KR102585593B1 - 이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법 - Google Patents

Abstract

이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법이 개시된다. 물품 분류방법은, 이송 로봇에 공급되는 물품들의 식별자 정보를 판독하여 물품을 인식하는 단계와, 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에 상기 인식된 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치와, 해당 캐리어 포켓이 물품을 배출할 목적지 슈트의 위치를 배정하는 단계와, 상기 배정된 캐리어 포켓 위치에 물품을 적재하는 단계와, 이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행하는 단계와, 모든 물품의 적재가 완료된 이송 로봇이 출발하여 이동경로를 따라 이동하며 순차적으로 물품들을 상기 배정된 목적지 슈트 위치에 배출하는 단계와, 이송 로봇이 배출을 마치고 다시 복귀하는 단계를 포함한다.

Description

이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법 {Method for sorting cargo using the automated guided vehicle}

본 발명은 물류 처리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물품 이송 및 분류 기술에 관한 것이다.

택배시장 성장과 거점형 물류센터 건립에 따른 고속 물품처리 요구가 증가하고 있다. 물류센터에서의 물품 처리는 부분 자동화에서 완전 자동화로 진화하고 있다. 이에 따라 물품을 자동으로 분류하는 물품 분류 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.

무인 운반차(Automated Guided Vehicle: AGV)를 이용하여 물류 완전 자동화를 구축할 수 있다. 무인 운반차는 소프트웨어와 센서 기반 안내 시스템을 조합해 이동한다. 가속 및 감속, 장애물 감지 범퍼가 정밀하게 제어되며 안전하고 안정적으로 물품을 운반할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 이송 로봇을 이용하여 복수의 물품을 한 번에 운반하고 이를 복수의 목적지 슈트에 배출하여 분류할 때 효율적으로 분배할 수 있는 이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법을 제안한다.

일 실시 예에 따른 물품 분류방법은, 이송 로봇에 공급되는 물품들의 식별자 정보를 판독하여 물품을 인식하는 단계와, 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에 상기 인식된 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치와, 해당 캐리어 포켓이 물품을 배출할 목적지 슈트의 위치를 배정하는 단계와, 상기 배정된 캐리어 포켓 위치에 물품을 적재하는 단계와, 이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행하는 단계와, 모든 물품의 적재가 완료된 이송 로봇이 출발하여 이동경로를 따라 이동하며 순차적으로 물품들을 상기 배정된 목적지 슈트 위치에 배출하는 단계와, 이송 로봇이 배출을 마치고 다시 복귀하는 단계를 포함한다.

위치를 배정하는 단계에서, 현재 물품이 배출될 목적지 슈트 위치와, 그 목적지 슈트로 배출되도록 물품이 배정될 캐리어 포켓의 위치의 조합 중에서 작업 효율이 최대가 되는 조합을 선택할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 소정의 캐리어 포켓에 적재된 물품이 배출될 수 있는 목적지 슈트의 선택지가 복수 개인 경우, 선택 가능한 복수의 목적지 슈트 중에서 목적지 슈트 배정에 따른 동선 효율과, 각각의 목적지 슈트에 따라 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에서 캐리어 포켓 배정에 따른 이송 로봇의 작업 효율 중 적어도 하나를 판단하여 효율이 가장 높은 목적지 슈트 및 캐리어 포켓을 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 적어도 하나의 물품을 적재 중인 다른 이송 로봇이 있다면, 다른 이송 로봇의 작업 효율까지 고려해서 전체 최적의 조합이 되도록 캐리어 포켓 및 목적지 슈트의 위치를 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 동일한 이송 로봇 내 복수의 캐리어 포켓들이 미리 설정된 거리 이내에 있는 목적지 슈트들이나, 이송 로봇의 이동 경로 상에 있는 목적지 슈트들에 물품들을 배출할 수 있도록 캐리어 포켓의 위치 및 목적지 슈트의 위치 중 적어도 하나를 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 새로 적재되는 물품의 목적지 슈트의 위치를 배정할 때 현재까지 이송 로봇의 다른 적어도 하나의 캐리어 포켓에 적재된 물품 전체에 대한 목적지 슈트까지의 이송 로봇의 이동 동선이 최소가 되도록 현재 배정된 목적지 슈트를 재 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 현재 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓에 적재된 물품들을 대상으로 각 물품에 배정된 목적지 슈트의 물리적 위치를 재 배정하거나, 각 물품에 배정된 목적지 슈트를 재 배정하거나, 각 물품이 적재되는 캐리어 포켓의 위치를 재 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 목적지 슈트가 동일하고 물품들의 크기가 캐리어 포켓의 크기보다 작은 복수의 물품을 대상으로 하나의 캐리어 포켓에 상기 복수의 물품을 적재하도록 이송 로봇 내 캐리어 포켓의 위치를 배정할 수 있다.

위치를 배정하는 단계에서, 물품들의 크기가 캐리어 포켓보다 큰 복수의 물품을 대상으로 복수의 캐리어 포켓에 상기 복수의 물품을 걸쳐 두도록 이송 로봇 내 캐리어 포켓의 위치를 배정할 수 있다.

반복 수행하는 단계에서, 이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓에 모두 적재 가능할 때까지 또는 더 이상 적재할 물품이 없을 때까지 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행할 수 있다.

물품 분류 방법은, 이송 로봇이 복귀하는 중에 복수의 캐리어 포켓을 준비상태로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법에 따르면, 양방향 배출이 제한적인 이송 로봇이 물품들을 복수의 캐리어 포켓에 효율적으로 적재한 후 효율적으로 목적지 슈트에 배출하여 분류할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇의 이동 경로를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 a)주문 물품 및 수량 목록 리스트, b)토탈 피킹 리스트, c)초기 목적지 슈트 매핑정보, d)순차적 물품 공급 리스트를 표로 정리한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 6의 시나리오 상황에서 물품 공급 순서로 물품들이 공급될 때 하나의 이송 로봇에서 캐리어 포켓 배정 과정을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특적재 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 적재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 적재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물품 분류 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 물품 분류 시스템(1)은 물품 분류장치(10) 및 제어장치(12)를 포함한다. 물품 분류장치(10)는 이송 로봇(100), 복수의 목적지 슈트(102) 및 물품 공급장치(104)를 포함한다. 제어장치(12)는 공급 제어부(120), 이송 제어부(122) 및 배출 제어부(124)를 포함한다.

물품 공급장치(104)는 이송 로봇(100)에 물품을 공급하는 장치이다. 물품 공급장치(104)는 컨베이어 벨트를 통해 복수의 물품을 이송하다가 이송 로봇(100)에 물품을 공급할 수 있다. 이때, 물품 공급장치(104)에 마련된 로봇 팔을 이용하여 이송 로봇(100)에 물품을 하나씩 공급할 수 있다. 물품 공급장치(104)는 복수 개일 수 있다.

이송 로봇(100)은 작업장 내에서 이동이 자유로운 소형 운반차로서, 복수의 물품을 싣고 가다가 복수의 목적지 슈트(102)에 떨어뜨려서 분류하는 장치이다. 이송 로봇(100)은 복수 개일 수 있다. 이송 로봇(100)은 바닥에 라인 등의 마커가 부착된 이동경로를 따라 이동할 수 있고, 자율주행으로 이동할 수도 있다.

복수의 목적지 슈트(102)는 이송 로봇(100)으로부터 물품이 배출되어 분류되는 장치이다. 복수의 목적지 슈트(102)는 배출 목적지 슈트, 구분 칸, 컨베이어 등일 수 있다. 복수의 목적지 슈트(102)는 복수의 어태치먼트가 부착된 컨베이어 형태일 수 있고, 컨베이어 위에 복수의 토트박스가 올려진 형태일 수 있다. 복수의 목적지 슈트(102)가 컨베이어 형태인 경우, 이송 로봇(100)이 컨베이어에 물품을 배출하여 분류하고, 분류작업이 종료되면 컨베이어가 이동하여 각 목적지 슈트(102)에 적재된 물품을 처리할 수 있다.

이송 로봇(100)을 이용해서 단일의 물품을 이동 및 분류할 수 있으나, 물품을 하나씩 적재하고 이동하다가 분류하는 것은 효율적이지 못하다. 본 발명의 이송 로봇(100)은 복수 개의 물품을 한 번에 적재하여 복수의 목적지 슈트(102)에 분류한 후 물품 공급장치(104)가 있는 곳으로 복귀할 수 있다.

이송 로봇(100)이 로봇 팔을 달고, 복수 개의 물품을 싣고 가다가 로봇 팔을 이용하여 하나씩 꺼내어 목적지 슈트(102)에 배출하는 방식도 가능하나, 이 경우 로봇의 단가가 비싸고 물품을 꺼낼 때　피킹이 쉽지 않으며 무게가 무겁다는 문제가 발생한다. 이에 따라, 본 발명은 이송 로봇(100)을 이용하여 복수 개의 개별 물품을 로봇 팔을 이용하지 않고도 간단하고 저렴하게 효율적으로 배출할 수 있는 기술을 제안한다.

제어장치(12)의 공급 제어부(120)는 물품 공급장치(104)로부터 공급되는 복수의 물품을 이송 로봇(100) 내 복수의 캐리어 포켓에 적재한다. 이때, 공급 제어부(120)는 이송 로봇(100)의 복수의 캐리어 포켓 중에 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치와, 해당 캐리어 포켓이 물품을 배출해야 할 목적지 슈트의 위치를 배정할 수 있다.

이송 제어부(122)는 공급 제어부(120)에 의해 배정된 복수의 캐리어 포켓 위치에 물품들이 적재된 이송 로봇(100)의 이동경로를 제어하면서 각 목적지 슈트(102)까지 이송한다. 배출 제어부(124)는 이송 로봇(100)의 복수의 캐리어 포켓에 적재된 물품들을 각각 공급 제어부(120)의 의해 배정된 각 목적지 슈트(102)의 위치에 배출하여 분류한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이송 로봇(100a, 100b)은 몸체(102), 지지부(104), 복수의 캐리어 포켓(106) 및 바퀴(108)를 포함한다.

이송 로봇(100a, 100b)은 준비 모드에서 복수의 캐리어 포켓(106)에 복수의 물품을 적재하고, 이동 모드가 되면 복수의 캐리어 포켓(106)에 적재된 복수의 물품을 이동하고, 배출 모드가 되면 복수의 물품을 복수의 목적지 슈트에 배출하며, 복귀 모드가 되면 복귀하여 준비 모드로 전환한다. 이송 로봇(100a, 100b)은 준비 모드 및 이동 모드에서 적재된 물품이 떨어지지 않도록 캐리어 포켓(106)이 수평 하거나 안쪽이 바깥쪽보다 낮게 기울어져 있다가, 배출 모드가 되면 배출을 위해 바깥쪽이 안쪽보다 낮게 기울어질 수 있다.

복수의 캐리어 포켓(106)은 각각 지지부(104)를 통해 지지되고 복수의 물품을 적재 가능한 공간을 가지며 공간 내에 복수의 물품이 올려진다. 각 캐리어 포켓(106)은 물품을 적재할 수 있는 공간을 가지고 있으면 어느 형태이든 무방하다. 지지부(104)는 몸체(102) 위에 장착되어 캐리어 포켓(106)을 지지한다.

각 캐리어 포켓(106)은 서로 분리되며 틸팅 가능하다. 배출 제어부(124)는 각 캐리어 포켓(106)을 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 개별로 제어하고, 배출 모드가 되면 소정의 캐리어 포켓(106)을 바깥쪽으로 틸팅 시켜 그 안에 적재된 적어도 하나의 물품을 목적지 슈트에 배출한다. 이때, 소정의 캐리어 포켓 내에 적재된 물품이 배출되어야 할 목적지 슈트에 도착하면, 배출 제어부(124)는 해당하는 캐리어 포켓만 개별 제어하여 도착한 목적지 슈트에 물품을 배출하고, 다른 캐리어 포켓 내에 적재된 물품은 배출되어야 할 다른 목적지 슈트에 도착할 때까지 배출하지 않는다.

도 2에서는 4개의 캐리어 포켓(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)을 도시하고 있고, 도 3에서는 8개의 캐리어 포켓(106-1, 106-2, 106-3, 106-4, 106-5, 106-6, 106-7, 106-8)을 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 캐리어 포켓의 갯수는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2의 이송 로봇(100a)은 각 지지부(104)에 고정된 각 캐리어 포켓(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)을 이용하여 좌우 양측 방향으로 기울어짐에 따라 좌우 양방향으로 물품을 배출할 수 있는 구조이다. 이에 비하여, 도 3의 이송 로봇(100b)은 좌측 방향으로 물품을 배출하기 위한 좌측 캐리어 포켓(106-1, 106-2, 106-3, 106-4) 중 하나와, 우측 방향으로 물품을 배출하기 위한 우측 캐리어 포켓(106-5, 106-6, 106-7, 106-8) 중 하나가 각각 하나의 지지부(104)에 쌍으로 장착되는 예를 도시하고 있다.

도 3의 이송 로봇(100b)은 양쪽 캐리어 포켓을 자유롭게 사용하기 어려운 구조이다. 예를 들어, 좌측 캐리어 포켓(106-1, 106-2, 106-3, 106-4)은 우측으로 배출이 제한적일 수 있고, 우측 캐리어 포켓(106-5, 106-6, 106-7, 106-8)은 좌측으로 배출이 제한적일 수 있다. 본 발명은 이처럼 양방향 배출이 제한적인 이송 로봇(100b)이 물품들을 복수의 캐리어 포켓에 효율적으로 적재한 후 효율적으로 목적지 슈트에 배출하여 분류할 수 있도록 제어하는 방법을 제안한다.

공급 제어부(120)는 각 캐리어 포켓(106)에 독립적으로 적어도 하나의 물품을 적재할 수 있다.　 배출 제어부(124)는 캐리어 포켓(106)에 적재된 소정의 물품을 목적지 슈트에 적재할 때 중력에 의해 목적지 슈트를 향해 캐리어 포켓(106)이 기울어지도록 제어할 수 있다.

물품을 목적지 슈트에 배출하기 위해 기울어진 캐리어 포켓(106)을 다시 세울 수 있다. 이를 위해, 물품 분류 시스템(1)은 이송 로봇(100a, 100b)의 이동경로에 경사 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(100a, 100b)이 물품을 목적지 슈트에 내려놓은 뒤 다시 물품을 적재하기 위해 지나가는 이동경로 상에 경사 가이드(미도시)를 구비하고, 이송 로봇(100a, 100b)의 이동 중에 경사 가이드가 자동으로 캐리어 포켓(106)의 기울어진 일 측을 밀어 올림에 따라 이송 로봇(100a, 100b)을 준비 모드로 전환시킨다. 경사 가이드가 이송 로봇(100a, 100b)의 캐리어 포켓(106)을 밀어 올리면 걸림쇠에 걸리거나 전자석에 붙어서 다시 준비 모드가 된다.

이를 위해, 경사 가이드는 이송 로봇(100a, 100b)이 복귀하는 이동경로 상에 위치하고 경사부를 포함한다. 이송 로봇(100a, 100b)은 복수의 물품을 복수의 목적지 슈트에 배출한 후 복귀하러 가는 이동경로 상에서 바깥쪽이 기울어진 캐리어 포켓(106)이 경사부를 타고 올라가면서 밀어 올려져 준비 모드로 전환된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇을 이용한 물품 분류 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 우선, 이송 로봇(100)은 분류할 물품들을 토탈 피킹 하여 물품 분류를 위한 준비를 한다(S400). 토탈 피킹은 복수 개의 주문으로 구성되는 전체 주문에 있는 물품들을 한꺼번에 찾아와 가져오는 방식이다. 예를 들어, 주문 1, 주문 2, …, 주문 n이 있을 때, 주문한 물품에는 상품 1, 상품 2, …, 상품 m이 있을 수 있는데, 이 상품들 중에 주문이 중복되는 것도 있고 아닌 것도 있을 것이다. 이때, 이송 로봇(100)은 전체 주문에 있는 상품 1을 수량만큼 가져오고, 상품 2도 수량만큼 가져온다.

토탈 피킹은 자동으로 수행될 수 있고, 수동으로 수행될 수도 있다. 자동으로 토탈 피킹을 수행하는 예를 들면, 공급 제어부(120)는 물품 공급장치(104)가 로봇 팔을 이용하여 물품을 이송 로봇(100)에 자동 적재하는 경우, 물품 공급장치(104)가 각 물품이 적재될 이송 로봇(100) 내 캐리어 포켓의 위치를 이송 로봇(100)에 전달하도록 제어한다. 이어서, 공급 제어부(120)는 이송 로봇(100)이 물품 공급장치(104)로부터 공급되는 물품을 해당 캐리어 포켓 위치에 적재하도록 이송 로봇(100)을 제어한다. 이어서, 공급 제어부(120)는 이송 로봇(100)의 배정된 캐리어 포켓에 적재된 물품을 배출할 목적지 슈트 정보와 연계해서 배출할 때 해당하는 목적지 슈트에 물품을 배출하도록 이송 로봇(100)을 제어한다.

수동으로 토탈 피킹을 수행하는 예를 들면, 공급 제어부(120)는 작업자에게 적재할 위치를 알려주기 위해서 적재할 캐리어 포켓의 위치를 빛으로 비추어 주도록 하거나 모니터에 적재할 위치를 보여주는 방법으로 작업자에게 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치를 가이드해줄 수 있다. 그리고 실제 작업자가 정해준 그 캐리어 포켓 위치에 물품을 적재하였는지는 비전 기술이나 센서를 이용해서 감지하여 알려줄 수 있다.

이어서, 이송 로봇(100)은 이송 로봇(100)에 공급되는 물품의 식별자 정보를 판독하여 물품을 인식한다(S410). 물품 식별자 정보는 예를 들어 바코드일 수 있다. 각 물품에 바코드가 인쇄 또는 부착되는데, 바코드는 물품에 고유하게 부여한 송장번호, 접수번호와 같은 일련의 번호를 포함하는 코드이다. 바코드 정보는 물품의 추적이나 참조 등을 위한 식별자로 사용된다. 또한, 물품 접수 시에 발신자로부터 입력 받은 발신자 정보와 수신자 정보가 바코드와 매칭되어 관리 서버에 저장된다. 발신자 및 수신자 정보는 성명, 주소, 우편번호를 포함한다.

물품 식별정보는 바코드뿐만 아니라 문자와 숫자가 조합된 구분코드, 주소 정보 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 이송 로봇(100)은 물품의 이미지를 획득하고 획득된 이미지 데이터를 판독하여 물품 식별정보를 인식할 수 있다. 이때, 한글 문자 인식 기술을 적용하여 주소를 비롯한 제품명 등의 한글정보를 인식할 수 있다.

이어서, 이송 로봇(100)은 이송 로봇(100) 내 복수의 캐리어 포켓 중에 상기 인식된 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치와, 해당 캐리어 포켓이 물품을 배출할 목적지 슈트의 위치를 포함하여 위치를 배정한다(S420).

이어서, 이송 로봇(100)은 배정된 캐리어 포켓 위치에 물품을 적재한다(S430).

이어서, 이송 로봇(100)은 이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행한다(S440). 반복 수행 단계(S440)는 이송 로봇(100)의 복수의 캐리어 포켓에 모두 적재되어 더 이상 적재할 캐리어 포켓이 없을 때까지, 또는 더 이상 적재할 물품이 없을 때까지 반복 수행될 수 있다.

이어서, 모든 물품의 적재가 완료된, 이송 로봇(100)이 출발하여 이동경로를 따라 이동하며 순차적으로 물품들을 각각 상기 배정된 목적지 슈트 위치에 배출한다(S450).

이어서, 이송 로봇(100)이 배출을 마치고 다시 복귀한다(S460). 복귀 중에 이송 로봇(100)은 복수의 캐리어 포켓을 준비 모드로 전환할 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치를 배정한 후 적재된 물품을 배출할 목적지 슈트의 위치를 배정할 수 있고, 목적지 슈트의 위치를 배정한 후 캐리어 포켓의 위치를 배정할 수도 있으며, 캐리어 포켓 위치 배정 및 목적지 슈트 위치 배정을 동시에 수행할 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 목적지 슈트 위치를 먼저 배정하는 경우는, 목적지 슈트가 이송 로봇(100)의 이동 경로에서 어느 방향에 있는지에 따라 현재 물품을 적재하는 캐리어 포켓의 위치를 배정하는 것이 이송 로봇(100)의 작업 동선에 유리한 경우에 해당한다. 이 경우, 이송 로봇(100)은 먼저 현재 물품을 배출할 목적지 슈트를 배정하는 단계를 거치고, 다음으로 해당 목적지 슈트에 배출하려면 이송 로봇(100)의 복수의 캐리어 포켓 중에서 어느 캐리어 포켓 위치에 적재해야 하는지를 배정한다.

소정의 캐리어 포켓에 적재된 물품이 배출될 수 있는 목적지 슈트의 선택지는 복수 개일 수 있다. 이처럼 선택 가능한 복수의 목적지 슈트 중에서 각각의 목적지 슈트에 따라 이송 로봇(100)의 어느 캐리어 포켓에 적재하는 것이 이송 로봇의 작업 효율이 높은지가 상이할 수 있다. 따라서, 이송 로봇(100)은 현재 물품이 배출될 목적지 슈트 위치와, 그 목적지 슈트로 배출되도록 물품이 배정될 캐리어 포켓의 위치의 조합 중에서 작업 효율이 가장 높은 조합을 선택할 수 있다. 이때, 작업 효율은 이송 로봇(100)의 작업 동선이 최소가 될 때 가장 높을 수 있다. 예를 들어, 가장 적은 수의 목적지 슈트를 방문하고 가장 가까운 목적지 슈트를 방문하는 것이 작업 동선이 최소가 된다.

이송 로봇(100)은 복수의 캐리어 포켓을 구비하므로, 현재 적재되는 물품뿐만 아니라 동일한 이송 로봇의 다른 캐리어 포켓에 적재되는 물품들의 목적지 슈트 위치까지를 고려하여 작업 효율이 가장 높은 조합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 동일한 이송 로봇 내 여러 캐리어 포켓들은 미리 설정된 거리 이내에 있는 목적지 슈트들이나, 이송 로봇의 이동 경로 상에 있는 목적지 슈트들에 배정하여 효율성을 높일 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 복수의 캐리어 포켓에 적재되는 물품들의 목적지 슈트를 각각 배정할 때, 선택 가능한 복수의 목적지 슈트 중에서 목적지 슈트 배정에 따른 동선 효율과, 각각의 목적지 슈트에 따라 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에서 캐리어 포켓 배정에 따른 이송 로봇의 작업 효율 중 적어도 하나를 판단하여 효율이 가장 높은 목적지 슈트 및 캐리어 포켓을 배정할 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 이미 목적지 슈트가 배정된 캐리어 포켓이라 할지라도 전체 경로 효율을 위해 필요하다면 목적지 슈트를 변경할 수도 있다. 새로 적재되는 물품까지 포함했을 때의 최적 경로가 변경될 수도 있기 때문이다. 따라서, 이송 로봇(100)은 이미 목적지 슈트가 배정된 캐리어 포켓이라 할지라도 새로 적재되는 물품의 목적지 슈트의 위치를 배정할 때 현재까지 이송 로봇(100)의 다른 적어도 하나의 캐리어 포켓에 적재된 물품 전체에 대한 목적지 슈트의 이동 동선이 최적화되도록 이미 배정된 목적지 슈트를 재 배정할 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 목적지 슈트의 위치를 동적으로 변경하여 이동 경로를 최적화할 수 있다. 목적지 슈트의 물리적인 위치에는 논리적인 주소나 배송지가 배정되어서 분류되게 되는데, 해당 주문의 처리가 끝나면 다음의 주문이 배정되고 그에 해당하는 논리적인 주소나 배송지가 다시 배정이 될 수 있다. 따라서, 논리적인 주소나 배송지가 이미 배정되어 있는 물리적인 목적지 슈트라 할지라도 아직 물품이 분류되지 않았다면 다른 물리적인 목적지 슈트로 재 배정이 가능하고, 혹은 동일한 물품을 포함하고 있는 주문으로 재 배정이 가능하다. 따라서, 목적지 슈트를 재 배정하는 것을 고려해서 분류 작업의 효율성을 높일 수 있다.

정리하면, 위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 현재 적재 중인 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓에 적재된, 그리고 적재할 물품들에 대해서, 각 물품의 배정된 목적지 슈트의 물리적 위치를 재 배정하거나, 물품의 목적지 슈트를 재 배정하거나, 현재 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치를 배정함에 있어서 전체 작업 효율이 가장 높을 수 있도록 전체 캐리어 포켓을 재 배정할 수 있다.

위치 배정 단계(S420)에서, 이송 로봇(100)은 하나의 캐리어 포켓에는 동일한 목적지 슈트로 배정할 수 있는 물품을 하나 이상 적재할 수 있도록 캐리어 포켓의 위치를 배정할 수 있다. 즉, 현재 물품을 분배할 목적지 슈트와 그곳까지 운반하는데 이용할 캐리어 포켓을 배정할 때, 비어 있는 캐리어 포켓만 고려하는 것이 아니라 목적지 슈트가 동일한 캐리어 포켓이 있고 물품의 크기가 작아서 공동 적재가 가능하다고 하면, 하나의 캐리어 포켓에 복수의 물품을 적재할 수도 있다.

목적지 슈트가 동일한 캐리어 포켓이 있고, 중복 적재가 가능하면 해당 캐리어 포켓을 이용할 수 있고, 공간이 부족하면 동일 목적지 슈트라 할지라도 하나 이상의 캐리어 포켓을 사용할 수 있다. 예를 들어, 물품의 크기가 캐리어 포켓의 크기보다 크면, 여러 개의 캐리어 포켓에 걸쳐 두는 방법도 가능하다. 즉, 복수 개의 캐리어 포켓을 하나의 동일한 목적지 슈트에 배정하고, 복수의 캐리어 포켓에 복수 개의 물품이 적재되도록 배정할 수도 있고, 복수의 캐리어 포켓에 하나의 물품이 적재되도록 배정할 수도 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조로 하여, 전술한 이송 로봇의 물품 분류 방법이 적용되는 시나리오를 예로 들어 후술한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송 로봇의 이동 경로를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 물품을 적재할 목적지 슈트(102)가 도 5에 도시된 바와 같이 배치되어 있다고 가정하면, 이송 로봇(100)은 그 사이를 지나다니며 물품을 분류하게 된다. 이때 이송 로봇(100)은 양방향 제한이 없을 수도 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이 왼쪽이나 오른쪽으로 배출 위치가 정해져서 배출 방향이 제한되는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 배출 방향과 동선을 모두 고려해야만 최적의 작업 경로를 계산할 수 있다. 도 5에서는 6개의 캐리어 포켓을 가진 이송 로봇(100)을 예시를 들었다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 a)주문 물품 및 수량 목록 리스트, b)토탈 피킹 리스트, c)초기 목적지 슈트 매핑정보, d)순차적 물품 공급 리스트를 표로 정리한 도면이다.

도 6을 참조하면, a)에 도시된 바와 같이 한 번에 처리할 주문 물품 및 수량 목록 리스트가 주어지면, 물품 공급장치(104)는 이 리스트를 가지고 토탈 피킹을 실행한다. 예를 들어, b)의 토랑 피킹 리스트에 있는 물품들을 해당하는 수량만큼 가져오는 토탈 피킹을 수행한다.

물품 분류를 시작하기에 앞서서 이송 로봇(100)은 c)에 도시된 바와 같이 주문별로 목적지 슈트를 배정한다.

이어서, 물품 공급장치(104)는 d)에 도시된 바와 같이, 토탈 피킹한 물품을 이송 로봇(100)에 공급하기 시작한다. 이때, 랜덤하게 물품들을 공급할 수 있다.

이어서, 이송 로봇(100)은 공급되는 물품을 인식하여 현재 대기 중인 이송 로봇(100)의 어느 방향의 어느 캐리어 포켓에 해당 물품을 적재할 것인지를 배정하기 위해서, 현재 물품을 필요로 하는 주문 중에서 어느 주문으로 배정할지를 결정한다. 결정한 주문이 위치할 수 있는 목적지 슈트의 위치가 변경 가능하다면, 이송 로봇(100)은 목적지 슈트 위치의 변경까지 고려해서 어느 목적지 슈트의 어느 주문에, 그리고 어느 배출 방향의 어떤 캐리어 포켓에 배정해야 현재 대기 중인 이송 로봇(100)의 작업 효율이 최적이 되는가를 평가할 수 있다. 그 평가치가 최대인 조합으로 캐리어 포켓 및 목적지 슈트의 위치를 배정한다. 이때 적어도 하나의 물품을 적재 중인 다른 이송 로봇이 있다면, 다른 이송 로봇의 작업 효율까지 모두 고려해서 전체 최적의 조합이 되도록 캐리어 포켓 및 목적지 슈트의 위치를 배정한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 6의 시나리오 상황에서 물품 공급 순서로 물품들이 공급될 때 하나의 이송 로봇에서 캐리어 포켓 배정 과정을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 이송 로봇(100)은 첫번째로 물품 D가 공급되면 주문 1에 배정하며, 주문 1을 목적지 슈트 C1에 배정한다. 그리고 캐리어 포켓을 왼쪽 방향(Left)의 L1에 배정한다.

이어서 물품 A가 공급되면, 이송 로봇(100)은 도 6의 주문 물품 및 수량 목록 리스트를 읽어 들여 물품 D와 물품 A를 모두 주문한 주문 2가 있다는 것을 확인한다. 이 경우, 하나의 이송 로봇이 가장 적은 수의 목적지 슈트를 방문하고 가까운 목적지 슈트를 방문하는 것이 작업 효율이 최대이므로, 앞서 주문 1에 배정되었던 물품 D를 주문 1에서 주문 2로 재 배정한다.

또한, 주문 2를 C1 목적지 슈트로 재 배정하여 작업 효율을 높일 수 있다면 목적지 슈트도 재 배정한다. 이제 물품 D와 물품 A는 모두 목적지 슈트 C1에서 동시에 배출될 상황이다.

다음으로, 물품 A가 하나 더 공급된다. 물품 A는 2개를 한 캐리어 포켓에 적재할 수 있을 정도로 작은 물품이라고 가정하겠다. 물품 A를 2개 이상 주문한 주문서가 있기 때문에 캐리어 포켓 L2에 이중 적재할 수 있다. 주문 6에 물품 A를 2개 주문한 것이 있기 때문에 캐리어 포켓 L2에 물품 A를 하나 더 놓으면서 주문 2에 배정한 물품 A를 주문 6으로 재 배정한다. 또한 주문 6을 목적지 슈트 C2에 배정해서 동선을 줄일 여지를 만들 수 있다.

다음으로 물품 F가 공급된다. 물품 F도 주문 6에 있고 캐리어 포켓의 L 쪽에 적재해야 하므로 캐리어 포켓 L3에 배정한다.

다음으로 물품 D가 공급되면 이제 남은 캐리어 포켓은 오른쪽(Right) 방향에만 있으므로 주문 9를 목적지 슈트 C9에 배정하며 캐리어 포켓 R1에 적재한다.

다음으로 물품 D가 다시 공급되면, 물품 D를 2개 주문한 주문 12가 있으므로 앞서 캐리어 포켓 R1에 적재한 것도 주문 12로 변경하고 캐리어 포켓 R2를 주문 12에 배정하여 캐리어 포켓 R1, R2의 물품이 모두 목적지 슈트 C12에 배출될 수 있도록 한다.

다음으로 물품 M이 공급되면, 물품 D 2개와 물품 M을 모두 주문한 주문 17이 있으므로 캐리어 포켓 R1, R2, R3를 모두 주문 17에 배정하고 주문 17을 목적지 슈트 12로 재 배정하면, R 방향의 캐리어 포켓은 모두 목적지 슈트 C12에서 배출하면 되므로 이동 경로와 방문할 목적지 슈트 개수를 줄일 수 있다.

전술한 예는 하나의 이송 로봇만을 예로 든 것이고, 동시에 여러 개의 이송 로봇에 물품 적재가 진행될 때에도 각각의 이송 로봇이 방문해야 하는 목적지 슈트의 개수와 이동 경로가 최소가 될 수 있도록 캐리어 포켓의 위치 및 목적지 슈트의 위치 조합을 최적화한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 복수의 캐리어 포켓을 구비하고, 복수의 캐리어 포켓에 적재된 복수의 물품을 이송하여 이를 이송 로봇과 분리된 복수의 목적지 슈트에 배출하는 이송 로봇; 을 이용한 물품 분류방법에 있어서,
   이송 로봇에 공급되는 물품들의 식별자 정보를 판독하여 물품을 인식하는 단계;
   이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에 상기 인식된 물품을 적재할 캐리어 포켓의 위치와, 해당 캐리어 포켓이 물품을 배출할 목적지 슈트의 위치를 배정하는 단계;
   상기 배정된 캐리어 포켓 위치에 물품을 적재하는 단계;
   이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행하는 단계;
   모든 물품의 적재가 완료된 이송 로봇이 출발하여 이동경로를 따라 이동하며 순차적으로 물품들을 상기 배정된 목적지 슈트 위치에 배출하는 단계; 및
   이송 로봇이 배출을 마치고 다시 복귀하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
2. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   현재 물품이 배출될 목적지 슈트 위치와, 그 목적지 슈트로 배출되도록 물품이 배정될 캐리어 포켓의 위치의 조합 중에서 작업 효율이 최대가 되는 조합을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
3. 제 2 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   소정의 캐리어 포켓에 적재된 물품이 배출될 수 있는 목적지 슈트의 선택지가 복수 개인 경우, 선택 가능한 복수의 목적지 슈트 중에서 목적지 슈트 배정에 따른 동선 효율과, 각각의 목적지 슈트에 따라 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓 중에서 캐리어 포켓 배정에 따른 이송 로봇의 작업 효율 중 적어도 하나를 판단하여 효율이 가장 높은 목적지 슈트 및 캐리어 포켓을 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
4. 제 2 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   적어도 하나의 물품을 적재 중인 다른 이송 로봇이 있다면, 다른 이송 로봇의 작업 효율까지 고려해서 전체 최적의 조합이 되도록 캐리어 포켓 및 목적지 슈트의 위치를 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   동일한 이송 로봇 내 복수의 캐리어 포켓들이 미리 설정된 거리 이내에 있는 목적지 슈트들이나, 이송 로봇의 이동 경로 상에 있는 목적지 슈트들에 물품들을 배출할 수 있도록 캐리어 포켓의 위치 및 목적지 슈트의 위치 중 적어도 하나를 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
6. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   새로 적재되는 물품의 목적지 슈트의 위치를 배정할 때 현재까지 이송 로봇의 다른 적어도 하나의 캐리어 포켓에 적재된 물품 전체에 대한 목적지 슈트까지의 이송 로봇의 이동 동선이 최소가 되도록 현재 배정된 목적지 슈트를 재 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
7. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   현재 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓에 적재된 물품들을 대상으로 각 물품에 배정된 목적지 슈트의 물리적 위치를 재 배정하거나, 각 물품에 배정된 목적지 슈트를 재 배정하거나, 각 물품이 적재되는 캐리어 포켓의 위치를 재 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류방법.
8. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   목적지 슈트가 동일하고 물품들의 크기가 캐리어 포켓의 크기보다 작은 복수의 물품을 대상으로 하나의 캐리어 포켓에 상기 복수의 물품을 적재하도록 이송 로봇 내 캐리어 포켓의 위치를 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 위치를 배정하는 단계는
   물품들의 크기가 캐리어 포켓보다 큰 복수의 물품을 대상으로 복수의 캐리어 포켓에 상기 복수의 물품을 걸쳐 두도록 이송 로봇 내 캐리어 포켓의 위치를 배정하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 반복 수행하는 단계는
    이후 연속으로 공급되는 물품들을 대상으로 이송 로봇의 복수의 캐리어 포켓에 모두 적재 가능할 때까지 또는 더 이상 적재할 물품이 없을 때까지 순차적으로 물품의 식별자 정보 인식, 위치 배정 및 물품 적재를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 물품 분류 방법은
    이송 로봇이 복귀하는 중에 복수의 캐리어 포켓을 준비상태로 전환하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 분류 방법.