KR102583298B1 - 자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템 - Google Patents

자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작물의 생육을 보조하는 탑재체가 장착되어 시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및 상기 시설로봇과 통신하는 관제서버;를 포함하고, 상기 시설로봇은, 바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되, 상기 탑재체가 상면에 장착되는 평판 형상의 장착부 및, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 측위가 산출되도록 UWB태그를 더 포함하여 보다 정밀한 측위가 가능하면서 다양한 작업을 수행할 수 있는 자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.

Description

자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템{AUTONOMOUS DRIVING FACILITY ROBOT AND FACILITY MANAGEMENT AUTOMATION SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시설재배 내의 작물 재배를 돕는 자율주행 기능이 포함된 자율주행 시설로봇과 그 로봇을 관제하는 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.
현대에는 산업기술의 발달로 비닐하우스, 온실과 같은 시설재배를 통해 제철이 아닌 과일이나 야채 혹은 다양한 종류의 화훼 등을 재배할 수 있게 되었다. 이러한 시설재배를 운용하기 위해서는 작물에 수분을 공급하고, 병충해를 막으며, 작물에 영양을 공급하기 위한 양액을 지속적으로 살포하는 것이 일반적이다. 이때 양액은 작물의 생육에 필요한 무기 양분의 수용액이다.
시설재배 중에 양액살포는 인력에 의해 수기로 진행하는 것에서 발전하여, 자동으로 양액을 농작물에 살포하는 시설이 확충되고 있다. 나아가 최근에는 시설재배에 ICT기술을 접목한 스마트팜(Smart farm) 등이 구축되어 원격에서 자동으로 생육 환경을 관리하고 생산효율성을 높일 수 있는 시설을 제공하고 있다. 이때 상기 스마트팜은 양액살포 뿐만 아니라 온습도 제어, 조도 제어 등의 제어 기능을 수반하고, 방제로봇, 운반로봇 및 수확로봇 등을 용도별로 시설 내에 배치하여 활용할 수 있다.
현재 시설재배 시에 활용될 수 있는 로봇에 관련된 기술로 한국등록특허공보 제10-1376535호(이하, '종래기술'이라 함.) 등이 개시되어 있다. 위 종래기술에서는 농작물 사이사이에 형성된 고랑을 따라 이동하면서 양액을 살포하는 농업용 방제 로봇 시스템이 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 위 종래기술의 농업용 방제 로봇 시스템은 양액공급부(1a) 및 양액대차로봇(1b)으로 구성된 양액이동공급부(1)와, 방제로봇(2)를 포함하고, 상기 양액공급부(1a), 양액대차로봇(1b) 및 방제로봇(2)이 호스로(3)로 연결되도록 구성된다. 이때 상기 방제로봇(2)은 중앙통로와 연결된 농작물 사이의 고랑을 이동하면서 양액을 살포할 수 있다.
이와 같이 종래에는 방제로봇, 운반로봇 및 수확로봇 등 작업내용에 따라 각기 다른 로봇을 운행하여 작물을 생육하도록 구성된다. 이는 시설재배 시에 사용자의 편의를 높이기 위해서 과도한 비용이 발생되는 문제가 있으며, 각 로봇들에 대한 주행계획을 별도로 수립해야 하므로 중앙 제어가 어려워지는 한계점이 있다. 더불어 주지된 기술들은 실제 운용 시에 측위 오차가 크게 발생함에 따라 관리자의 모니터링이 요구되어 자동화가 완벽하게 구축되기가 어려운 문제점이 있다.
KR 10-1376535 B1 (2014.03.26. 공고) KR 10-2009453 B1 (2019.08.13. 공고)
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 탑재체를 교체하여 다양한 임무를 수행할 수 있으면서 UWB(Ultra Wide Band) 태그를 통해 보다 정밀한 측위가 가능한 자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 작물의 생육을 보조하는 탑재체가 장착되어 시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및 상기 시설로봇과 통신하는 관제서버;를 포함하고, 상기 시설로봇은, 바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되, 상기 탑재체가 상면에 장착되는 평판 형상의 장착부 및, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 측위가 산출되도록 UWB태그를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 시설 내에 고정되어 상기 UWB와 통신하는 복수의 UWB앵커;를 더 포함하고, 상기 시설로봇의 측위가 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 시설로봇은, 상기 샤시부의 주행과 조향을 제어하는 주행제어부를 포함하는 메인제어부; 및 외부정보를 측정하여 상기 메인제어부로 전송하는 정보측정부;를 더 포함하고, 상기 메인제어부는, 상기 정보측정부에서 수신된 외부정보를 기반으로 상기 샤시부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 메인제어부는, 상기 탑재체와 연결되어 상기 탑재체의 동작을 제어하는 작업제어부를 더 포함하고, 상기 메인제어부는, 상기 정보측정부에서 수신된 외부정보를 기반으로 상기 탑재체의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 메인제어부는, 기억장치를 포함하여 주행계획 및 작업계획이 상기 주행제어부 및 작업제어부에 각각 기록되며, 상기 주행계획은, 시설로봇의 이동경로에 대한 데이터셋을 포함하고, 상기 작업계획은, 작업을 수행할 조건과 작업 내용의 데이터셋을 포함할 수 있다.
또한, 상기 관제서버는, 상기 시설의 내부와 상기 시설로봇의 실시간 위치를 영상으로 출력하는 모니터링부;를 포함하고, 상기 모니터링부는, 실시간을 기준으로, 이전의 소정시간동안 시설로봇이 이동한 경로와, 이후의 소정시간동안 시설로봇이 이동할 경로가 함께 출력될 수 있다.
또한, 상기 정보측정부는 카메라를 포함하고, 상기 관제서버는, 상기 시설로봇의 카메라에서 촬영된 영상을 출력하는 상기 모니터링부;를 포함할 수 있다.
아울러, 상술한 시설관리 자동화 시스템을 이용한 본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇이 가동하여 상기 관제서버로 시설로봇의 고유정보를 전송하는 A단계; 및 상기 관제서버에서 수신된 고유정보를 기반으로 권한이 부여된 시설로봇인지를 판별하여 상기 시설로봇으로 권한 승인 여부를 응답하는 B단계;를 포함하고, 상기 시설로봇이 권한이 부여된 경우, 상기 시설로봇이 권한 승인을 수신한 후에 시설로봇의 상태정보를 상기 관제서버로 전송하는 C단계; 및 상기 관제서버와 시설로봇이 서로 접속 연결되는 D단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇의 권한이 승인되면, 상기 B단계에서는, 상기 관제서버가 UWB앵커의 기준 좌표를 함께 전송하여, 상기 C단계에서의 상기 상태정보가 상기 시설로봇의 현재 위치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상태정보는, 상기 시설로봇의 기억장치에 기록된 주행계획을 포함하되, 상기 D단계에서는, 상기 시설로봇에 기록된 주행계획과 상기 관제서버에 기록된 주행계획이 충돌할 경우 설정된 우선순위에 따라 상기 시설로봇이 운용될 수 있다.
상술한 구성에 의한 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, UWB를 이용하여 시설로봇의 실시간 위치를 산출할 수 있음에 따라 주파수 충돌에 의한 오차를 줄일 수 있으면서 보다 정밀한 위치를 산출하여 시설로봇의 임무수행이 보다 효율적으로 가능한 장점이 있다.
아울러 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 다양한 목적으로 변경할 수 있는 시설로봇과 시설로봇을 원격에서 모니터링 및 제어할 수 있는 관제서버를 통해 하나의 플랫폼으로 다수의 기능을 수행하여 저 비용으로 고 효율을 낼 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 농업용 방제 로봇 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 시설로봇을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 개략도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 관제서버를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템의 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 스마트팜의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 스마트팜 내의 사진.
도 10은 본 발명에 따른 시설로봇의 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템의 정밀 측위 구간에서 시설로봇의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 UWB 측위 방법에 대한 설명도.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템에서 UWB 측위 구간에서 시설로봇의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 15는 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 방법의 흐름도.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자율주행 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템, 그리고 이를 이용한 시설관리 자동화 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 도 2는 시설관리 자동화 시스템의 구성도를, 도 3은 시설관리 자동화 시스템의 시설로봇을 도시한 도면을, 도 4는 시설관리 자동화 시스템의 개략도를 각각 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템(10)은, 시설로봇(100), 관제서버(200) 및 UWB앵커(20)를 포함할 수 있다. 이때 상기 시설로봇(100)은 시설 내에서 주행할 수 있는 차량으로 형성될 수 있으며, 상기 관제서버(200)는 시설 내부 혹은 외부에 배치되어 상기 관제서버(200)와 유무선 네트워크를 통해 통신할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 상기 네트워크는 각각의 노드가 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 상기 네트워크의 예로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
상기 관제서버(200)는 도시된 바와 같은 고정형 단말기인 데스크 탑 PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 울트라북(ultrabook) 등으로 구현되거나 서버에 디스플레이가 장착된 형태로 구현될 수 있음과 더불어, 디지털방송용 단말기, 휴대폰, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC(tablet PC), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등 다양한 형태의 이동형 단말로 구현될 수도 있다.
상기 UWB앵커(20)는 고정형 노드로 시설 내에 배치되어 위치가 고정될 수 있으며, 상기 시설로봇(100)에 설치되는 이동형 노드인 UWB태그와 UWB(Ultra Wide Band)를 통해 신호 교류할 수 있다. 이때 상기 UWB앵커(20)는 상기 시설로봇(100) 또는 상기 관제서버(200)와 IEEE 802.15.4a 표준에 따른 UWB 물리계층(PHY) 등을 통해 서로 통신을 수행할 수 있으며, 상기 UWB앵커(20)가 복수로 이루어져 이더넷이나 와이파이(Wifi) 등에 연결된 메시네트워크를 형성할 수도 있다. 보다 바람직하게는 상기 UWB앵커(20)는 적어도 3개 이상이 시설 내에 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시설로봇(100)은, 바디부(110), 장착부(120), 샤시부(130), 메인제어부(140), 정보측정부(150), 통신부(160) 또는 UWB태그(161)를 포함하고, 상기 시설로봇(100)이 탑재체(30)가 교체 가능한 차량 형태의 플랫폼으로 형성될 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 메인바디, 바디외장 또는 바디내장 등을 포함하여 차량의 구조물을 형성하고, 상기 샤시부(130)는 엔진이나 배터리 등의 동력발생부와, 동력전달장치, 조향장치, 제동장치, 현가장치 또는 프레임 등을 포함하여 차량이 주행하도록 형성될 수 있다. 이때 상기 장착부(120)는 상기 바디부(110)에 연결되어 고정될 수 있으며, 평판 형태로 이루어져 상면에 상기 탑재체(30)가 장착될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 장착부(120)가 상하로 관통된 다수의 홀이 면적 방향으로 이격 배치된 타공판으로 형성될 수 있다.
상기 바디부(110) 및 샤시부(130)는 장기 장착부(120)가 배치됨에 따라 기본적인 구동 베이스와 자율주행 관련 시스템만 갖춘 플랫폼 성격의 로봇으로 구성될 수 있다. 즉, 자동차의 플랫폼 수준에서 상판이 추가된 형태일 수 있다. 그리고 상기 샤시부(130)는 지면 상에서 주행 가능하도록 바퀴를 포함할 수 있으며, 시설에 레일이 형성된 경우에는 상기 바퀴와 더불어 레일을 주행할 수 있는 보조바퀴를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 샤시부(130)의 바퀴는 상기 보조바퀴 보다 직경이 크게 형성될 수 있다.
상기 메인제어부(140)는 제어연산장치와 더불어 메모리나 데이터베이스 등의 기억장치도 포함할 수 있다. 이때 상기 제어연산장치는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세스(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
상기 메인제어부(140)는 주행제어부(141)와 작업제어부(142)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 주행제어부(141)는 상기 샤시부(130)의 주행과 조향 혹은 제동 등을 제어할 수 있으며, 상기 작업제어부(142)는 상기 탑재체(30)와 연결되어 상기 탑재체(30)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서 상기 탑재체(30)는 방제, 운반, 수확, 감시 등 기능에 따라 여러 형태로 구현될 수 있으며, 서로 다른 기능을 가진 복수의 상기 탑재체(30)가 상기 장착부(120)에서 교체되어 사용될 수 있다. 그리고 상기 메인제어부(140)는 주행계획 및 작업계획을 상기 주행제어부(141) 및 작업제어부(142)에 기록하고, 상기 주행계획이 상기 시설로봇(100)의 이동경로에 대한 데이터셋을 포함하고 상기 작업계획이 상기 탑재체(30)가 작업을 수행할 조건과 상기 탑재체(30)의 작업 내용을 데이터셋을 포함할 수 있다.
상기 정보측정부(150)는 센서와 카메라 등을 포함할 수 있다. 이때 상기 센서는 온습도나 조도 등 주변 환경을 감지하도록 구성되며, 서로 다른 기능을 가진 복수의 센서를 포함하여 다양한 주변 환경을 감지할 수 있다. 그리고 상기 카메라는 외부를 촬영할 수 있으며, 상기 정보측정부(150)에서 감지된 정보들은 상기 메인제어부(150)로 전달될 수 있다. 여기서 상기 메인제어부(150)는 서로 다른 수준의 데이터를 처리하는 다수의 제어 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 일 예로 하나의 제어 컨트롤러가 낮은 수준의 임베디드를 제어하고 다른 하나의 제어 컨트롤러가 자율주행 관련 높은 수준의 소프트웨어를 제어할 수 있다.
상기 시설로봇(100)은 통신부(160)를 통해 상기 관제서버(200)와 네트워크 통신하고, 상기 UWB태그(161)를 통해 상기 UWB앵커(30)와의 신호교류가 가능할 수 있다. 이때 상기 시설로봇(100)의 측위는 상기 UWB태그(161)와 복수의 상기 UWB앵커(30) 간의 신호 교류를 통해 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, UWB에 기반한 측위 기법은 IEEE 802.15.3a와 IEEE 802.15.4a에서 상업적 이용을 위한 표준화가 시작되어 완성되었으며, IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wide Band)는 전송 방식에 따라 3.1~10.6 GKHZ 대역에서 100Mpbs 이상의 고속으로 데이터 전송 또한 가능하며 낮은 전력으로 실내외에서 종래의 WiFi, 블루투스에 근간한 기술과 비교하여 수십 cm부터 수 미터까지의 위치 인식 및 추적이 가능하다. UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(30)에 의해 상술한 바와 같은 일반적으로 사용되는 센서 등에서 발생되는 환경적 요인 문제를 보완하여 대상을 정확하게 스캔할 수 있다. 이와 같은 UWB 기반의 무선 측위 기법은 다수의 UWB앵커(30) 간에 시간 동기를 맞춘 후, UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(30) 사이의 신호 도달 시간을 동시에 측정하여 거리를 계산하는 TDoA(Time Difference of Arrival) 방식 또는 UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(30) 간에 RTT(Round Trip Time)를 계산하고 계산된 RTT를 거리로 환산하는 TWR(Two-Way Ranging) 방식 등에 의해 수행되는데, 결국, UWB 태그(161)와 다수의 UWB 앵커(30) 간의 신호 교환 시간이 중요할 수 있다. 따라서, UWB태그(161)는 타임 스탬프(time stamp)를 다수의 UWB 앵커(30)에 전송하여 UWB태그(161)를 포함하는 상기 시설로봇(100)의 실시간 위치를 관제서버(200)가 계산 및 결정할 수도 있다.
본 발명에 따른 시설로봇(100)은 전자부품에 전력을 공급하는 배터리(170)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 배터리(170)는 유선 또는 유무선 충전될 수 있으며, 유선 전용 모델은 충전소로 이동한 후에 충전 요청을 상기 관제서버(200)로 전송하여 수행할 수 있다. 그리고 상기 관제서버(200)는 충전 요청을 받는 경우에 작업자를 이용하여 충전하도록 유도할 수 있다. 무선 충전의 경우에는 상기 시설로봇(100)이 배터리가 일정 수준 이하이거나 작업이 완료된 후에 무선 도킹 스테이션에 이동하여 배터리 충전을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고 충전이 기준 수치 이상 되는 경우에는 설정에 따라서 상기 시설로봇(100)이 임무를 재개하거나 상기 관리서버(200)로부터 임미 재개에 대한 명령이 도달되면 수행할 수도 있다.
상기 시설로봇(100)에 장착된 탑재체(30)는 상기 배터리(170) 또는 별도의 파워라인으로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 상기 메인제어부(140)와 데이터 통신될 수 있다. 그리고 상기 메인제어부(140)는 사전에 정의된 프리셋을 통해 연결된 임무 장비의 종류를 감지할 수 있으며, 보유하지 않은 종뷰의 장비가 연결된 경우 상기 관제서버(200)로부터 추가 프리셋을 요청할 수도 있다. 이때 프리셋에는 임무 장비의 고유 정보와, 구성 정보와, 수행 목적이 포함된 정보 등을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 도 5 및 도 6은 관제서버를 도시한 도면을 각각 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 관제서버(200)는 모니터링부(210)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 모니터링부(210)는 관리자에게 영상을 통해 정보를 출력할 수 있으며, 상기 시설의 내부와 상기 시설로봇(100)의 실시간 위치를 영상으로 출력하거나 상기 시설로봇(100)의 카메라에서 촬영된 영상을 출력할 수도 있다. 이때 상기 모니터링부(210)는 상기 시설로봇(100)의 위치 뿐만 아니라 현재 상태, 부착된 장치 정보 등을 복합적으로 출력하거나 관리자에게 안내할 수 있으며, 각 시설로봇(100) 또는 복수의 시설로봇(100)으로 구성된 그룹에 임무를 부여하는 등의 플랜을 수립하는 기능도 포함될 수 있다. 그리고 상기 모니터링부(210)는 각 시설로봇(100)의 현재 위치, 예정 진행 경로 및 설정된 시간 전의 과거 진행 경로도 함께 표시될 수 있다. 이때 현재 위치와 예상 진행 경로 및 과거 진행 경로는 서로 다른 아이콘을 통해 표시되어 가시성이 향상될 수 있다. 아울러 상기 모니터링부(210)에서는 각 시설로봇(100)의 현재 수행 중인 임무 및 부착 장비와 관련된 임무 현황을 표시할 수도 있다.
아울러 상술한 시설관리 자동화 시스템을 이용한 본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은 다음과 같다.
본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇(100)이 가동하여 상기 관제서버(200)로 시설로봇(100)의 고유정보를 전송하는 A단계 및, 상기 관제서버(200)에서 수신된 고유정보를 기반으로 권한이 부여된 시설로봇(100)인지를 판별하여 상기 시설로봇(100)으로 권한 승인 여부를 응답하는 B단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 시설로봇(100)에 권한이 부여되지 않은 경우에는 관련 정보를 응답하고 종료되거나 권한 등록단계로 이어질 수 있으며, 상기 시설로봇(100)에 권한이 부여된 경우에는 본 발명에 따른 시설관리 자동화방법은, 상기 시설로봇(100)이 권한 승인을 수신한 후에 시설로봇(100)의 상태정보를 상기 관제서버(200)로 전송하는 C단계 및 상기 관제서버(200)와 시설로봇(100)이 서로 접속 연결되는 D단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 A단계 내지 D단계는 서로 순차적으로 진행되는 것을 나타내도록 임의적으로 정의된 명칭일 수 있다.
본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇(100)의 권한이 승인되면, 상기 B단계에서는, 상기 관제서버(200)가 UWB앵커(30)의 기준 좌표를 함께 전송하여, 상기 C단계에서의 상기 상태정보가 상기 시설로봇(100)의 현재 위치를 포함할 수 있다. 즉, 상기 시설로봇(100)은 상기 B단계에서 수신받은 복수의 UWB앵커(30)의 정보와 자신이 포함하는 UWB태그(161)로 수신된 상기 UWB(30)와의 거리정보를 통해 자신의 좌표를 상기 메인제어부(140)를 통해 산출할 수 있으며, 산출된 자신의 좌표인 현재 위치를 상기 통신부(160)를 통해 상기 관제서버(200)로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법에서, 상기 상태정보는 상기 시설로봇(100)의 기억장치에 기록된 주행계획을 포함하되, 상기 D단계에서는, 상기 시설로봇(100)에 기록된 주행계획과 상기 관제서버(200)에 기록된 주행계획이 충돌할 경우 설정된 우선순위에 따라 상기 시설로봇(100)이 운용될 수 있다. 즉, 상기 시설로봇(100)에 기 설정된 주행계획과 상기 관제서버(200)에서 해당 시설로봇(100)을 운용하도록 명령하는 주행계획이 서로 상이한 경우에 시설로봇(100)의 주행계획 또는 관제서버(200)의 주행계획 중 어느 하나가 우선되도록 상기 시설로봇(100)이 운용될 수 있다.
상기 시설로봇(100)의 메인제어부(140)에는 반복 작업 계획이 포함될 수 있으며, 상기 D단계 이후에 상기 시설로봇(100)이 반복 작업 계획의 선행 조건을 만족한 경우에 임무를 수행할 수 있으며, 상기 반복 작업 계획의 선행 조건에 충족되면 자율 주행 중인 상기 시설로봇(100)의 동작제어는 일시 정지될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템의 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템은, 다수의 상기 시설로봇(100), 관리서버(200)와 더불어, 스마트팜(300)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 스마트팜(300)은 정밀 측위 구간 및 초광대역 무선기술(UWB) 측위 구간이 구비될 수 있다. 그리고 다수의 상기 시설로봇(100)은 상기 스마트팜(300) 내에서 실내측위를 이용하여 요청 작업을 수행할 수 있다.
상기 관리서버(200)는 상기 정밀 측위 구간에서 측정되는 상기 시설로봇(100)의 위치 및 상기 UWB 측위 구간에서 측정되는 상기 시설로봇(100)의 위치를 전달받고, 각 시설로봇(100)의 작업을 제어할 수 있다. 본 발명에 ????른 시설관리 자동화 시스템은, 상기 스마트팜(300)의 운영 상황을 모니터링 및 관리하고, 상기 시설로봇(100)의 위치를 표시하거나, 상기 시설로봇(100)으로의 작업 지시 요청을 전달하기 위해 관리자단말기(400)와의 통신체계가 구축될 수도 있다. 여기서 상기 스마트팜(300), 상기 관리서버(200), 상기 시설로봇(100) 및 상기 관리자단말기(400) 간의 통신 네트워크는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서 말하는 통신 네트워크는 공지의 월드와이드웹(WWW; World Wide Web)일 수 있다. 한편, 상기 시설로봇(100)과 상기 관리서버(200) 사이 및 상기 스마트팜(300)과 상기 관리서버(200) 사이는 와이파이(WiFi)를 통하여 통신할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 스마트팜의 구성도이고, 도 9는 본 발명에 따른 스마트팜 내의 사진이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스마트팜(300)은, 다수의 배지 트레이(301), 다수의 정밀 측위 구간(302), 레일(303), UWB 측위 구간(304), 레이저센서(305, 306), 및 스마트팜통신부(307)를 포함할 수 있으며, 상기 스마트팜(300)의 내부에는 다수의 상기 UWB앵커(20)가 설치될 수 있다. 이때 다수의 상기 UWB앵커(20)는 UWB 측위를 수행하기 위해 상기 스마트팜(300) 내에 적어도 3개 이상 구비될 수 있다.
다수의 상기 배지 트레이(301)는 상기 스마트팜(300) 내에 제1 방향의 라인 형태로 구비되어 농작물이 재배되는 공간이다.
다수의 상기 정밀 측위 구간(302)은 이웃하는 배지 트레이(301) 사이에 제1 방향으로 구비되어 상기 시설로봇(100)의 정밀 위치가 측정되는 구간이다.
상기 레일(303)은 각 정밀 측위 구간(302) 상에 구비되어 상기 시설로봇(100)이 레일을 따라서 전후로 이동한다.
상기 UWB 측위 구간(304)은 다수의 상기 정밀 측위 구간(302)의 일측에 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향의 라인 형태로 구비되어 UWB를 이용한 위치가 측정되는 구간이다.
상기 레이저센서(305, 306)는 상기 각 정밀 측위 구간(302)에서, 상기 시설로봇(100)이 이동하는 구간의 전면 및 후면에 각각 구비되어 서로 마주하게 위치한다.
상기 스마트팜통신부(307)는 상기 관리서버(200)와의 무선통신(WiFi 등)을 지원할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 시설로봇의 구성도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 시설로봇(100)은 상기 정보측정부(150)가 제1레이저센서, 제2레이저센서 및 비전센서(카메라)를 포함할 수 있으며, 상기 UWB태그(161)가 UWB 송수신기로 이루어져 다수의 상기 UWB앵커(20)와 통신하고 상기 통신부(160)를 포함하여 외부와 데이터 통신할 수 있다.
상기 제1레이저센서는 상기 정밀 측위 구간(302) 내에서 레이저를 이용하여 위치를 측정하기 위해 상기 시설로봇(100)의 주행방향 전면에 구비될 수 있다. 그리고 상기 제2레이저센서는 상기 정밀 측위 구간(302) 내에서 레이저를 이용하여 위치를 측정하기 위해 상기 시설로봇(100)의 주행방향 후면에 구비될 수 있다.
상기 UWB태그(161)는 상기 UWB 측위 구간(304)에서 UWB 측위를 측정하기 위해 탑재될 수 있다. 그리고 상기 통신부(160)는 상기 제1레이저센서, 상기 제2레이저센서 및 상기 UWB태그(161)에서 측정되는 해당 시설로봇(100)의 위치를 상기 관리서버(200)로 전달할 수 있다.
상기 비전센서는 상기 시설로봇(100)이 상기 UWB 측위 구간(304)에서 상기 정밀 측위 구간(302)으로 이동시 라인 트레이싱을 수행하기 위해 구비된다. 즉, 상기 시설로봇(100)은 비전센서(305)를 이용하여 라인 트레이싱을 수행하여 해당 레일(303)에 안착할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템에서 정밀 측위 구간에서 시설로봇의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 시설로봇(100)의 제1레이저센서에서 측정한 상기 정보측정부(150)의 제1레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(305)와의 제1거리와, 상기 제1레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(305)가 측정한 상기 시설로봇(100)과의 제2거리는 같아야 한다.
또한, 상기 시설로봇(100)의 상기 정보측정부(150)의 제2레이저센서에서 측정한 상기 제2레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(306)와의 제3거리와, 상기 제2레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(206)가 측정한 상기 시설로봇(100)과의 제4거리는 같아야 한다.
그런데, 상기 측정된 제1거리, 제2거리, 제3거리, 제4거리는 어느 정도의 오차가 있으며, 이를 기반으로, 상기 시설로봇(100)의 위치를 최종 결정한다.
한편, 상기 측정된 제1거리, 제2거리, 제3거리, 제4거리를 기반으로, 상기 스마트팜(300) 내의 문제 발생여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 제1거리 및 제2거리는 비슷한 값이어야 하는데 매우 큰 차이가 나는 경우, 상기 시설로봇(100)이나 레이저센서에 문제가 발생했음을 의미할 수 있다.
도 12는 UWB 측위 방법에 대한 설명도이고, 도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 시스템에서 UWB 측위 구간에서 시설로봇의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
일반적으로, UWB(초광대역 무선기술)는 기존 스펙트럼에보다 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 대용량의 정보를 전송하는 무선통신기술이다. 3.1 ~ 10.6 GHz대의 주파수 대역을 사용하면서 10m ~ 1km의 전송거리를 보장한다. UWB는 1990년대까지 미국 국방부의 '블랙프로젝트' 레이다 기술에 적용돼 왔으며, GHz폭의 주파수 대역을 사용, 초당 100 ~ 500m의 속도로 전송이 가능한 무선통신기술로 커다란 용량의 동영상을 떨림이나 버그없이 완벽하게 전송할 수 있고 전송거리도 블루투스의 100m에 비해 10배나 긴 1km에 달해 완벽한 홈 네트워킹 시스템을 구현할 수 있게 되며 모든 디지털 가전의 선을 없앨 수 있게 되었다. UWB는 하기와 같은 장점을 가지고 있다.
1. 소비전력이 적다.
2. 방해전파에 강하다.
3. 고속통신이 가능하다. 단지, 거리가 길어지면 극단적으로 속도가 저하된다.
4. 위치검출의 정밀도가 높으며 오차도 몇cm이내이다,
5. 이전보다 넓은 주파수대에 확산되어 통신이 이루어진다.
UWB는 실내측위기술에 굉장히 적합한 기술이다. UWB의 장점에서 언급했듯 고속통신이 가능하며, 오차도 cm단위 이므로 실내 측위에 굉장히 적합한 기술이다. UWB는 ToF(Time of Flight)에 의해 결정되며 TDoA(TIme Difference of Arrival) 방식과 TWR(Two Way Ranging) 방식 등이 있다.
TDoA 방식은 GPS와 매우 유사하다. 앵커(Anchor) 라고 하는 고정된 위치의 디바이스가 배치되고 태그(Tag)와 시간이 동기화된다. 태그(Tag)가 블링크(Blink)라는 데이터를 송신하고 앵커들이 Blink를 수신하고 시간을 체크한다. 다수의 앵커는 각각 다른 시간에 Blink를 수신하며 응답 패킷은 태그(Tag)에 전송하지 않는다.
TDoA 방식은 모든 태그와 앵커 간의 동기화(Sync)를 맞춰야하는 기술적인 복잡함이 있지만 한번의 블링크(Blink) 송신만으로 위치 측위가 가능하여, 배터리의 수명이 TWR 방식보다 길다는 장점이 있다.
한편, TWR (Two Way Ranging) 방식은 UWB RF 신호의 비행시간(Time of Flight)을 결정한 다음 시간에 빛의 속도를 곱하여 태그(Tag)와 앵커(Anchor) 간의 거리를 계산한다. 거리를 측정하려면 3개의 메시지를 교환해야한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 UWB태그(161)는 TSP (Time of Sending Poll)를 상기 UWB앵커(20)로 폴(Poll) 메시지를 전송하여 초기화한다. 앵커(Anchor)(208)는 폴링 수신 시간 (TRP)을 기록하고 TSR 시간에 응답 메시지로 응답한다. 응답 메시지 수신시 상기 UWB태그(161)는 시간 (TRR)을 기록하고 ID, TSP, TRR, TSF 정보가 포함된 최종 메시지를 작성한다. 최종 메시지 TRF의 시간 수신 및 최종 메시지에 제공된 정보를 바탕으로, 상기 UWB앵커(20)는 UWB ToF(Time of Flight)를 측정할 수 있다.
TWR 방식은 Sync를 맞출 필요가 없어 구현의 복잡성이 TDoA 방식보다 낮으나, 통신이 가능한 모든 앵커(Anchor)와 거리를 계산하기 때문에 배터리의 수명이 효율적이지 않다.
도 14에 도시된 바와 같이, 도 13에서 수행하는 메시지 교환 방식을 적어도 3개의 앵커에 대하여 수행하여 삼각측량법을 이용하여 상기 시설로봇(100)의 정확한 위치를 측정한다.
도 15는 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 방법의 일실시예 흐름도이다.
도 15에서 도시된 바와 같이, 시설관리 자동화 방법 방법은 데이터구축단계(S910), 제1측위단계(S920), 제2측위단계(S930), 측위리포팅단계(S940), 위치탐색단계(S950) 및 작업수행단계(S960)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 데이터구축단계(S910)에서 스마트팜(300) 내부에 다수의 정밀 측위 구간 및 UWV 측위 구간과 관련되는 설정 데이터를 구축한다.
상기 데이터구축단계(S910) 이후, 각 정밀 측위 구간에서 각 정밀 측위 구간의 전면 및 후면에 구비되는 레이저센서를 이용하여 각 시설로봇(100)의 위치를 측정한다(S920).
상기 시설로봇(100)은, 상기 정밀 측위 구간 내에서 레이저를 이용하여 위치를 측정하기 위해 전면에 구비되는 제1레이저센서 및 상기 정밀 측위 구간 내에서 레이저를 이용하여 위치를 측정하기 위해 후면에 구비되는 제2레이저센서를 구비한다.
상기 제1측위단계(S920)에서, 상기 시설로봇(100)의 제1레이저센서에서 측정한 상기 제1레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(305)와의 제1거리와, 상기 제1레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(305)가 측정한 상기 시설로봇(100)과의 제2거리는 같아야 한다.
또한, 상기 시설로봇(100) 제2레이저센서에서 측정한 상기 제2레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(306)와의 제3거리와, 상기 제2레이저센서와 대향하는 면에 구비되는 레이저센서(306)가 측정한 상기 시설로봇(100)과의 제4거리는 같아야 한다.
그런데, 상기 측정된 제1거리, 제2거리, 제3거리, 제4거리는 어느 정도의 오차가 있으며, 이를 기반으로, 상기 시설로봇(100)의 위치를 최종 결정한다.
한편, 상기 측정된 제1거리, 제2거리, 제3거리, 제4거리를 기반으로, 상기 스마트팜(300) 내의 문제 발생여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1거리 및 제2거리는 비슷한 값이어야 하는데 매우 큰 차이가 나는 경우, 상기 시설로봇(100)이나 레이저센서에 문제가 발생했음을 의미한다.
이후, 상기 UWB 측위 구간에서 다수의 상기 UWB앵커(20)를 이용하여 각 시설로봇(100)의 위치를 측정한다(S930).
상기 제2측위단계(S930)에서, 상기 다수의 앵커 중, 적어도 3개 이상의 앵커를 이용한 삼각측량법을 사용하여 상기 시설로봇(100)의 위치를 측정한다.
이후, 상기 스마트팜(300) 내부에서 측정된 각 시설로봇(100)의 정확한 위치가 관리서버(200)로 전달된다(S940).
상기 측위리포팅단계(S940)에서, 상기 관리서버(200)는 상기 측정된 제1거리, 제2거리, 제3거리, 제4거리를 기반으로, 상기 스마트팜(300) 내의 문제 발생여부를 판단할 수 있다.
이후, 상기 관리서버(200)로부터의 작업 요청에 따라 각 시설로봇(100)이 측위 정보를 이용하여 본인의 위치를 정확히 찾아간다(S950).
상기 위치탐색단계(S950)에서, 상기 시설로봇(100)은, 카메라를 이용하여 라인 트레이싱을 수행하여 상기 UWB 측위 구간에서 상기 정밀 측위 구간으로 이동한다.
이후, 상기 작업수행단계(S960)에서 상기 스마트팜(300) 내에서 각 시설로봇(100)이 본인의 위치에서 상기 관리서버(200)로부터 요청받은 작업을 수행한다.
이상에서 본 발명에 따른 실내측위를 이용한 시설관리 자동화 방법에 대하여 설명하였지만, 시설관리 자동화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 실내관리 자동화 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.
즉, 상술한 시설관리 자동화 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 시설관리 자동화 시스템
20 : UWB앵커
30 : 탑재체
100 : 시설로봇
110 : 바디부
120 : 장착부
130 : 샤시부
140 : 메인제어부
141 : 주행제어부
142 : 작업제어부
150 : 정보측정부
160 : 통신부
161 : UWB태그
170 : 배터리
200 : 관제서버
210 : 모니터링부
300 : 스마트팜
301: 배지 트레이
302: 정밀 측위 구간
303: 레일
304: UWB 측위 구간
305 : 레이저센서
306 : 레이저센서
307: 스마트팜통신부
400 : 관리자단말기

Claims (10)

  1. 시설관리 자동화 시스템에 있어서,
    작물의 생육을 보조하도록 임무를 수행하는 탑재체가 장착되어 시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및
    상기 시설로봇과 통신하는 관제서버;
    를 포함하고,
    상기 시설로봇은,
    바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되,
    상기 탑재체가 교체 가능하도록 상면에 장착되는 평판 형상의 장착부 및, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 측위가 산출되도록 UWB태그를 더 포함하고,
    상기 시설관리 자동화 시스템은,
    시설 내에 고정되어 상기 UWB태그와 통신하는 복수의 UWB앵커;
    를 더 포함하고,
    상기 시설로봇의 측위가 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출되며,
    상기 시설로봇은,
    상기 샤시부의 주행과 조향을 제어하는 주행제어부를 포함하는 메인제어부; 및
    외부정보를 측정하여 상기 메인제어부로 전송하는 정보측정부;
    를 더 포함하고,
    상기 메인제어부는,
    상기 탑재체와 연결되어 상기 탑재체의 동작을 제어하는 작업제어부를 더 포함하며, 상기 정보측정부에서 수신된 외부정보를 기반으로 상기 탑재체의 동작을 제어하고, 기억장치를 포함하여 주행계획 및 작업계획이 상기 주행제어부 및 작업제어부에 각각 기록되며,
    상기 주행계획은, 시설로봇의 이동경로에 대한 데이터셋을 포함하고,
    상기 작업계획은, 작업을 수행할 조건과 작업 내용의 데이터셋을 포함하며,
    상기 시설로봇은 배터리를 더 포함하고,
    상기 시설로봇의 배터리가 일정 수준 이하인 경우 무선 도킹 스테이션에 이동하여 배터리 충전을 수행하되, 배터리가 기준 수치 이상되는 경우에는 시설로봇의 임무를 재개하며,
    상기 시설로봇에 장착된 탑재체는 상기 배터리로부터 전원을 공급받되, 상기 메인제어부와 데이터 통신되고,
    상기 메인제어부는 사전에 정의된 프리셋을 통해 연결된 임무 장비의 종류를 감지하여, 보유하지 않은 종류의 장비가 연결된 경우 상기 관제서버로부터 추가 프리셋을 요청하며,
    상기 프리셋에는 임무 장비의 고유 정보, 구성 정보 및 수행 목적이 포함된 정보이고,
    상기 관제서버는,
    상기 시설의 내부와 상기 시설로봇의 실시간 위치를 영상으로 출력하는 모니터링부;
    를 포함하고,
    상기 모니터링부는,
    실시간을 기준으로, 이전의 소정시간동안 시설로봇이 이동한 경로와, 이후의 소정시간동안 시설로봇이 이동할 경로가 함께 출력되며,
    상기 시설관리 자동화 시스템은,
    정밀 측위 구간 및 초광대역 무선기술(UWB) 측위 구간이 구비되는 스마트팜;
    을 더 포함하고,
    상기 스마트팜은,
    UWB 측위를 수행하기 위해 상기 스마트팜 내에 적어도 3개 이상의 상기 UWB앵커가 구비되고,
    상기 스마트팜 내에 제1 방향의 라인 형태로 구비되는 다수의 배지 트레이;
    이웃하는 배지 트레이 사이에 제1 방향으로 구비되는 다수의 정밀 측위 구간;
    각 정밀 측위 구간 상에 구비되어 상기 시설로봇이 이동하는 레일;
    상기 다수의 정밀 측위 구간의 일측에 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향의 라인 형태로 구비되는 UWB 측위 구간;
    상기 각 정밀 측위 구간에서, 상기 시설로봇이 이동하는 구간의 전면 및 후면에 각각 구비되는 레이저센서; 및
    상기 관제서버와의 무선통신을 지원하는 스마트팜통신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정보측정부는 카메라를 포함하고,
    상기 관제서버는,
    상기 시설로봇의 카메라에서 촬영된 영상을 출력하는 모니터링부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
  8. 제1항의 시설관리 자동화 시스템을 이용한 시설관리 자동화 방법에 있어서,
    A) 상기 시설로봇이 가동하여 상기 관제서버로 시설로봇의 고유정보를 전송하는 단계; 및
    B) 상기 관제서버에서 수신된 고유정보를 기반으로 권한이 부여된 시설로봇인지를 판별하여 상기 시설로봇으로 권한 승인 여부를 응답하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 시설로봇이 권한이 부여된 경우,
    C) 상기 시설로봇이 권한 승인을 수신한 후에 시설로봇의 상태정보를 상기 관제서버로 전송하는 단계; 및
    D) 상기 관제서버와 시설로봇이 서로 접속 연결되는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시설로봇의 권한이 승인되면,
    상기 B단계에서는,
    상기 관제서버가 UWB앵커의 기준 좌표를 함께 전송하여,
    상기 C단계에서의 상기 상태정보가 상기 시설로봇의 현재 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상태정보는,
    상기 시설로봇의 기억장치에 기록된 주행계획을 포함하되,
    상기 D단계에서는,
    상기 시설로봇에 기록된 주행계획과 상기 관제서버에 기록된 주행계획이 충돌할 경우 설정된 우선순위에 따라 상기 시설로봇이 운용되는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 방법.
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