KR102648850B1 - 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치 및 이를 포함하는 건물 - Google Patents

로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치 및 이를 포함하는 건물 Download PDF

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Abstract

로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치로서, 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부와, 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 해당 패턴을 투사(projection)하는 광원을 포함하는 패턴 조사 장치가 제공된다.

Description

로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치 및 이를 포함하는 건물{PATTERN LIGHTING APPARATUS FOR GENERATING ROBOT-RECOGNIZABLE PATTERN AND BUILDING INCLUDING THE SAME}
아래의 설명은 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치 및 이를 포함하는 건물에 관한 것으로, 육안으로는 인식되지 않고 로봇이 인식 가능한 적외선(Infrared Ray; IR) 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치 및 이를 포함하는 건물에 관한 것이다.
자율 주행 로봇은 스스로 주변을 살피고 장애물을 감지하면서 바퀴나 다리를 이용하여 목적지까지 최적 경로를 찾아가는 로봇으로, 자율 주행 차량이나, 물류, 호텔 서비스, 로봇 청소기 등 다양한 분야를 위해 개발 및 활용되고 있다.
건물 내를 주행하고, 건물 내에서 서비스를 제공하기 위해 사용되는 로봇을 운용함에 있어서, 로봇의 자세와 위치를 정밀하게 측정하고 로봇의 이동을 제어하기 위해, 로봇이 인식 가능한 소정의 코드(또는 태그)가 사용된다. 이러한 코드(또는 태그)은 로봇과 로봇이 주행하는 실내의 여러 영역들에 배치되어, 실내를 주행하는 로봇에 의해 인식된다.
그러나, 코드(또는 태그)는 로봇이 인식 가능한 크기로 비교적 크게 배치되어야 하고, 심미적인 특성을 갖지 않는 바, 공간 효율적이지 않으며 실내 디자인의 미관적인 측면에서도 바람직하지 않다.
한국공개특허 제10-2005-0024840호는 자율이동로봇을 위한 경로계획방법에 관한 기술로, 가정이나 사무실에서 자율적으로 이동하는 이동로봇이 장애물을 회피하면서 목표점까지 안전하고 빠르게 이동할 수 있는 최적경로를 계획하는 방법에 대해 개시하고 있다.
상기에서 설명된 정보는 단지 이해를 돕기 위한 것이며, 종래 기술의 일부를 형성하지 않는 내용을 포함할 수 있으며, 종래 기술이 통상의 기술자에게 제시할 수 있는 것을 포함하지 않을 수 있다.
로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치로서, 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부와, 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 해당 패턴을 투사(projection)하는 광원을 포함하는 패턴 조사 장치를 제공한다.
로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부와 IR 광원을 포함하여 공간 내에 패턴을 투사하는 패턴 조사 장치를 포함하는 건물로서, 공간 내에 조사되는 패턴은 육안으로는 식별되지 않고 로봇에 의해서만 식별 가능하게 되는 건물을 제공한다.
일 측면에 있어서, 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치에 있어서, 상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부 및 상기 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 상기 패턴을 투사(projection)하는 광원을 포함하고, 상기 패턴은 육안으로는 식별되지 않고 상기 로봇에 의해서만 식별 가능하고, 상기 로봇에 의한 상기 패턴의 인식을 통해 상기 로봇이 측위되거나 상기 로봇의 이동이 제어되는, 패턴 조사 장치가 제공된다.
상기 필터부는 IR 패스 필터를 포함하고, 상기 IR 패스 필터에는 상기 패턴이 형성되어, 상기 IR 패스 필터의 상기 패턴이 형성된 부분을 통해서만 IR이 통과하도록 구성되거나, 상기 IR 패스 필터의 상기 패턴이 형성된 부분을 제외한 영역을 통해서만 IR이 통과하도록 구성될 수 있다.
상기 패턴은 에이프릴 태그(AprilTag)를 포함하고, 상기 로봇에 의해 상기 에이프릴 태그가 인식됨에 따라 상기 로봇의 위치 또는 상기 로봇의 자세가 측정될 수 있다.
상기 패턴은 상기 로봇의 특정 위치로의 이동을 지시하기 위한 마커를 포함하고, 상기 로봇에 의해 상기 마커가 인식됨에 따라 상기 로봇은 상기 마커와 연관된 위치로 이동하도록 제어될 수 있다.
상기 마커는 상기 로봇이 이동해야 할 다음의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 마커는 상기 로봇을 무선으로 충전하기 위한 무선 충전부가 마련된 상기 바닥면의 충전 위치를 지시하기 위한 것이고, 상기 광원은 상기 충전 위치 또는 상기 충전 위치에 대응하는 천장면에 상기 마커를 투사하고, 상기 로봇에 의해 상기 마커가 인식됨에 따라 상기 로봇은 상기 충전 위치 상으로 이동하도록 제어될 수 있다.
상기 패턴 조사 장치는 상기 바닥면, 상기 벽면 또는 상기 천장면에 배치된 레일에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 레일을 이동 가능하게 구성되고,
회전 및 틸트(tilt) 가능하도록 구성되는, 패턴 조사 장치.
상기 패턴 조사 장치는, 상기 레일에 마련된 전원 라인과 접속하여 상기 전원 라인으로부터 전원을 공급 받고, 상기 레일에 마련된 통신 라인과 접속하여 상기 로봇 및 상기 패턴 조사 장치를 제어하는 제어 시스템 중 적어도 하나와 통신하도록 구성될 수 있다.
상기 필터부는 상기 로봇이 인식 가능한 다른 패턴을 포함하는 다른 필터로 교체 가능하게 구성될 수 있다.
상기 패턴 조사 장치는 상기 공간을 조명하는 가시광선 광원을 포함하는 조명 장치의 일부로서 구성될 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 로봇이 주행하는 공간을 포함하는 건물에 있어서, 상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치를 포함하고, 상기 패턴 조사 장치는, 상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부 및 상기 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 상기 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 상기 패턴을 투사(projection)하는 광원을 포함하고, 상기 패턴은 육안으로는 식별되지 않고 상기 로봇에 의해서만 식별 가능하고, 상기 로봇에 의한 상기 패턴의 인식을 통해 상기 로봇이 측위되거나 상기 로봇의 이동이 제어되는, 건물이 제공된다.
로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 IR 패턴을 투사함으로써, 로봇에 의해서는 식별되지만 육안으로는 식별되지 않는 패턴을 생성할 수 있다.
로봇의 측위 및 제어를 위해 로봇이 인식하는 패턴을 육안으로는 식별되지 않도록 공간 내에 배치함으로써, 공간 효율을 도모하고, 공간 디자인에 있어서의 미감을 개선시킬 수 있다.
로봇이 인식 가능한 충분히 큰 패턴을 공간 내에 투사하고, 필요에 따라 패턴의 투사가 제어될 수 있는 패턴 조사 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는 로봇이 인식 가능한 패턴이 배치된 건물의 공간을 나타낸다.
도 1b는 일 실시예에 따른, 패턴 조사 장치를 사용하여 공간 내에 로봇이 인식 가능한 패턴을 투사하는 방법을 나타낸다.
도 1c는 일 실시예에 따른, 패턴 조사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 건물 내에서 서비스를 제공하는 로봇을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 서비스를 제공하는 로봇을 제어하는 로봇 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 예에 따른, 패턴 조사 장치의 내부 구조 및 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 방법을 나타낸다.
도 5는 일 예에 따른, 패턴 조사 장치를 사용하여 로봇에 의한 식별을 위한 마커를 투사하는 방법을 나타낸다.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a는 로봇이 인식 가능한 패턴이 배치된 건물의 공간을 나타낸다.
도시된 예시에서처럼, 로봇(100)이 인식 가능한 패턴(20)은 건물(10)의 공간(예컨대, 실내)의 천장에 배치될 수 있다. 패턴(20)은 필요에 따라 로봇(100)의 인식이 용이하도록 공간 내의 다른 위치 - 예컨대, 바닥면, 벽면 또는 천장의 다른 영역 -에 배치될 수 있다. 패턴(20)은 로봇(100)의 자세와 위치를 측정하거나 로봇(100)의 이동을 제어하기 위한 목적으로 로봇(100)이 주행하는 공간 내에 배치되는 소정의 코드 또는 소정의 태그를 포함할 수 있다. 말하자면, 로봇(100)에 의해 패턴(20)이 인식됨에 따라 로봇(100)은 위치 및/또는 자세가 측정될 수 있고, 또는, 특정 위치 및/또는 방향으로의 이동이 가이드될 수 있다.
패턴(20)은 일정 거리 이상 이격되어 있는 로봇(100)으로부터 인식될 수 있도록 충분히 큰 크기를 가질 수 있다.
실시예에서는, 이러한 패턴(20)을 로봇(100)이 인식 가능하도록 표시하되, 육안으로는 식별되지 않도록, 패턴(20)을 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 투사하는 패턴 조사 장치가 제공된다.
아래에서는 먼저, 패턴(20)을 인식하도록 구성되고 건물(10) 내를 주행하는 로봇(100)에 대해 설명한다.
도 1a에서 도시된 로봇(100)은 예컨대, 건물(또는 빌딩)(10)이나, 실내, 또는 기타 개방된 영역과 같은 공간 내에서 서비스를 제공하도록 구성되는 서비스 로봇일 수 있다.
로봇(100)이 주행하는 공간은 로봇(100)이 서비스를 제공하는 장소로서, 예컨대, 건물(10)을 나타낼 수 있다. 이러한 공간은 복수의 인원(이하, 사용자라 함)들이 근무 또는 상주하는 공간으로서, 복수의 구획된 공간들을 포함할 수 있다. 로봇(100)이 주행하는 공간은 건물(10)의 일부(특정 층 또는 해당 층 내의 부분 공간)를 나타낼 수 있다. 서비스 로봇인 로봇(100)은 건물(10)의 적어도 하나의 층에서 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
로봇(100)이 제공하는 서비스는 예컨대, 택배 전달 서비스, 주문에 따른 음료(커피 등) 전달 서비스, 청소 서비스, 및 기타 정보/콘텐츠 제공 서비스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
로봇(100)은 자율 주행을 통해 공간의 소정의 위치에서 또는 소정의 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다.
로봇(100)은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술될 로봇 제어 시스템(120)에 의한 제어에 따라, 특정 기능을 수행하거나, 서비스의 제공과 관련된 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)에 의한 제어에 따라 특정한 위치로 이동하거나, 서비스의 제공을 위해 요구되는 기타 작업 또는 기능을 실행할 수 있다. 로봇 제어 시스템(120)은 복수의 로봇들의 각각을 제어하도록 구성될 수도 있다. 이 때, 공간 내에서는 로봇들의 각각이 이동하여 공간 내의 적절한 위치 또는 적절한 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다.
로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 저수준 제어 명령을 실행하여 구동되는 브레인리스(brainless) 로봇일 수 있다. 이 때, 로봇 제어 시스템(120)은 이러한 브레인리스 로봇을 제어하는 로봇 브레인(브레인 시스템)으로 구현될 수 있다. 따라서, 로봇(100)은 수집한 센싱 데이터(로우(raw) 센싱 데이터)를 로봇 제어 시스템(120)으로 송신하고, 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 저수준 제어 명령을 수신하여 구동부를 동작시키기 위한 구성만을 포함하게 될 수 있는 바, 복잡한 온보드 컴퓨터 시스템과 같은 구성을 포함하지 않을 수 있다.
로봇(100) 및 로봇 제어 시스템(120)의 구조와 그 구체적인 동작에 대해서는 후술될 도 2 및 도 3을 참조하여 더 자세하게 설명된다.
로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)에 의해 제어되되, 공간 내를 주행하면서, 공간 내에 배치된 패턴(20)을 인식할 수 있고, 이에 따라, 로봇(100)의 위치 및/또는 자세가 측정될 수 있다. 측정된 로봇(100)의 위치 및/또는 자세에 대한 정보는 로봇 제어 시스템(120)으로 전달될 수 있고, 로봇 제어 시스템(120)은 전달된 정보에 기반하여 로봇(100)의 자세를 조정하거나 이동에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 패턴(20)은 로봇(100)이 이동해야 할 위치(목적지)와 관련하여 로봇(100)이 다음으로 이동해야 할 위치 및/또는 방향을 가이드하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 도시된 것처럼, 로봇(100)은 패턴(20)을 인식하여 패턴(20)과 연관된 위치로 이동하도록 제어될 수 있다. 패턴(20)과 연관된 위치는 천장에 배치된 패턴(20)에 대응하는 바닥면의 위치일 수 있다. 또는, 패턴(20)과 연관된 위치는 패턴(20)에 포함된 정보가 지시하는 위치일 수도 있다.
설명한 것처럼, 패턴(20)은 로봇(100)의 보다 정밀한 (자세 및/또는 위치에 대한) 측위와 이동 제어(즉, 목적지 혹은 특정 위치로의 가이드)를 위해 건물(10) 내의 공간에 배치되는 것일 수 있고, 로봇 제어 시스템(120)에 의한 제어에 더하여 보조적으로 활용되는 것일 수 있다.
실시예에서는, 이러한 패턴(20)은 육안으로는 식별되지 않고 로봇(100)에 의해서만 인식 가능하도록, 적외선(IR) 패턴으로 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 투사될 수 있다.
패턴(20)이 육안으로는 식별되지 않음으로써, 건물(10) 내의 공간 설계에 있어서 공간 효율을 달성할 수 있고, 공간의 미감을 개선할 수 있다.
로봇(100)에 의해 인식 가능한 IR 패턴은 후술될 패턴 조사 장치(50)에 의해 생성될 수 있다. 예컨대, 패턴 조사 장치(50)는 천장에 설치되는 적어도 하나의 레일(60)에 장착되어, IR 패턴을 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 투사할 수 있다.
IR 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치(50)에 대해서는, 후술될 도 1b, 도 1c, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 더 자세하게 설명된다.
후술될 상세한 설명에서, "패턴"은 "IR 패턴"을 지칭하는 용어로 사용될 수 있다.
도 1b는 일 실시예에 따른, 패턴 조사 장치를 사용하여 공간 내에 로봇이 인식 가능한 패턴을 투사하는 방법을 나타낸다.
도 1c는 일 실시예에 따른, 패턴 조사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 한편, 도 4는 일 예에 따른, 패턴 조사 장치의 내부 구조 및 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 방법을 나타낸다.
도 1b에서 도시된 예시에서는, 로봇(100)에 의해 인식 가능한 패턴(20)을 생성하는 패턴 조사 장치(50)가 (예컨대, 천장에 설치된) 레일(60)에 장착되어, 패턴(20)을 바닥면으로 투사하는 경우가 도시되었다.
도 1b, 도 1c와 도 4를 참조하여, 패턴(20)을 생성하는 패턴 조사 장치(50)에 대해 더 자세하게 설명한다.
패턴 조사 장치(50)는 로봇(100)이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부(54)와, 필터부(54)를 통해 적외선(IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 패턴(20)을 투사(projection)하는 광원(52)을 포함할 수 있다. 광원(52)은 적어도 하나의 IR LED를 포함할 수 있다.
이러한 적외선으로 투사된 패턴(20)은, 육안으로는 식별되지 않고 로봇(100)에 의해서만 식별 가능하게 될 수 있다. 로봇(100)에 의해 패턴(20)이 인식됨에 따라 로봇(100)은 측위되거나, 그 이동이 제어될 수 있다. 예컨대, 패턴(20)을 인식함에 따라 로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)에 의해 위치가 측정되거나, 자세가 측정될 수 있다. 이러한 위치의 측정이나 자세의 측정은 로봇(100)에 배치되어 있는 패턴과 상기 인식된 패턴(20) 간의 비교에 기반하여 이루어질 수 있다. 또는/추가적으로, 패턴(20)을 인식함에 따라 로봇(100)은 특정 위치 및/또는 방향으로의 이동이 지시될 수 있다.
아래에서는 도 4를 참조하여, 패턴 조사 장치(50)에 의해 공간 내에 패턴(20)이 투사되는 방법에 대해 더 자세하게 설명한다.
패턴 조사 장치(50)는 적어도 하나의 증폭 렌즈(집광 렌즈)(58)를 더 포함할 수 있다. 증폭 렌즈(58)는 광원(52)으로부터 조사된 적외선인 광을 집광시키기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 증폭 렌즈(58)에 의해 증폭(집광)된 렌즈는 필터부(54)로 조사될 수 있다. 필터부(54)를 통과한 적외선에 의해 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면에 패턴(20)이 투사될 수 있다.
필터부(54)는 도시된 것처럼 로봇(100)이 인식 가능한 패턴(즉, 코드 또는 태그)가 포함되어 있을 수 있다. 예컨대, 필터부(54)의 전측 또는 후측에 패턴(즉, 코드 또는 태그)이 각인된 레이어 또는 렌즈가 포함되거나, 필터부(54) 자체에 패턴(즉, 코드 또는 태그)이 형성(예컨대, 각인)되어 있을 수 있다.
필터부(54)는 IR 파장의 광만을 통과시키는 IR 패스 필터를 포함할 수 있다. IR 패스 필터에는 로봇(100)이 인식 가능한 패턴이 형성되어 있을 수 있다. 필터부(54)는 IR 패스 필터의 로봇(100)이 인식 가능한 패턴이 형성된 부분을 통해서만 IR이 통과하도록 구성될 수 있다. 즉, 필터부(54)는 패턴이 형성된 영역만 IR이 통과하는 IR 패스 필터를 포함할 수 있다. 또는, 이와는 달리, 필터부(54)는 패턴이 형성된 영역 이외의 영역만 IR이 통과하는 IR 패스 필터를 포함할 수도 있다. 말하자면, 필터부(54)는 IR 패스 필터의 로봇(100)이 인식 가능한 패턴이 형성된 부분을 제외한 영역을 통해서만 IR이 통과하도록 구성될 수 있다. IR 패스 필터의 전면 또는 패턴 조사 장치의 외부로 노출되는 렌즈에는 무반사 필름이 부착될 수 있다. 따라서, 자연광이나 인위적인 조명 수단 등에 의한 외부광에 의해 IR 패스 필터의 표면에 발생하는 반사가 최소화될 수 있다.
IR 패스 필터는 예컨대, 아크릴 계열의 소재를 사용하여 제조될 수 있다. IR 패스 필터에는 레이저 컷팅기 등에 의해 로봇(100)이 인식 가능한 패턴이 각인될 수 있다. 패턴 조사 장치(50) 내부의 렌즈 구성에 따라, IR 패스 필터에는 로봇(100)이 인식 가능한 패턴이 반전되어 형성될 수도 있다.
필터부(54)가 포함하는 패턴으로서, 공간 내에 투사되는 패턴(20)은 에이프릴 태그(AprilTag)를 포함할 수 있다. 로봇(100)에 의해 이러한 패턴(20)의 에이프릴 태그가 인식됨에 따라 로봇(100)의 위치 또는 로봇(100)의 자세가 측정될 수 있다. 에이프릴 태그는 로봇(100)의 이동 및 제어에 필요한 가이드로서 사용되며, 로봇(100)의 위치, 자세 및 방향이나, 로봇(100)이 파지 또는 적재한 물체의 위치, 자세 및 방향을 특정하기 위해 사용될 수 있다.
한편, 필터부(54)는 로봇(100)이 인식 가능한 다른 패턴을 포함하는 다른 필터로 교체 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 필터부(54)는 기 장착된 IR 패스 필터를 다른 패턴을 포함하는 IR 패스 필터로 교체 가능하게 구성될 수 있다. 이러한 필터의 교체는 수동으로 이루어질 수 있다. 또는, 필터부(54)는 복수의 패턴들을 포함하는 IR 패스 필터들을 포함할 수 있고, 제어 시스템(80)으로부터의 제어에 따라, 패턴(20) 조사를 위한 필터가 필요(제어 신호)에 따라 자동으로 교체되도록 구성될 수도 있다.
아래에서는 도 1b를 참조하여, 패턴 조사 장치(50)가 공간 내에서 설치되어 동작하는 방법에 대해 더 자세하게 설명한다.
패턴 조사 장치(50)는 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면에 배치된 레일(60)에 탈착 가능하게 장착되고, 레일(60)을 이동 가능하게 구성될 수 있다. 레일(60)은 공간 내에서 조명 장치를 비롯한 기타 설비를 장착하기 위해 마련된 것으로서, 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면에 적어도 하나가 마련될 수 있다.
레일(60)은 도시되지 않은 전원 라인 및 통신 라인과 접속될 수 있다. 전원 라인은 건물(10) 내의 각종 설비들의 구동을 위한 전력을 제공하기 위한 배선일 수 있다. 일례로, 전원 라인은 220V의 전원선일 수 있다. 통신 라인은 건물(10) 내의 각종 설비들 간의 또는 외부 설비(또는 장치)와의 통신을 제공하기 위한 배선일 수 있다. 일례로, 통신 라인은 네트워크 케이블(예컨대, UDP 케이블)일 수 있다. 따라서, 레일(60)은 레일(60)에 장착된 조명 장치나 기타 설비 또는 패턴 조사 장치(50)에 대해 전원을 공급할 수 있고, 통신 기능을 또한 제공하도록 구성될 수 있다. 한편, 도시된 것과는 달리, 패턴 조사 장치(50)는 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면에 레일(60)을 통하지 않고 직접 설치될 수도 있다. 이 때, 패턴 조사 장치(50)는 고정적으로 설치될 수 있고 전원 라인 및 통신 라인과 접속되도록 설치될 수 있다.
패턴 조사 장치(50)가 레일(60)에 장착된 경우에 있어서, 패턴 조사 장치(50)는 레일(60)에 마련된 전원 라인과 접속하여 전원 라인으로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 또한, 패턴 조사 장치(50)는 레일(60)에 마련된 통신 라인과 접속하여 로봇(100) 및 광원(52)(즉, 패턴 조사 장치(50))를 제어하는 제어 시스템(80) 중 적어도 하나와 통신하도록 구성될 수 있다.
패턴 조사 장치(50)는 레일(60)을 이동(즉, 레일(60)을 따라서 이동)하도록 구성될 수 있을 뿐만아니라, 회전 및 틸트(tilt)가 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도시된 것처럼, 패턴 조사 장치(50)는 투사되는 패턴(20)의 위치를 변경하기 위해 회전하거나 틸트될 수 있다. 패턴 조사 장치(50)의 회전 및 틸트는 수동으로 이루어질 수 있다. 또는, 패턴 조사 장치(50)는 회전 및 틸트를 위한 구동부를 포함할 수 있고, 제어 시스템(80)으로부터의 제어 신호에 의해 자동으로 회전 및 틸트되도록 구성될 수도 있다.
레일(60)을 따르는 이동과 회전 및 틸트 기능을 통해, 패턴 조사 장치(50)는 공간 내에서 요구되는 위치에 패턴(20)을 투사할 수 있다.
아래에서는, 패턴 조사 장치(50)의 통신을 위한 통신부(56)에 대해 더 자세하게 설명한다. 패턴 조사 장치(50)는 로봇(100)이 로봇(100) 및 제어 시스템(80) 중 적어도 하나와 통신하기 위한 통신부(56)를 더 포함할 수 있다. 통신부(56)는 전술한 통신 라인과 접속되어 통신 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 통신부(56)는 통신 라인과의 접속을 위한 커넥터를 포함할 수 있고, 이러한 커넥터는 통신 라인의 대응하는 커넥터와 접속될 수 있다.
통신 라인에의 접속에 따라, 통신부(52)는 제어 시스템(80) 및/또는 로봇(100)과 통신할 수 있다. 예컨대, 패턴 조사 장치(50)는 제어 시스템(80)으로부터 수신되는 제어 신호에 따라 회전되거나, 틸트되거나, 레일(60)을 이동하거나, 필터부(54)에 포함된 필터가 교체되도록 조작될 수 있다. 또한, 패턴 조사 장치(50)는 제어 시스템(80)으로부터 수신되는 제어 신호에 따라 광원의 세기가 조절되거나, 광원(52)의 온/오프가 제어될 수 있다.
제어 시스템(80)은 적어도 하나의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있고, 로봇(100)이 주행하는 공간(즉, 건물(10)) 내 또는 공간(즉, 건물(10)) 외부에 위치하는 적어도 하나의 서버(또는, 클라우드 서버)로 구현될 수 있다. 이러한 제어 시스템(80)은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술될 로봇 제어 시스템(120)의 일부로 구성될 수 있고, 또는, 로봇 제어 시스템(120)과는 별개의 컴퓨팅 장치로 구성될 수도 있다.
예컨대, 제어 시스템(80)은 로봇(100)이 패턴 조사 장치(50)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 경우에만 광원(52)을 온 시키도록 패턴 조사 장치(50)를 제어할 수 있다. 따라서, 패턴 조사 장치(50)의 사용에 있어서 전력 사용의 효율이 달성될 수 있다.
또는, 패턴 조사 장치(50)는 로봇(100)과의 통신이 가능한 때, 혹은 로봇(100)과의 통신에 따라 로봇(100)이 소정의 거리 내에 접근한 경우에만 광원(52)을 온 시키도록 제어될 수도 있다.
통신부(52)는 패턴 조사 장치(50)가 로봇(100) 또는 제어 시스템(80)과 통신하기 위한 구성으로서, 예컨대, 안테나, 데이터 버스, 네트워크 인터페이스 카드, 네트워크 인터페이스 칩 및 네트워킹 인터페이스 포트 등과 같은 하드웨어 모듈 또는 네트워크 디바이스 드라이버(driver) 또는 네트워킹 프로그램과 같은 소프트웨어 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 패턴 조사 장치(50)는 건물(10) 내의 공간을 조명하는 가시광선 광원을 포함하는 조명 장치의 일부로서 구성될 수 있다. 말하자면, 패턴 조사 장치(50)는 일반 조명 장치에 부착되거나 그 일부로서 구성될 수 있다.
이 때, 패턴 조사 장치(50)의 필터부(54)가 포함하는 필터는 가시광선 파장의 광을 투과하도록 구성되어, 조명 장치의 기능을 방해하지 않도록 구현될 수 있다. 패턴 조사 장치(50)가 포함하는 (IR) 광원(52)과 조명 장치의 가시광선 광원은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 건물(10) 내에 배치되는 스위치에 의해 조명 장치의 가시광선 광원의 온/오프가 제어될 수 있으나, 광원(52)은 제어 시스템(80)으로부터의 제어 신호를 통해서만 제어되도록 구성될 수 있다.
패턴(20)이 포함하는 정보에 대한 보다 상세한 내용과, 로봇(100)에 의한 패턴(20) 인식의 동작에 대해서는 후술될 도 2 내지 도 5를 참조하여 더 자세하게 설명된다.
이상 도 1a를 참조하여 전술된 기술적 특징에 대한 설명은, 도 1b, 도 1c 및 도 4에 대해서도 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 2 는 일 실시예에 따른, 로봇을 나타내는 블록도이다.
전술한 것처럼, 로봇(100)은 공간 내에서 서비스를 제공하기 위해 사용되는 서비스 로봇일 수 있다. 로봇(100)은 자율 주행을 통해 공간의 소정의 위치에서 또는 소정의 사용자에게 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
로봇(100)은 물리적인 장치일 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제어부(104), 구동부(108), 센서부(106) 및 통신부(102)를 포함할 수 있다.
제어부(104)는 로봇(100)에 내장된 물리적인 프로세서 또는 온보드 컴퓨터 시스템일 수 있다. 제어부(104)는 브레인리스 로봇으로서 구현되는 로봇(100)이 로봇 제어 시스템(120)과 통신하여, 로봇 제어 시스템(120)에 대해 데이터를 송신하고, 로봇 제어 시스템(120)으로부터 수신한 명령을 처리(예컨대, 구동부(108) 및/또는 센서부(106)로 전달)하기 위해 필요한 구성만을 포함할 수 있다.
예컨대, 제어부(104)는 센서부(106)를 통해 수집된 로우(raw) 센싱 데이터를 로봇 제어 시스템(120)으로 송신하고, 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 저수준 제어 명령을 수신하여 구동부(108)를 동작시키기 위한 구성만을 포함할 수 있다. 말하자면, 제어부(104)는 센싱 데이터 및 제어 명령을 해석 및 처리하기 위한 복잡한 구성(예컨대, GPU 등)을 포함하지 않을 수 있다.
제어부(104)는 센서부(106)를 위한 센서 드라이버와, 구동부(108)를 위한 구동부 드라이버를 포함할 수 있다.
통신부(102)는 로봇(100)이 다른 장치(로봇 제어 시스템(120) 등)와 통신하기 위한 구성일 수 있다. 말하자면, 통신부(102)는 로봇 제어 시스템(120)과 같은 다른 장치에 대해 데이터 및/또는 정보를 전송/수신하는, 로봇(100)의 안테나, 데이터 버스, 네트워크 인터페이스 카드, 네트워크 인터페이스 칩 및 네트워킹 인터페이스 포트 등과 같은 하드웨어 모듈 또는 네트워크 디바이스 드라이버(driver) 또는 네트워킹 프로그램과 같은 소프트웨어 모듈일 수 있다.
일례로, 통신부(102)는 로봇 제어 시스템(120)과 통신하기 위한 무선 통신부로서, 로봇 제어 시스템(120)으로 (로우) 센싱 데이터를 포함하는 미가공 데이터를 송신하고, 로봇 제어 시스템(120)으로부터 구동부(108)를 위한 제어 명령을 수신할 수 있다.
센서부(106)는 로봇(100)의 자율 주행 및 서비스 제공에 있어서 요구되는 데이터를 수집하기 위한 구성일 수 있다. 센서부(106)는 고가의 센싱 장비를 포함하지 않을 수 있고, 단지 저가형 초음파 센서 및/또는 저가형 카메라 등과 같은 센서를 포함할 수 있다.
센서부(106)는 전방 및/또는 후방의 다른 로봇, 사람, 장애물 등과 같은 오브젝트를 식별하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 센서부(106)의 카메라를 통해 다른 로봇, 사람 및 기타 지물들이 식별될 수 있다. 또는, 센서부(106)는 적외선 센서(또는 적외선 카메라)를 포함할 수 있다. 센서부(106)는 카메라 외에 주변의 사용자나, 다른 로봇 또는 지물을 인식/식별하기 위한 센서를 더 포함할 수도 있다. 또한, 센서부(106)는 주변에 존재하는 오브젝트(들)와의 거리를 식별하기 위한 적어도 하나의 거리 센서를 포함할 수 있다. 기타, 센서부는 오도미터(odometer) 등을 비롯하여 로봇(100)의 상태를 파악하고 환경을 인식하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 로봇(100)은 센서부(106)를 사용하여 전술한 패턴(20)을 인식할 수 있다. 예컨대, 로봇(100)은 적외선 센서(또는 적외선 카메라)를 사용하여 IR 패턴인 패턴(20)을 인식할 수 있다.
센서부(106)의 센서들로부터의 (로우) 센싱 데이터는 통신부(102)를 통해 로봇 제어 시스템(120)으로 전송될 수 있다. 예컨대, 센싱 데이터는 제어부(104)의 센서 드라이버(또는 센서 허브)를 경유하여 통신부(102)를 통해 로봇 제어 시스템(120)으로 전송될 수 있다.
구동부(108)는 로봇(100)의 이동을 제어하며 이동을 가능하게 하는 구성으로서 이를 수행하기 위한 장비(하드웨어)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(108)는 로봇(100)이 요청된 서비스와 관련된 작업을 수행하기 위해 필요한 기능을 수행하기 위한 장비(하드웨어)를 포함할 수 있다.
예컨대, 구동부(108)는 로봇(100)의 이동을 위한 바퀴, 캐터필러 바퀴, 다리 등을 작동시키기 위한 적어도 하나의 모터 및/또는 적어도 하나의 액추에이터를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(108)는 로봇(100)이 제공하는 서비스와 관련된 장비를 포함할 수 있다. 예컨대, 음식물/택배물 전달 서비스를 수행하기 위해 로봇(100)의 구동부(108)는 음식물/택배물을 적재하기 위한 구성이나 음식물/택배물을 사용자에게 전달하기 위한 구성(일례로, 로봇 암(arm))을 포함할 수 있다. 또한, 로봇(100)은 정보/콘텐츠의 제공을 위한 스피커 및/또는 디스플레이 등을 더 포함할 수도 있다.
구동부(108)는 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 제어 명령에 따라 제어될 수 있다. 구동부(108)는 로봇 제어 시스템(120)으로부터 수신된 저수준 제어 명령을 실행하여, 해당 제어 명령에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 구동부(108)에 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 저수준 제어 명령이 입력되면 구동부(108)는 해당 제어 명령이 나타내는 동작을 수행할 수 있다.
로봇 제어 시스템(120)으로부터의 제어 명령은 통신부(102)를 통해 구동부(108)로 전달될 수 있다. 예컨대, 로봇 제어 시스템(120)으로부터의 제어 명령은 통신부(102)를 통해 수신되어 제어부(104)의 구동부 드라이버에 의해 구동부(108)의 각 구성(예컨대, 각각의 모터 및/또는 액추에이터)으로 전달될 수 있다.
로봇(100)은 센서부(106)에 의해 패턴(20)을 인식하여, 인식의 결과를 로봇 제어 시스템(120)으로 전달할 수 있고, 로봇 제어 시스템(120)은 인식의 결과에 따라 로봇(100)의 자세 및/또는 위치를 측정할 수 있다. 로봇 제어 시스템(120)은 인식의 결과에 따라 로봇(100)의 자세 및/또는 위치를 제어하기 위한 명령이나, 특정 위치로의 이동시키기 위한 명령을 로봇(100)으로 송신할 수 있고, 로봇(100)은 수신된 명령에 기반하여 제어될 수 있다.
설명한 것처럼, 로봇(100)은 센서부(106)로부터의 센싱 데이터를 로봇 제어 시스템(120)으로 송신하고, 로봇 제어 시스템(120)으로부터 제어 명령을 수신하여 제어되는 것일 뿐인 바, (브레인에 해당하는 로봇 제어 시스템(120)에 의해 제어되는) 브레인리스 로봇이 될 수 있다.
한편, 로봇(100)의 각각은 기종이나 제공하는 서비스 등에 따라, 상이한 크기 및 형태(즉, 상이한 종류의 센서부(106) 및/또는 구동부(108)를 가질 수 있다.
로봇(100)을 제어하는 로봇 제어 시스템(120)의 구성 및 동작에 대해서는 후술될 도 3을 참조하여 더 자세하게 설명된다.
이상 도 1 및 도 4를 참조하여 전술된 기술적 특징에 대한 설명은, 도 2에 대해서도 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 3은 일 실시예에 따른, 서비스를 제공하는 로봇을 제어하는 로봇 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
로봇 제어 시스템(120)은 전술된 로봇(100)의 공간 내에서의 이동(즉, 주행) 및 로봇(100)에 의한 공간 내에서의 서비스의 제공을 제어하는 장치일 수 있다. 로봇 제어 시스템(120)은 로봇(100)이 복수인 경우 복수의 로봇들 각각의 이동 및 로봇(100) 각각의 서비스의 제공을 제어할 수 있다.
로봇 제어 시스템(120)은 로봇(100)과의 통신을 통해, 로봇(100)이 서비스를 제공하기 위해 이동해야 할 경로를 계획 및 설정할 수 있고, 이러한 경로에 따른 이동을 위한 제어 명령을 로봇(100)에게 전달할 수 있다. 로봇(100)은 수신된 제어 명령에 따라 소정의 위치 또는 소정의 사용자에게 이동할 수 있다. 또한, 로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)의 제어에 따라 소정의 위치에서 또는 소정의 사용자에게 서비스를 제공(서비스와 관련된 작업을 수행)할 수 있다.
로봇 제어 시스템(120)은 적어도 하나의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
로봇 제어 시스템(120)은 전술한 것처럼 로봇(100)의 주행을 위한 경로를 계획 및 설정하고 로봇(100)의 이동을 제어하는 장치일 수 있다. 로봇 제어 시스템(120)은 적어도 하나의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있고, 로봇(100)이 주행하는 공간(즉, 건물(10)) 내 또는 공간(즉, 건물(10)) 외부에 위치하는 적어도 하나의 서버(또는, 클라우드 서버)로 구현될 수 있다.
로봇 제어 시스템(120)은 도시된 것처럼, 메모리(330), 프로세서(320), 통신부(310) 및 입출력 인터페이스(340)를 포함할 수 있다.
메모리(330)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(330)와 분리되어 별도의 영구 저장 장치로서 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(330)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(330)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신부(310)를 통해 메모리(330)에 로딩될 수도 있다.
프로세서(320)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(330) 또는 통신부(310)에 의해 프로세서(320)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 메모리(330)에 로딩된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신부(310)는 로봇 제어 시스템(120)이 다른 장치(로봇(100) 또는 다른 서버 등)와 통신하기 위한 구성일 수 있다. 말하자면, 통신부(310)는 다른 장치에 대해 데이터 및/또는 정보를 전송/수신하는, 로봇 제어 시스템(120)의 안테나, 데이터 버스, 네트워크 인터페이스 카드, 네트워크 인터페이스 칩 및 네트워킹 인터페이스 포트 등과 같은 하드웨어 모듈 또는 네트워크 디바이스 드라이버(driver) 또는 네트워킹 프로그램과 같은 소프트웨어 모듈일 수 있다.
일례로, 통신부(310)는 로봇(100)과 통신하기 위한 무선 통신부로서, 로봇(100)으로부터 (로우) 센싱 데이터를 포함하는 미가공 데이터를 수신하고, 로봇(100)으로 구동부(108)를 위한 제어 명령을 송신할 수 있다. 말하자면, 로봇(100)과 로봇 제어 시스템(120)은 각자의 무선 통신부들(102, 310)을 통해 통신함으로써, 데이터 및 명령을 송수신할 수 있다.
입출력 인터페이스(340)는 키보드 또는 마우스 등과 같은 입력 장치 및 디스플레이나 스피커와 같은 출력 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다.
또한, 다른 실시예들에서 로봇 제어 시스템(120) 및 프로세서(320)는 도시된 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다.
실시예에서는, 통신부(310)를 통해 로봇(100)으로부터 로봇(100)의 센서부(106)에 의해 수집된 로우 센싱 데이터를 포함하는 미가공 데이터가 프로세서(320)로 수신될 수 있고, 프로세서(320)는 로봇(100)으로부터 수신된 센싱 데이터게 기반하여 로봇(100)의 구동부(108)를 위한 제어 명령(예컨대, 저수준 제어 명령)을 생성할 수 있다. 프로세서(320)는 통신부(310)를 통해 제어 명령을 로봇(100)에 송신할 수 있고, 따라서, 송신된 제어 명령에 따라 구동부(108)가 제어되도록 할 수 있다. 통신부(310)는 로봇(100)과의 통신을 위해 소켓 통신, 스트림, 메세지 큐 등을 활용할 수 있다.
한편, 전술한 것처럼, 로봇 제어 시스템(120)은 패턴 조사 장치(50)를 제어하기 위한 제어 시스템(80)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이 때, 제어 시스템(80)은 패턴 조사 장치(50)와 로봇(100)을 모니터링하여 패턴 조사 장치(50)를 제어하기 위한 제어 신호를 패턴 조사 장치(50)로 송신하여 패턴 조사 장치(50)를 제어할 수 있다. 예컨대, 패턴 조사 장치(50)는 로봇 제어 시스템(120)으로부터 수신되는 제어 신호에 따라 회전되거나, 틸트되거나, 레일(60)을 이동하거나, 필터부(54)에 포함된 필터가 교체되도록 조작될 수 있다. 또한, 패턴 조사 장치(50)는 로봇 제어 시스템(120)으로부터 수신되는 제어 신호에 따라 광원의 세기가 조절되거나, 광원(52)의 온/오프가 제어될 수 있다.
이상 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여 전술된 기술적 특징에 대한 설명은, 도 3에 대해서도 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 5는 일 예에 따른, 패턴 조사 장치를 사용하여 로봇에 의한 식별을 위한 마커를 투사하는 방법을 나타낸다.
실시예의 투사된 패턴(20)은 로봇(100)의 특정 위치로의 이동을 지시하기 위한 마커(510 또는 520)를 포함할 수 있다. 로봇(100)에 의해 마커(510 또는 520)가 인식됨에 따라 로봇(100)은 마커(510 또는 520)와 연관된 위치로 이동하도록 제어될 수 있다. 이러한 마커(510 또는 520)는 로봇(100)이 이동해야 할 다음의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 로봇(100)은 마커(510 또는 520)의 인식 결과를 로봇 제어 시스템(120)으로 전달할 수 있고, 로봇 제어 시스템(120)은 인식 결과에 기반하여 로봇(100)을 위한 제어 명령을 생성하여 로봇(100)에 대해 다음의 위치로의 이동 또는 특정 방향으로의 이동을 지시할 수 있다.
일례로, 마커(510 또는 520)는 로봇(100)을 무선으로 충전하기 위한 무선 충전부가 마련된 공간 내의 바닥면의 충전 위치를 지시하기 위한 것일 수 있다. 충전 위치는 예컨대, 바닥재 아래에 무선 충전부가 마련되어 있는 것으로서, 건물(10)의 바닥면에 설치된 무선 충전 기능을 제공하는 액세스 플로어의 위치에 해당할 수 있다.
패턴 투사 장치(50)의 광원(52)은 이러한 충전 위치 또는 충전 위치에 대응하는 천장면에 마커(510 또는 520)를 투사할 수 있다. 참고로, 도시된 예시에서는 충전 위치에 마커(510 또는 520)가 투사되었다.
로봇(100)에 의해 마커(510 또는 520)가 인식됨에 따라 로봇(100)은 충전 위치(100) 상으로 이동하도록 제어될 수 있다.
예컨대, 충전이 필요한 것으로 판단되어, 충전 위치로 이동이 요청된 로봇(100)은 마커(510) 내의 위치로 이동하도록 제어될 수 있고, 또는, 마커(520) 상의 위치(즉, 마커를 가리는 위치)로 이동하도록 제어될 수 있다. 혹은, 마커(510 또는 520)가 천장에 투사된 경우에는 마커(510 또는 520)에 대응하는 바닥면의 위치로 이동하도록 제어될 수 있다.
마커(510 또는 520)는 로봇(100)이 인식 가능하도록 충분한 크기를 가질 수 있으나, IR 패턴에 해당하는 것인 바 육안으로는 식별되지 않을 수 있다. 로봇(100)의 센서부(106)는 이러한 마커(510 또는 520)를 인식하기 위한 센서 또는 카메라(예컨대, 적외선 센서 또는 적외선 카메라)를 포함할 수 있다.
일례로, 로봇 제어 시스템(120)은 로봇(100)의 배터리 상태를 모니터링하여, 충전이 필요한 것으로 판정된 로봇(100)을 가장 가까운 충전 장소(예컨대, 가장 가까이에 있는 충전 위치)로 이동하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)으로부터 지시되는 충전 위치와 연관된 마커(510 또는 520)를 인식하여 충전 위치에 도달할 수 있다. 또는, 로봇(100)은 로봇 제어 시스템(120)으로부터 '가장 가까이에 있는 충전 위치로 이동하라'는 명령에 따라 주변의 마커(510 또는 520)를 인식할 수 있고, 인식된 마커(510 또는 520)와 연관된 충전 위치로 이동함으로써, 충전 위치에 도달할 수 있다.
로봇(100)은 이러한 마커(510 또는 520)를 인식하여 충전 위치 상으로 이동함에 따라, 배터리가 충전될 수 있다.
패턴 조사 장치(100)는 로봇(100)이 충전 위치로 이동하기 위해 마커(510 또는 520)를 인식하기에 용이한 위치로 마커(510 또는 520)를 포함하는 패턴(20)을 투사하도록 건물(10) 내의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 전술한 것처럼, 패턴 조사 장치(50)는 건물(10)의 실내를 조명하는 조명 장치와 일체화되거나 조명 장치와 동일 또는 인접한 위치에 배치될 수도 있다.
한편, 마커(510 또는 520)는 로봇(100)의 위치 및/또는 자세의 조정을 위한 태그(예컨대, 전술한 에이프릴 태그)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 로봇(100)은 태그를 인식하여 위치와 자세 등을 조절해 가면서 정밀하게 충전 위치에 정확하게 도달할 수 있다. 일례로, 충전 위치가 유선 충전을 제공하는 위치인 경우, 로봇(100)은 태그를 인식하여 위치와 자세가 조절됨으로써, 유선 충전을 위한 단자에 정확하게 접속될 수 있다.
이상 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술된 기술적 특징에 대한 설명은, 도 5에 대해서도 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
실시예를 통해서는, 날씨나 주변의 조도와는 관계 없이 로봇(100)이 인식 가능한 패턴(20)을 용이하게 생성할 수 있다. 또한, 육안으로는 인식되지 않음으로써 사용자의 시각적 불편함을 최소화하고 로봇(100)에 의한 인식률은 높일 수 있는 패턴(20)이 생성될 수 있다.
실시예의 투사된 패턴(20)은, 로봇(100)이 건물(10) 내를 주행함에 있어서, 교차 지점 등에서 목적지를 찾거나 방향 등을 인식하기 위한 가이드 정보로서 사용될 수도 있으며, 이외에도 투사된 패턴(20)은 로봇(100)의 이동을 위해 가이드 정보가 필요한 환경에서 다양하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소 또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 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 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.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치에 있어서,
    상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부; 및
    상기 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 상기 패턴을 투사(projection)하는 광원
    을 포함하고,
    상기 패턴은 육안으로는 식별되지 않고 상기 로봇에 의해서만 식별 가능하고,
    상기 로봇에 의한 상기 패턴의 인식을 통해 상기 로봇이 측위되거나 상기 로봇의 이동이 제어되고,
    상기 패턴 조사 장치는,
    상기 바닥면, 상기 벽면 또는 상기 천장면에 배치된 레일에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 레일을 따라서 이동 가능하게 구성되며, 회전 및 틸트(tilt) 가능하도록 구성되고,
    상기 레일에 마련된 전원 라인과 접속하여 상기 전원 라인으로부터 전원을 공급 받고, 상기 레일에 마련된 통신 라인과 접속하여 상기 로봇을 제어하는 로봇 제어 시스템과 통신하도록 구성되고,
    i) 상기 로봇 제어 시스템으로부터의 제1 제어 신호에 따라 회전 또는 틸트되고, ii) 상기 로봇 제어 시스템으로부터의 제2 제어 신호에 따라 상기 로봇이 인식 가능한 다른 패턴을 투사하도록 제어되는, 패턴 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 IR 패스 필터를 포함하고,
    상기 IR 패스 필터에는 상기 패턴이 형성되어,
    상기 IR 패스 필터의 상기 패턴이 형성된 부분을 통해서만 IR이 통과하도록 구성되거나,
    상기 IR 패스 필터의 상기 패턴이 형성된 부분을 제외한 영역을 통해서만 IR이 통과하도록 구성되는, 패턴 조사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 에이프릴 태그(AprilTag)를 포함하고,
    상기 로봇에 의해 상기 에이프릴 태그가 인식됨에 따라 상기 로봇의 위치 또는 상기 로봇의 자세가 측정되는, 패턴 조사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 로봇의 특정 위치로의 이동을 지시하기 위한 마커를 포함하고,
    상기 로봇에 의해 상기 마커가 인식됨에 따라 상기 로봇은 상기 마커와 연관된 위치로 이동하도록 제어되는, 패턴 조사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마커는 상기 로봇이 이동해야 할 다음의 위치 및 방향 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는, 패턴 조사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 로봇의 특정 위치로의 이동을 지시하기 위한 마커를 포함하고,
    상기 마커는 상기 로봇을 무선으로 충전하기 위한 무선 충전부가 마련된 상기 바닥면의 충전 위치를 지시하기 위한 것이고,
    상기 광원은 상기 충전 위치에 해당하는 바닥면 또는 상기 충전 위치에 대응하는 천장면에 상기 마커를 투사하고,
    상기 로봇 제어 시스템에 의해, 상기 로봇의 배터리 상태가 모니터링됨에 따라 충전이 필요한 것으로 판정된 상기 로봇에 가장 가까운 상기 충전 위치로의 이동을 명령하는 제어 신호가 상기 로봇에 전송되면,
    상기 로봇은 주변의 상기 마커를 인식하여, 상기 마커가 투사된 상기 충전 위치에 해당하는 바닥면 또는 상기 마커가 투사된 천장면의 아래인 상기 충전 위치에 해당하는 바닥면으로 이동하도록 제어되는, 패턴 조사 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 조사 장치는, 상기 제2 제어 신호에 따라, 상기 필터부가 상기 패턴을 포함하는 필터를 상기 다른 패턴을 포함하는 다른 필터로 교체하도록 구성되는, 패턴 조사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 조사 장치는 상기 공간을 조명하는 가시광선 광원을 포함하는 조명 장치의 일부로서 구성되는, 패턴 조사 장치.
  11. 로봇이 주행하는 공간을 포함하는 건물에 있어서,
    상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 생성하는 패턴 조사 장치
    를 포함하고,
    상기 패턴 조사 장치는,
    상기 로봇이 인식 가능한 패턴을 포함하는 필터부; 및
    상기 필터부를 통해 적외선(Infrared Ray; IR)을 조사하여 상기 공간 내의 바닥면, 벽면 또는 천장면으로 상기 패턴을 투사(projection)하는 광원
    을 포함하고,
    상기 패턴은 육안으로는 식별되지 않고 상기 로봇에 의해서만 식별 가능하고,
    상기 로봇에 의한 상기 패턴의 인식을 통해 상기 로봇이 측위되거나 상기 로봇의 이동이 제어되고,
    상기 패턴 조사 장치는,
    상기 바닥면, 상기 벽면 또는 상기 천장면에 배치된 레일에 탈착 가능하게 장착되고, 상기 레일을 따라서 이동 가능하게 구성되며, 회전 및 틸트(tilt) 가능하도록 구성되고,
    상기 레일에 마련된 전원 라인과 접속하여 상기 전원 라인으로부터 전원을 공급 받고, 상기 레일에 마련된 통신 라인과 접속하여 상기 로봇을 제어하는 로봇 제어 시스템과 통신하도록 구성되고,
    i) 상기 로봇 제어 시스템으로부터의 제1 제어 신호에 따라 회전 또는 틸트되고, ii) 상기 로봇 제어 시스템으로부터의 제2 제어 신호에 따라 상기 로봇이 인식 가능한 다른 패턴을 투사하도록 제어되는, 건물.
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