KR102643848B1 - 박스형 위치기반 추종 이송로봇 및 위치기반 추종 로봇군 - Google Patents

Abstract

박스형 위치기반 추종 이송로봇은, 구동 휠과 상기 구동 휠을 구동시키는 구동 모터를 포함하는 구동 파트와, 상기 구동 파트에 고정되게 또는 착탈 가능하게 결합되고, 적재물의 이송을 위하여 상기 적재물이 적재되는 적재 박스와, 이동하는 타겟 대상체와의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 상기 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 상기 타겟 대상체의 위치를 알아내고, 상기 타겟 대상체를 추종하도록 상기 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

박스형 위치기반 추종 이송로봇 및 위치기반 추종 로봇군{BOX TYPE POSITION-BASED AUTO TRACKING TRANSFER ROBOT AND GROUP OF POSITION-BASED AUTO TRACKING ROBOTS}

본 발명은 위치기반 추종 이송로봇 및 위치기반 추종 로봇군에 관한 것으로서, 특히 적재물이 적재되는 적재 박스를 구비하는 박스형 위치기반 추종 이송로봇 및 이를 포함하는 위치기반 추종 로봇군에 관한 것이다.

일상 생활에서 물품 운반을 위하여 박스는 빈번하게 사용된다. 예컨대, 사람이 물품을 박스에 담은 뒤 직접 들고 운반하는 것에서 그 예를 찾아볼 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 박스의 이용 방식은 사용자의 인력이 요구된다. 또한, 1회 운반할 수 있는 물품의 부피 또는 무게가 한계가 있을 수 밖에 없어, 운반하여야 하는 물품의 양이 많은 경우 그에 비례하여 사용자가 물품의 운반에 투입해야 하는 시간이 늘어날 수 밖에 없게 된다. 특히, 물품을 한 번에 박스에 담은 뒤 이를 운반하는 경우가 아니라, 예컨대, 물품 진열 작업자의 경우처럼 이동해가면서 박스 내에 물품을 넣고 빼는 작업을 하는 작업자에게는 박스를 들고 내리는 작업은 노동 강도를 더욱 배가시켜 노동 환경의 열악화를 야기하는 요인이 된다. 또한, 물품의 운반 중 작업자가 휴식을 취하며 이동을 하거나 전화 통화 등 간단한 다른 업무를 볼 수 있는 기회가 원천적으로 차단된다.

한국등록특허 제10-2169922호(2020.10.20 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 사용자의 인력 투입 없이 물품 운반을 지원할 수 있는 이송 수단을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 목적은, 1회 운반할 수 있는 물품의 부피 또는 무게의 한계를 제거 내지는 최소화함으로써 물품 운반에 투입되는 시간을 최소화할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 일 목적은, 물품을 운반하는 작업을 수행하면서도 작업자가 휴식을 취하며 이동을 하거나 전화 통화 등 다른 간단한 업무를 볼 수 있는 기회를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1측면에 따르면, 구동 휠과 상기 구동 휠을 구동시키는 구동 모터를 포함하는 구동 파트와, 상기 구동 파트에 고정되게 또는 착탈 가능하게 결합되고, 적재물의 이송을 위하여 상기 적재물이 적재되는 적재 박스와, 이동하는 타겟 대상체와의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 상기 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 상기 타겟 대상체의 위치를 알아내고, 상기 타겟 대상체를 추종하도록 상기 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함하는, 박스형 위치기반 추종 이송로봇을 제공한다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 적재 박스는 다단 적층되는 복수의 박스들을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 구동 파트는 직진 주행 방향인 제1방향과 직교하는 폭 방향인 제2방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 구동 휠들을 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 한 쌍의 구동 휠들이 서로 같거나 다른 속도로 회전되도록 구동을 제어할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 구동 파트는, 상기 한 쌍의 구동 휠들로부터 상기 제1방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 보조 휠들을 더 포함하고, 상기 한 쌍의 보조 휠들은, 상기 제2방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇은 센서 모듈을 더 포함하고, 상기 센서 모듈이 상기 구동 파트의 추종 경로에서 이동 물체를 센싱하면, 상기 제어 모듈은 상기 구동 휠을 정지시킬 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 센서 모듈은 초음파 센서를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇은 촬상 모듈을 더 포함하고, 상기 촬상 모듈이 상기 구동 파트의 추종 경로에서 장애물을 촬상하면, 상기 제어 모듈은, 기 설정된 제1 추종 경로를 보정하여 상기 장애물을 우회하는 새로운 제2 추종 경로를 설정할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 타겟 대상체는, 사람이 소지하여 상기 사람과 함께 이동하고, 상기 측위 모듈과 무선 통신할 수 있는 단말기일 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 단말기는, 상기 측위 모듈과의 무선 통신을 위한 전용 단말기, 스마트폰 및 스마트워치 중 어느 하나일 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇은, 긴급 상황에서 상기 구동 모터를 정지시키기 위한 이머전시 스위치가 구비될 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 측위 모듈은 상기 구동 파트의 적어도 2 개소에 설치되는 적어도 2 개의 측위 노드를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2측면에 따르면, 복수의 로봇들을 포함하는 위치기반 추종 로봇군을 제공하고, 상기 복수의 로봇들은, 상기 타겟 대상체를 전방에 두고 추종하는 적어도 하나의 전방 추종 로봇, 상기 타겟 대상체를 후방에 두고 추종하는 적어도 하나의 후방 추종 로봇, 및 상기 타겟 대상체를 측방에 두고 추종하는 적어도 하나의 측방 추종 로봇 중 적어도 두 종의 로봇들을 포함하고, 상기 복수의 로봇들의 각각은, 구동 휠과 상기 구동 휠을 구동시키는 구동 모터를 포함하는 구동 파트와, 이동하는 타겟 대상체와의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 상기 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 상기 타겟 대상체의 위치를 알아내고, 상기 타겟 대상체를 추종하도록 상기 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 복수의 로봇들 중 적어도 하나는, 상기 박스형 위치기반 추종 이송로봇일 수 있다.

본 발명의 제3측면에 따르면, 이동하는 타겟 대상체를 추종하는 마스터 로봇과, 상기 마스터 로봇의 위치를 기준으로 상기 마스터 로봇과 함께 기설정된 군집 대형을 구성하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇을 포함하는 위치기반 추종 로봇군을 제공하고, 상기 마스터 로봇은, 마스터 로봇 구동 휠과 상기 마스터 로봇 구동 휠을 구동시키는 마스터 로봇 구동 모터를 포함하는 마스터 로봇 구동 파트와, 상기 타겟 대상체와의 거리와 상기 슬레이브 로봇과의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 상기 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 상기 타겟 대상체의 위치와 상기 슬레이브 로봇의 위치를 알아내고, 알아낸 상기 타겟 대상체의 위치에 기반하여 상기 마스터 로봇이 상기 타겟 대상체를 추종하도록 상기 마스터 로봇 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 상기 마스터 로봇 구동 모터의 구동을 제어하는 마스터 로봇 제어 모듈을 포함하고, 상기 슬레이브 로봇은, 슬레이브 로봇 구동 휠과 상기 슬레이브 로봇 구동 휠을 구동시키는 슬레이브 로봇 구동 모터를 포함하는 슬레이브 로봇 구동 파트와, 알아낸 상기 슬레이브 로봇의 위치에 기반하여 상기 슬레이브 로봇이 상기 기설정된 군집 대형을 구성하도록 상기 슬레이브 로봇 구동 모터의 구동을 제어하는 슬레이브 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 상기 마스터 로봇 및 상기 적어도 하나의 슬레이브 로봇 중 적어도 하나는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 박스형 위치기반 추종 이송로봇일 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명은 사용자가 박스를 들고 운반하는 등의 인력의 투입 없이, 이송로봇이 위치를 기반으로 사용자를 자동으로 추종할 수 있어, 사용자의 노동 강도를 감소시킬 수 있다. 또한, 물품 운반을 하는 작업자는 휴식을 취하면서 이동을 하거나 전화 통화 등 다른 간단한 업무를 볼 수 있어 업무 효율을 높일 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 복수의 적재 박스가 다단으로 적층될 수 있도록 구성하고, 이 적재 박스들을 이송로봇이 이송함으로써, 전술한 이점은 더욱 배가될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 1회 운반할 수 있는 물품의 부피 또는 무게가 적재 박스의 수만큼 배가될 수 있어, 이점은 극대화될 수 있다.

또한, 본 발명은 단일 추종 이송로봇에서 더 나아가, 타겟 대상체를 복수의 로봇이 추종할 수 있도록 구성함으로써 전술한 이점을 더욱 극대화할 수 있다. 예컨대, 단일 이송로봇에 더 나아가 복수의 이송로봇이 타겟 대상체를 직간접적으로 추종하도록 구성할 수도 있고, 이송로봇과 함께, 물품의 재고 현황을 기록하는데 사용될 수 있는 개인용 노트북이나 재고 현황 기록 장부 등을 운반하는 로봇이나, 각종 공구 등을 운반하는 로봇 등 또 다른 종류의 로봇이 동시에 작업자를 직접적으로 추종하도록 구성할 수도 있다.

종래의 박스에 자동 추종 주행 기능을 더함으로써, 종래의 박스의 주 사용처라 할 수 있는 가정 또는 사무실용에 더하여, 본 발명의 이송 로봇의 활용처를 백화점이나 마트 등과 같은 물품 판매 시설, 공장, 물류 창고 등과 같은 다양한 영역으로 넓혀, 다양한 비즈니즈 제품군으로 확대될 수 있다.

본 발명을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 이송로봇의 정면도이다.
도 3은 도 1의 이송로봇의 측면도이다.
도 4는 도 1의 이송로봇의 제어 모듈 등을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇군의 배치를 개략적으로 보여주는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇군의 배치를 개략적으로 보여주는 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 이하에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 이송로봇의 정면도이고, 도 3은 도 1의 이송로봇의 측면도이고, 도 4는 도 1의 이송로봇의 제어 모듈 등을 개략적으로 보여주는 도면이다.

이송로봇(20)은 구동 파트(100)와 적재 박스(200)와 측위 모듈(400)과 제어 모듈(900)을 포함할 수 있다.

구동 파트(100)는 구동 휠들(103)과 구동 휠들(103)을 구동시키는 구동 모터(101)를 포함할 수 있다. 여기서 구동 파트(100)는 동력에 의하여 구동되는 휠을 의미하는 것으로, 구동 휠들(103)의 회전에 따라 수동적으로 회전되는 후술하는 보조 휠들(105)과 구별된다. 하나 이상의 실시예들에서, 구동 파트(100)는 제2방향(폭 방향, d2)을 따라 상호 이격 배치되는 한 쌍의 구동 휠들(103)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2방향은 수평면 상에서 제1방향(직진 주행 방향, 길이 방향, d1)과 직교하는 방향이다. 또한, 구동 파트(100)는 몸체부와 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 몸체부는 구동 파트(100)의 기본 몸체를 이루는 구성부로서, 구동 파트(100)의 각 구성부들이 몸체부에 설치될 수 있다. 구동 샤프트는 구동 모터(101)와 구동 휠들(103)을 연결하여 구동 모터(101)의 회전 구동을 구동 휠들(103)에 전달할 수 있다. 구동 샤프트는 제2방향을 따라 연장되게 위치될 수 있다. 또한, 구동 파트(100)는 구동 모터(101)에 파워를 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 유선 충전 및/또는 무선 충전을 지원할 수 있다. 구동 모터(101)로는 소비전력이 작고 회전속도의 미세 조절이 용이한 브러쉬리스 모터(Brushless Direct Current Motor, BLDC 모터)가 사용될 수 있다. 저가 전동기와 감속기를 사용하여 기동력과 저속 주행을 가능하게 할 수 있다. 또한, 구동 파트(100)는 제2방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 보조 휠들(105)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 보조 휠들(105)은 전술한 한 쌍의 구동 휠들(103)로부터 제1방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 보조 휠들(105)은 한 쌍의 구동 휠들(103)로부터 이격되게 후방에 배치될 수 있다. 또한, 구동 파트(100)는 회전 샤프트를 포함할 수 있다. 회전 샤프트는 한 쌍의 보조 휠들(105)을 연결하는 구성부이다. 한 쌍의 회전 샤프트는 제2방향을 따라 연장되게 위치될 수 있다.

적재 박스(200)에는 적재물이 적재될 수 있다. 전형적으로 적재 박스(200)는 도시한 바와 같이 대략적으로 6 면체의 형상을 가지나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 물품을 적재할 수 있는 한 다양한 형상을 가질 수 있다.

측위 모듈(400)은 이동하는 타겟 대상체(10)와의 거리를 측정할 수 있다. 측위 모듈(400)은 구동 파트(100) 또는 적재 박스(200)의 적어도 2 개소에 설치되는 적어도 2 개의 측위 노드를 포함할 수 있다. 측위 모듈(400)은 예컨대, IEEE 802.15.4a UWB 표준 기반 UWB 측위센서를 포함할 수 있다. 저가의 RF 거리센서를 사용하여 이송로봇(20)의 제작 단가를 낮출 수 있다. 타겟 대상체(10)는, 측위 모듈(400)과 무선 통신할 수 있는 단말기일 수 있다. 여기서, 단말기는, 측위 모듈(400)과의 무선 통신을 위한 전용 단말기, 스마트폰 및 스마트워치 중 어느 하나일 수 있다. 단말기는 타겟 노드로서 기능할 수 있다. 측위 모듈(400)은 상기 적어도 2개의 측위 노느와 타겟 노드 사이에 수행되는 무선 통신을 통하여 거리를 측정할 수 있다. 타겟 대상체(10)는 사람이 소지하여 사람과 함께 이동할 수 있다. ID 부여 방식의 태크 사용으로, 측위 모듈(400)은 추종 대상인 타겟 대상체(10)를 놓치지 않고 추종할 수 있다.

제어 모듈(900)은 측위 모듈(400)로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 타겟 대상체(10)의 위치를 알아낼 수 있다. 예컨대, 3 개의 측위 노드와 타겟 노드 사이의 측정된 거리를 이용하여 타겟 대상체(10)의 위치를 알아내는 것은 '특허문헌 1'을 참조할 수 있다. 또한, 제어 모듈(900)은 타겟 대상체(10)를 추종하도록 구동 파트(100)의 추종 경로를 설정하고 구동 모터(101)의 구동을 제어할 수 있다. 따라서, 작업자가 박스를 들고 운반하는 노동력의 투입 없이, 이송로봇(20)이 위치를 기반으로 작업자를 자동으로 추종할 수 있어 작업자의 노동 강도를 감소시킬 수 있다. 또한, 작업자는 휴식을 취하면서 이동을 하거나 전화 통화 등 다른 간단한 업무를 볼 수 있어 업무 효율을 높일 수 있게 된다. 제어 모듈(900)은 한 쌍의 구동 휠들(103)이 서로 같은 속도로 회전되도록 구동을 제어하여 이송로봇(20)이 직진 주행을 하도록 하거나, 한 쌍의 구동 휠들(103)이 서로 다른 속도로 회전되도록 구동을 제어하여 이송로봇(20)이 좌회전 또는 우회전하도록 할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇(20)은 센서 모듈(500)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(500)이 구동 파트(100)의 추종 경로에서 이동 물체를 센싱하면, 센서 모듈(500)은 이를 제어 모듈(900)에 전송하고, 제어 모듈(900)은 구동 휠들(103)을 정지시킬 수 있다. 센서 모듈(500)은 추종 과정에서 갑작스러운 상황의 변화를 인식하여, 이송로봇(20)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 고정된 장애물과는 달리, 이동 물체의 이동은 예측할 수 없으므로, 센서 모듈(500)에서 이동 물체가 센싱되면, 제어 모듈(900)은 구동 휠들(103)을 정지시키고, 이후, 이동 물체가 더 이상 센싱되지 않으면, 제어 모듈(900)은 경로를 재 설정 하여, 이송로봇(20)이 타겟 대상체(10)를 다시 추종하도록 한다. 센서 모듈(500)은 초음파 센서를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇(20)은 촬상 모듈(600)을 포함할 수 있다. 촬상 모듈(600)은 이동 중에 주변 환경을 촬영할 수 있다. 촬상 모듈(600)은 이송 로봇(20)의 일측에 설치되며, 이송로봇(20)의 주변을 촬영하며, 촬영된 영상을 제어 모듈(900)로 제공할 수 있다. 촬상 모듈(600)이 구동 파트(100)의 추종 경로에서 장애물을 촬상하면, 제어 모듈(900)은, 기 설정된 제1 추종 경로를 보정하여 장애물을 우회하는 새로운 제2 추종 경로를 설정할 수 있다. 따라서, 이송로봇(20)은 주변 환경을 반영하여 지속적으로 그리고 능동적으로 타겟 대상체(10)를 추종할 수 있다. 촬상 모듈(600)은 카메라를 포함할 수 있다. 촬상 모듈(600)로 저가의 범용 카메라를 사용하여 이송로봇(20)의 제작 단가를 낮추면서도 장애물 회피를 통한 안전성을 높일 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 이송로봇(20)은 긴급 상황에서 구동 모터(101)를 정지시키기 위한 이머전시 스위치가 구비될 수 있다. 이머전시 스위치는 예컨대, 작업자가 손쉽게 접근이 가능하도록 이송로봇(20)의 전방부에 구비될 수 있다.

단거리는 초음파 센서, 중거리는 카메라 영상 정보를 분석하여 장애물을 인식하고 장애물을 회피 주행할 수 있도록 하여 추종 주행의 안전성을 높일 수 있고, 이에 더해 긴급 상황에 대비한 이머전시 스위치를 두어 3중 안전장치를 구축할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 측위 모듈(400), 센서 모듈(500), 촬상 모듈(600) 및 제어 모듈(900)은 구동 파트(100)에 설치될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 이들 중 하나 이상이 적재 박스(200)에 설치되는 것도 배제하지 않는다.

또한, 일 실시예에서, 이송로봇(20)은 구동 휠들(103)을 잠금하는 잠금장치(107)를 포함할 수 있다. 경사지 등에서 이송로봇(20)의 원하지 않은 이동을 방지하기 위하여 잠금장치(107)을 두어 이송로봇(20)의 이동을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 구동 휠들(103)을 잠금하는 잠금장치(107)와 더불어 또는 이를 대신하여 보조 휠들(105)을 잠금하는 잠금장치가 구비될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 이송로봇은 다단 적층되는 복수의 박스들을 포함할 수 있다. 적층된 상태를 안정적으로 유지시키기 위하여, 하나 이상의 실시예들에서 박스의 하단이 박스의 상단에 고정될 수 있도록 박스의 하단 및 박스의 상단은 암수 맞물림 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들을 가질 수 있다. 예컨대, 단순히 박스의 측벽면에 경사를 주어 박스의 하단이 박스의 상단 내에 일정 깊이만큼 삽입될 수 있도록 한 구조도 가능하다. 복수의 박스를 적층하여 이송함으로써 1회 이송하는 물품의 부피 또는 무게를 증가시켜, 운반에 소요되는 인력 및 시간을 절감하는 본 발명의 이점을 배가할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇군의 배치를 개략적으로 보여주는 개념도이다.

본 발명은 복수의 로봇들을 포함하는 위치기반 추종 로봇군을 제공할 수 있다. 복수의 로봇들 중 적어도 하나는 전술한 박스형 위치기반 추종 이송로봇일 수 있다.

복수의 로봇들의 각각은, 구동 휠과 구동 휠을 구동시키는 구동 모터를 포함하는 구동 파트와, 이동하는 타겟 대상체(10)와의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 타겟 대상체(10)의 위치를 알아내고, 타겟 대상체(10)를 추종하도록 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 구동 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

복수의 로봇들은 적어도 하나의 전방 추종 로봇(21), 적어도 하나의 후방 추종 로봇(23) 및 적어도 하나의 측방 추종 로봇(25) 중 두 종 이상을 포함할 수 있다. 전방 추종 로봇(21)은 전방의 사람을 뒤따르도록 제어될 수 있다. 통상의 물품의 이송의 목적으로는 전방 추종 주행 모드가 적합할 수 있다. 후방 추종 로봇(25)은 사람의 전방에서 사람과 일정한 간격을 유지하면서 주행하도록 제어될 수 있다. 예컨대, 마트와 같은 판매 시설에서 사람은 이송로봇의 후방에서 보행하면서 필요한 제품을 진열대에서 집어들어 적재 박스에 담을 수 있을 것이다. 또한, 귀중품 또는 위험 물건과 같이 사람이 계속 주시하여야 하는 물품 등은 사람의 전방에서 선행하도록 주행시키는 것이 효과적일 수 있을 것이다. 측방 추종 로봇(23)은 이송 로봇이 보행자와 일정한 간격을 유지하면서 항상 측행하도록 구성할 수 있을 것이다. 사람과 근접하여 로봇이 후방 추종 주행을 하는 경우, 보행 경로를 가로막는다는 심리적 답답함을 사람에게 줄 수 있고, 적재물의 적재 높이에 따라 사람의 시야를 방해할 수도 있다. 따라서, 이러한 경우 사람의 심리적 편안함을 위하여, 또는 사람의 시야를 확보하기 위하여 측방 추종 주행이 적합할 수 있다.

본 발명은 이렇듯 상황에 맞게 또는 용도에 맞게 각 로봇의 추종 배치를 다르게 설정하여 사용자 또는 작업자의 편의성을 극대화할 수 있게 된다. 이는 종래의 일반적인 전방 추종 주행을 수행하는 로봇들(또는 전방 추종 주행, 후방 추종 주행 및 측방 추종 주행 중 어느 하나의 추종 주행만을 수행하는 로봇들)을 개시하는 기술서에서, 로봇의 수를 증가시키는 것은 단순히 단일 로봇의 크기를 증가시키는 것과 다르지 않는데 비하여 (예컨대, 적재 무게 5kg의 이송로봇을 5개로 증가시키는 것은, 적재 무게 25 kg의 이송로봇으로 교체하는 것과 다르지 않음), 본 발명의 이러한 기술은 전혀 다른 내용의 편의 기능을 사용자에게 제공함으로써 사용자의 만족도를 높일 수 있게 될 것이다.

예컨대, 쇼핑 센터의 물품 진열 작업자를 위하여, 전술한 이송로봇이 물품을 적재하고 사람을 뒤따라 전방 추종 주행하도록 하고, 물품의 재고 현황을 기록하는데 사용될 수 있는 개인용 노트북이나 재고 현황 기록 장부 등을 운반하는 로봇이 사람보다 앞서서 후방 추종 주행하도록 하고, 진열대 등의 보수를 위한 각종 용품이나 공구 등을 운반하는 로봇이 사람과 나란이 측방 추종 주행하도록 구성함으로써, 사용자 편의성을 극대화시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송로봇군의 배치를 개략적으로 보여주는 개념도이다.

본 발명은 타겟 대상체를 추종하는 단일 추종 이송로봇에서 더 나아가, 타겟 대상체(10)를 추종하는 군집 로봇을 제공할 수 있다. 다만, 추종 방식에 있어 유의할 점이 있다. 본 발명의 일 실시예들에서, 군집 로봇은 마스터 로봇(27)과 슬레이브 로봇(29)으로 구분되고, 마스터 로봇(27)은 타겟 대상체(10)를 추종하도록 제어되지만, 슬레이브 로봇(29)은 직접적으로 타겟 대상체(10)를 추종하도록 제어되는 대신 마스터 로봇(27)을 추종하도록 제어된다. 군집 로봇 모두가 직접 타겟 대상체(10)를 추종하도록 제어되는 경우, 각각의 로봇의 추종 과정에서 로봇 상호 간에 충돌이 발생할 위험성이 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 군집 대형의 기준이 되는 마스터 로봇(27)은 타겟 대상체(10)를 추종하도록 제어되나, 슬레이브 로봇(29)은 마스터 로봇(27)을 기준으로 기설정된 군집 대형을 유지하도록 제어함으로써, 그러한 위험성을 배제할 수 있다. 즉, 슬레이브 로봇(29)은 타겟 대상체(10)를 직접적으로 추종하는 대신, 마스터 로봇(27)을 매개하여 타겟 대상체(10)를 간접적으로 추종한다고 할 수 있다.

군집 로봇은, 이동하는 타겟 대상체(10)를 추종하는 마스터 로봇(27)과, 마스터 로봇(27)의 위치를 기준으로 마스터 로봇(27)과 함께 기설정된 군집 대형을 구성하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇(29)을 포함할 수 있다.

마스터 로봇(27)은, 마스터 로봇 구동 휠과 마스터 로봇 구동 휠을 구동시키는 마스터 로봇 구동 모터를 포함하는 마스터 로봇 구동 파트와, 타겟 대상체(10)와의 거리와 슬레이브 로봇(29)과의 거리를 측정하는 측위 모듈과, 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 타겟 대상체(10)의 위치와 슬레이브 로봇(29)의 위치를 알아내고, 알아낸 타겟 대상체(10)의 위치에 기반하여 마스터 로봇(27)이 타겟 대상체(10)를 추종하도록 마스터 로봇 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 마스터 로봇 구동 모터의 구동을 제어하는 마스터 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 슬레이브 로봇(29)의 위치를 알아내기 위하여, 슬레이드 로봇(29)은 적어도 하나의 노드를 포함할 수 있다. 측위 모듈이 마스터 로봇(27)(의 노드들)과 슬레이브 로봇(29)(의 노드) 사이의 거리를 측정하고, 이를 이용하여 슬레이브 로봇(29)의 위치를 알아내는 것은 측위 모듈(400)이 마스터 로봇(27)(의 노드들)과 타겟 대상체(10)(의 노드) 사이의 거리를 측정하고 이를 이용하여 타겟 대상체(10)의 위치를 알아내는 것과 다르지 않다. 전술한 바와 같이, 예컨대, 3 개의 마스터 로봇(27)의 노드들과 슬레이브 로봇(29)의 노드 사이의 측정된 거리를 이용하여 슬레이브 로봇(29)의 위치를 알아내는 것은 '특허문헌 1'을 참조할 수 있다.

슬레이브 로봇(29)은, 슬레이브 로봇 구동 휠과 슬레이브 로봇 구동 휠을 구동시키는 슬레이브 로봇 구동 모터를 포함하는 슬레이브 로봇 구동 파트와, 알아낸 슬레이브 로봇(29)의 위치에 기반하여 슬레이브 로봇(29)이 기설정된 군집 대형을 구성하도록 슬레이브 로봇(29) 구동 모터의 구동을 제어하는 슬레이브 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있다.

마스터 로봇(27) 및 적어도 하나의 슬레이브 로봇(29) 중 적어도 하나는, 전술한 박스형 위치기반 추종 이송로봇일 수 있다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 타겟 대상체, 20: 이송로봇
21: 전방 추종 로봇, 23: 측방 추종 로봇,
25: 후방 추종 로봇, 27: 마스터 로봇,
29: 슬레이브 로봇,
100: 구동 파트, 101: 구동 모터,
103: 구동 휠 105: 보조 휠,
200, 201~204: 적재 박스 400: 측위 모듈,
500: 센서 모듈, 600: 촬상 모듈,
900: 제어 모듈

Claims (15)

1. 구동 휠과 상기 구동 휠을 구동시키는 구동 모터를 포함하는 구동 파트와,
   상기 구동 파트에 고정되게 또는 착탈 가능하게 결합되고, 적재물의 이송을 위하여 상기 적재물이 적재되는 적재 박스와,
   이동하는 타겟 대상체와의 거리를 측정하는 측위 모듈과,
   상기 측위 모듈로부터 데이터를 전달 받아 이동하는 상기 타겟 대상체의 위치를 알아내고, 상기 타겟 대상체를 추종하도록 상기 구동 파트의 추종 경로를 설정하고 상기 구동 모터의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 박스형 위치기반 추종 이송로봇을 복수개 포함하는 위치기반 추종 로봇군으로서,
   상기 복수개의 이송로봇들은,
   상기 타겟 대상체를 전방에 두고 추종하는 적어도 하나의 전방 추종 로봇,
   상기 타겟 대상체를 후방에 두고 추종하는 적어도 하나의 후방 추종 로봇, 및
   상기 타겟 대상체를 측방에 두고 추종하는 적어도 하나의 측방 추종 로봇을 포함하는,
   위치기반 추종 로봇군.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 구동 파트는 직진 주행 방향인 제1방향과 직교하는 폭 방향인 제2방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 구동 휠들을 포함하고,
   상기 제어 모듈은,
   상기 한 쌍의 구동 휠들이 서로 같은 속도로 회전되도록 구동을 제어함으로써 상기 이송로봇이 직진 주행을 하게 하고,
   상기 한 쌍의 구동 휠들이 서로 다른 속도로 회전되도록 구동을 제어함으로써 상기 이송로봇이 좌회전 또는 우회전 하게 하는,
   위치기반 추종 로봇군.
   
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10. 제1항에 있어서,
    긴급 상황에서 상기 구동 모터를 정지시키기 위한 이머전시 스위치가 구비되는,
    위치기반 추종 로봇군.
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