 특징점(101)을 제공하는 구조체로서, 픽업유닛(200)이 픽업(pick up)하고자 하는 임의의 장치 또는 물체에 고정되거나 부착된다.

도 3을 참고하면 본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 픽업대상(100)은 전기자동차 충천용 충전 플러그(1)에 설치된다.

즉 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템이 전기 자동차 충전용 자율로봇에 설치될 경우에 픽업유닛(200)은 픽업대상(100)을 픽업한 후 픽업대상(100)이 고정된 충전 플러그를 전기 자동차의 충전 소켓에 도킹시킨다.

충전 플러스는 상하 방향으로 서로 다른 형상을 가지므로, 픽업유닛(200)이 픽업대상(100)을 픽업한후 충전 플러그를 충전 소켓에 정확히 도킹하기 쉽다.

또한 이때, 픽업대상(100)과 픽업유닛(200)은 서로 감합하여 체결되는 것이 바람직하다.

픽업대상(100)이 픽업유닛(200)을 자력으로 픽업하면, 자력과 직각 방향으로 픽업대상(100)이 이동하거나 회전하여, 상술한 바와 같은 충전 플러그와 충전 소켓 사이의 도킹이 실패할 수 있다.

서로 감합하여 체결됨과 동시에 픽업대상의 상하 또는 좌우 구분이 가능한 형상으로 형성할 경우에는, 픽업유닛(200)과 픽업대상(100) 사이의 미끄러짐 현상을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템의 제2 실시형태를 보인 도면이다.

도 4는 따르면, 본 실시형태에 따른, 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 보정마커(300)는, 보정 특징점(301)들이 서로 평행한 복수의 지향평면 상에 배치되는 복수의 보정 특징점(301) 집합으로 구성되도록 형성된다.

본 실시형태에 따른 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템에서 보정마커(300)는 서로 다른 보정 특징점(301)들 상호간에 깊이감을 제공하며, 특히 상술한 김피감은 지향점 또는 지향선을 향하여 집중되므로, 지향선이 기울어지는 방향으로의 보정 필요 여부도 쉽게 판단할 수 있다.

Claims (10)

1. 픽업 특징점을 제공하는 픽업대상;
   상기 픽업대상을 픽업하는 픽업유닛;
   상기 픽업대상의 주변에 설치되고, 다수의 보정 특징점들을 제공하는 3차원 구조체인 보정마커;
   구조광(structured light)을 이용하여 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커를 포함하는 목표대상을 감지하여 픽업 특징점 및 보정 특징점이 포함된 포인트 클라우드를 생성하는 스캐너;
   상기 포인트 클라우드를 기반으로 추출한 상기 픽업 특징점 및 상기 보정 특징점들과 상기 픽업대상 및 상기 픽업대상의 주변에 설치된 상기 보정마커의 3차원 형상정보를 비교하여 상기 픽업유닛이 상기 픽업대상을 픽업하기 위한 자세정보 및 이동정보를 포함하는 픽업정보를 산출하는 분석부; 및
   상기 픽업정보를 기반으로하여 상기 픽업유닛의 자세 및 이동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 보정마커는,
   상기 픽업유닛이 상기 픽업대상을 지향하는 직선인 지향선과 직각으로 만나는 평면인 지향평면 상에 상기 보정 특징점들이 배치되도록 형성되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정마커는,
   상기 보정 특징점들이 상기 지향선을 중심으로 롤 회전 방향을 따라 배치되도록 형성되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 보정마커는,
   상기 보정 특징점들이 상기 지향선과 상기 지향평면과 만나는 지향점을 중심으로 하는 원호상에 배치되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 보정마커는,
   상기 보정 특징점들이 상기 지향점을 중심으로 등각으로 배치되도록 형성되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 보정마커는,
   판형상이고,
   상기 지향점을 중심으로 하는 원호상에 등각으로 배치되고 외측으로 돌출되는 다수의 첨단(tip) 형상을 가지고,
   상기 첨단(tip) 형상의 첨단이 상기 복수의 보정 특징점을 제공하는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 보정마커는,
   상기 보정 특징점들이 서로 평행한 복수의 지향평면 상에 배치되는 복수의 보정 특징점 집합으로 구성되도록 형성되는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 픽업유닛은,
   전자석 또는 영구자석의 인력을 이용하여 상기 픽업대상을 픽업하는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 픽업대상은,
   상하 또는 좌우 구분할 수 있는 다각형의 형상을 가지는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 픽업유닛은,
    상기 픽업대상과 감합하여 도킹함으로써 상기 픽업대상을 픽업하는 전기자동차 자율충전로봇 탑재용 픽업 시스템.
    

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