KR102657615B1 - 로봇 친화형 건물, 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법은, 상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇에 구비된 센서를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)를 인식하는 단계, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계 및 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 로봇 친화형 건물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 같은 공간 속에서 로봇과 사람이 함께 공존하며 사람에게 유용한 서비스를 제공하는 건물에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 충전이 필요한 로봇이, 충전 스테이션에 정확하게 도킹(docking)할 수 있는 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 로봇 친화형 건물에 적용될 수 있는 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 로봇이 충전 스테이션에 정확하게 도킹(docking)하여 충전을 수행하도록 로봇의 이동 및 자세를 제어하는 시스템에 관한 것이다.
기술이 발전함에 따라, 다양한 서비스 디바이스들이 나타나고 있으며, 특히 최근에는 다양한 작업 또는 서비스를 수행하는 로봇에 대한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
나아가 최근에는, 인공 지능 기술, 클라우드 기술 등이 발전함에 따라, 로봇을 보다 정밀하고, 안전하게 제어하는 것이 가능해지고 있으며, 이에 따라 로봇의 활용도가 점차적으로 높아지고 있다. 특히, 기술의 발전으로 인하여, 로봇은 실내 공간에서 인간과 안전하게 공존할 수 있을 정도의 수준에 이르렀다.
이에, 최근에는 로봇이 인간의 업무 또는 작업을 대체하고 있으며, 특히 실내 공간에서 사람을 대상으로 로봇이 직접 서비스를 제공하는 다양한 방법들이 활발하게 연구되고 있다.
예를 들어, 공항, 역사, 백화점 등 공공 장소에서는 로봇들이 길안내 서비스를 제공하고 있으며, 음식점에서는 로봇들이 서빙 서비스를 제공하고 있다. 나아가, 오피스 공간, 공동 주거 공간 등에서는 로봇들이 우편물, 택배 등을 배송하는 배송 서비스를 제공하고 있다. 이 밖에도 로봇들은 청소 서비스, 방범 서비스, 물류 처리 서비스 등 다양한 서비스들을 제공하고 있으며, 로봇이 제공하는 서비스의 종류 및 범위는 앞으로도 기하급수적으로 늘어날 것이며, 서비스 제공 수준 또한 계속적으로 발전할 것으로 기대된다.
이러한, 로봇들은 실외 공간 뿐만 아니라, 사무실, 아파트, 백화점, 학교, 병원, 놀이시설 등과 같은 건물(또는 빌딩(building))의 실내 공간 내에서 다양한 서비스를 제공하고 있으며, 이 경우, 로봇들은 건물의 실내 공간을 이동하며 다양한 서비스들을 제공하도록 제어되고 있다.
한편, 로봇들은 실내 공간에서 다양한 서비스를 제공하거나, 생활하기 위해서는 반복해서 충전을 수행해야 하는 니즈가 존재한다.
로봇의 충전을 위하여 다양한 로봇 충전 방법이 개발되고 있다. 그 중 일 예로, 대한민국 공개특허 제10-2004-0088243호(로봇충전장치)에서는, 유도코일에 의해 발생된 전기장에 의해 발생된 유도 정류를 정류하여 로봇(R)의 배터리에 직류 전류를 공갑하는 방법을 제안하고 있다.
이와 같이, 건물 내에서 로봇을 이용한 보다 수준 높은 서비스를 제공하기 위하여, 로봇 충전에 대한 다양한 연구가 이루어 지고 있다. 한편, 로봇 충전을 위하여 로봇의 충전 단자와 충전 스테이션의 충전 단자가 정확하게 접촉하도록 제어하는 방법에 대한 니즈는 여전히 존재한다.
본 발명은, 로봇의 충전을 제어하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 로봇의 배터리 잔량 및 및 로봇의 주변 환경을 모두 고려하여 로봇의 충전 수행을 제어할 수 있는 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 충전 스테이션을 통해 로봇의 충전이 이루어지도록 하는 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 로봇의 충전 단자와 충전 스테이션의 충전 단자가 접촉되도록 제어하는 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 로봇과 사람이 함께 공존하며, 사람에게 유용한 서비스를 제공하는 로봇 친화형 건물을 제공하기 위한 것이다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은, 로봇이 이용 가능한 로봇 친화형의 다양한 설비 인프라를 제공함으로써, 로봇이 제공할 수 있는 서비스의 종류 및 범위를 확장할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은 다수의 로봇과 연동하는 클라우드 시스템을 이용하여, 다수의 로봇 및 설비 인프라를 유기적으로 제어함으로써, 보다 체계적으로 서비스를 제공하는 로봇의 주행을 관리할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은, 보다 안전하고, 신속하게, 그리고 정확하게 사람들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물에 적용된 로봇은 클라우드 서버에 의해 제어되는 브레인리스(brainless) 형식으로 구현될 수 있으며, 이에 의하면, 건물에 배치되는 다수의 로봇을 값비싼 센서 없이 저렴하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 고성능/고정밀로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법은, 상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇에 구비된 센서를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)를 인식하는 단계, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계 및 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇은, 본체, 상기 본체에 구비되는 카메라, 상기 본체에 구비되며, 공간을 주행하도록 이루어지는 주행부, 서버와의 통신을 수행하는 통신부 및 충전 이벤트에 근거하여, 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 상기 통신부를 통해 서버로부터 수신하고, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)를 인식하고, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하고, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하며, 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물은, 로봇이 충전을 수행하는 충전 스테이션을 포함하고, 상기 로봇은, 상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇에 구비된 센서를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)를 인식하는 단계, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계 및 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 통해, 상기 충전 이벤트에 근거하여 상기 충전 스테이션과의 충전을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 충전 시스템은, 서버, 충전 스테이션 및 로봇 간에 협업을 통하여 상기 로봇에 대한 충전을 수행하는 것으로, 상기 충전 시스템에서는, 상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하고, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동이 제어되며, 상기 로봇에 구비된 센서를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)가 인식되고, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동이 제어되고, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로가 생성되며, 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전이 수행될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 프로그램은, 상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇에 구비된 센서를 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 마커(marker)를 인식하는 단계, 상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계, 상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계 및 상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 실행하는 명령어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇에서 충전 이벤트가 발생하면 서버로부터 충전 스테이션의 식별정보를 수신하고 수신한 식별정보에 근거하여 충전 스테이션으로 로봇이 이동할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 서버 관점에서 로봇의 충전을 체계적으로 관리할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇이 충전 스테이션에 구비된 마커를 마주보면서, 로봇을 충전 스테이션에 접근시키기 위한 일련의 제어를 수행할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇의 충전 단자와 충전 스테이션의 충전 단자가 정확하게 접촉하여, 로봇에 대한 원활할 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은 로봇, 자율주행, AI, 클라우드 기술이 융합되고, 연결되는 테크 컨버전스(Technological Convergence)를 이용하며, 이러한 기술과, 로봇 그리고 건물내 구비되는 설비 인프라가 유기적으로 결합되는 새로운 공간을 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은 다수의 로봇과 연동하는 클라우드 서버를 이용하여, 다수의 로봇 및 설비 인프라를 유기적으로 제어함으로써, 보다 체계적으로 서비스를 제공하는 로봇의 주행을 체계적으로 관리할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물은, 보다 안전하고, 신속하게, 그리고 정확하게 사람들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물에 적용된 로봇은 클라우드 서버에 의해 제어되는 브레인리스(brainless) 형식으로 구현될 수 있으며, 이에 의하면, 건물에 배치되는 다수의 로봇을 값비싼 센서 없이 저렴하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 고성능/고정밀로 제어할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물에서는 건물에 배치된 다수의 로봇에 할당된 임무와 이동 상황을 고려함은 물론, 사람을 배려하도록 주행이 제어됨으로써, 같은 공간 속에서 자연스럽게 로봇과 사람이 공존 할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물에서는 로봇에 의한 사고 방지 및 예기치 못한 상황에 대응할 수 있도록 다양한 제어를 수행함으로써, 사람들에게 로봇이 위험한 것이 아닌, 친근하고 안전하다는 인식을 심어줄 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇 및 로봇 친화형 건물에 구비된 다양한 설비를 제어하는 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물에 구비된 설비 인프라를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 12a, 도 12b 및 도 13은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 14는 본 발명에서 충전 스테이션을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 본 발명에서 로봇이 충전 스테이션에 구비된 마커를 인식하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도들이다.
도 18 및 도 19는 본 발명에서 로봇의 이동을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 20, 도 21a, 도 21b, 도 22, 도 23a 및 도 23b는 본 발명에서 로봇의 움직임을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇 및 로봇 친화형 건물에 구비된 다양한 설비를 제어하는 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물에 구비된 설비 인프라를 설명하기 위한 개념도들이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 12a, 도 12b 및 도 13은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 14는 본 발명에서 충전 스테이션을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 본 발명에서 로봇이 충전 스테이션에 구비된 마커를 인식하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도들이다.
도 18 및 도 19는 본 발명에서 로봇의 이동을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 20, 도 21a, 도 21b, 도 22, 도 23a 및 도 23b는 본 발명에서 로봇의 움직임을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
본 발명은 로봇 친화형 건물에 관한 것으로서, 사람과 로봇이 안전하게 공존하고, 나아가 건물 내에서 로봇이 유익한 서비스를 제공할 수 있는 로봇 친화형 건물을 제안한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 로봇, 로봇 친화 인프라 및 이를 제어하는 다양한 시스템을 이용하여, 사람에게 유용한 서비스를 제공하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 건물에서는 사람과 다수의 로봇이 공존할 수 있으며, 다수의 로봇이 건물 내에서 자유롭게 이동할 수 있는 다양한 인프라(또는 설비 인프라)가 제공될 수 있다.
본 발명에서, 건물은 지속적인 거주, 생활, 업무 등을 위하여 만들어진 구조물로서, 상업용 건물, 산업용 건물, 기관용 건물, 거주용 건물 등과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 건물은 복수의 층을 가진 다층 건물과 이에 반대되는 단층 건물이 될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의상 다층 건물에 적용되는 인프라 또는 설비 인프라를 예시로서 설명한다.
본 발명에서, 인프라 또는 설비 인프라는, 서비스 제공, 로봇의 이동, 기능 유지, 청결 유지 등을 위하여 건물에 구비되는 시설로서, 그 종류 및 형태는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 건물에 구비되는 인프라는 이동 설비(예를 들어, 로봇 이동 통로, 엘리베이터, 에스컬레이터 등), 충전 설비, 통신 설비, 세척 설비, 구조물(예를 들어, 계단 등) 등과 같이 다양할 수 있다. 본 명세서에서는 이러한 설비들은 시설, 인프라, 시설 인프라 또는 설비 인프라로 명명하도록 하며, 경우에 따라 용어를 혼용하여 사용하도록 한다.
나아가, 본 발명에 따른 건물에서는 건물, 건물에 구비된 다양한 설비 인프라 및 로봇 중 적어도 하나가 서로 연동하여 제어됨으로써, 로봇이 안전하고, 정확하게 건물 내에서 다양한 서비스를 제공하도록 이루어질 수 있다.
본 발명은 다수의 로봇이 건물 내에서 주행하고, 임무(또는 업무)에 따른 서비스를 제공하며, 필요에 따라 대기 또는 충전 기능, 나아가 로봇에 대한 수리 및 세척 기능을 지원할 수 있는 다양한 설비 인프라가 구비된 건물을 제안한다. 이러한 건물은 로봇에 대한 통합 솔루션(또는 시스템)을 제공하며, 본 발명에 따른 건물은 다양한 수식어로서 명명될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 건물은, i)로봇이 이용하는 인프라를 구비하는 건물, ii)로봇 친화 인프라를 구비하는 건물, iii)로봇 친화형 건물, iv) 로봇과 사람이 함께 생활하는 건물, v)로봇을 이용한 다양한 서비스를 제공하는 건물과 등과 같이, 다양하게 표현될 수 있다.
한편, 본 발명에서 “로봇 친화”의 의미는, 로봇이 공존하는 건물에 대한 것으로서, 보다 구체적으로, 로봇의 주행을 허용하거나, 로봇이 서비스를 제공하거나, 로봇이 이용 가능한 설비 인프라가 구축되어 있거나, 로봇에게 필요한 기능(ex: 충전, 수리, 세척 등)을 제공하는 설비 인프라가 구축되어 있음을 의미할 수 있다. 이 경우에, 본 발명에서 “로봇 친화”는 로봇과 사람의 공존을 위한 통합 솔루션을 가지고 있다는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면과 함께, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 설명하기 위한 개념도들이고, 도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇 및 로봇 친화형 건물에 구비된 다양한 설비를 제어하는 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다. 나아가, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물에 구비된 설비 인프라를 설명하기 위한 개념도들이다.
먼저, 설명의 편의를 위하여, 대표적인 도면 부호를 정의하기로 한다.
본 발명에서, 건물은 도면 부호 “1000”을 부여하며, 건물(1000)의 공간(실내 공간 또는 실내 영역)은 도면 부호 “10”을 부여한다(도 8 참조). 나아가, 건물(1000)의 실내 공간을 구성하는 복수의 층들(floors)에 각각 해당하는 실내 공간은 도면 부호 10a, 10b, 10c등을 부여한다(도 8 참조). 본 발명에서 실내 공간 또는 실내 영역은 건물의 외부와 반대되는 개념으로 외벽에 의하여 보호되는 건물의 내부를 의미하는 것으로서, 공간을 의미하는 것으로 한정되지 않는다.
나아가, 본 발명에서 로봇은 도면 부호 “R”을 부여하며, 도면 또는 명세서에서는 로봇에 대하여 도면 부호를 기입하지 않더라도, 모두 로봇(R)으로 이해되어질 수 있다.
나아가, 본 발명에서 사람 또는 인간은 도면 부호 “U”를 부여하며, 사람 또는 인간은 동적인 객체로서 명명이 가능하다. 이때 동적인 객체는 반드시 사람만을 의미하는 것이 아니라, 강아지, 고양이와 같은 동물 또는 다른 적어도 하나의 로봇(예를 들어, 사용자의 개인 로봇, 다른 서비스를 제공하는 로봇 등), 드론, 청소기(예를 들어, 로봇 청소기)와 같이 움직임이 가능한 사물을 포함하는 의미로 받아들여질 수 있다.
한편, 본 발명에서 설명되는 건물(建物, building, structure, edifice, 1000)은 특별한 종류에 제한을 두지 않으며, 사람이 들어 살거나, 일을 하거나, 동물을 사육하거나, 또는 물건을 넣어 두기 위하여 지은 구조물을 의미할 수 있다.
예를 들어, 건물(1000)은 사무실, 오피스, 오피스텔, 아파트, 주상복합 아파트, 주택, 학교, 병원, 음식점, 관공서 등이 될 수 있으며, 본 발명은 이러한 다양한 종류의 건물들에 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)에서는 로봇이 주행하며 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
건물(1000)내에는 하나 또는 그 이상의 서로 다른 종류의 복수의 로봇들이 위치할 수 있으며, 이러한 로봇들은 서버(20)의 제어 하에, 건물(1000) 내를 주행하고, 서비스를 제공하며, 건물(1000)에 구비된 다양한 설비 인프라를 이용할 수 있다.
본 발명에서 서버(20)의 위치는 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 서버(20)는 건물(1000)의 내부 및 건물(1000)의 외부 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 즉, 서버(20)의 적어도 일부는 건물(1000)의 내부에 위치하고, 나머지 일부는 건물(1000)의 외부에 위치할 수 있다. 또는, 서버(20)는 건물(1000) 내부에 모두 위치하거나, 건물(1000) 외부에만 위치할 수 있다. 이에, 본 발명에서는, 서버(20)의 구체적인 위치에 대해서는 특별한 한정을 두지 않기로 한다.
나아가, 본 발명에서 서버(20)는 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 방식의 서버(클라우드 서버, 21) 및 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 방식의 서버(엣지 서버, 22) 중 적어도 하나의 방식을 이용하도록 이루어질 수 있다. 나아가, 서버(20)는 클라우드 컴퓨팅 또는 엣지 컴퓨팅 방식 외에도, 로봇을 제어 가능한 방식이기만 하면 본 발명에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 서버(20)는 경우에 따라, 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 방식의 서버(21) 및 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 방식을 혼합하여 로봇 및 건물(1000)내 구비된 설비 인프라 중 적어도 하나에 대한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(21)와 엣지 서버(22)에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면, 엣지 서버(22)는 전자 장치로서, 로봇(R)의 브레인(brain)으로 동작할 수 있다. 즉 각각의 엣지 서버(22)는 적어도 하나의 로봇(R)을 무선으로 제어할 수 있다. 이 때 엣지 서버(22)는 정해지는 제어 주기에 기반하여, 로봇(R)을 제어할 수 있다. 제어 주기는 로봇(R)과 관련된 데이터를 처리(processing)하도록 주어지는 시간과 로봇(R)에 제어 명령을 제공하도록 주어지는 시간의 합으로 결정될 수 있다. 클라우드 서버(21)는 로봇(R) 또는 엣지 서버(22) 중 적어도 어느 하나를 관리할 수 있다. 이 때 엣지 서버(22)는 로봇(R)에 대응하여 서버로서 동작하고, 클라우드 서버(21)에 대응하여 클라이언트로 동작할 수 있다.
로봇(R)과 엣지 서버(22)는 무선으로 통신할 수 있으며, 엣지 서버(22)와 클라우드 서버(21)는 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 이 때 로봇(R)과 엣지 서버(22)는, 초고신뢰 저지연 통신(ultra-reliable and low latency communications; URLLC)이 가능한 무선 네트워크를 통하여, 통신할 수 있다. 예를 들면, 무선 네트워크는 5G 네트워크 또는 WiFi-6(WiFi ad/ay) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 5G 네트워크는, 초고신뢰 저지연 통신이 가능할 뿐 아니라, 초광대역 이동 통신(enhanced mobile broadband; eMBB) 및 대규모 사물 통신(massive machine type communications; mMTC)이 가능한 특징들을 가질 수 있다. 일 예로, 엣지 서버(22)는 MEC(mobile edge computing, multi-access edge computing) 서버를 포함하며, 기지국에 배치될 수 있다. 이를 통해, 로봇(R)과 엣지 서버(22) 간 통신에 따른 지연(latency) 시간이 단축될 수 있다. 이 때 엣지 서버(22)의 제어 주기에서, 로봇(R)으로 제어 명령을 제공하도록 주어지는 시간이 단축됨에 따라, 데이터를 처리하도록 주어지는 시간이 확대될 수 있다. 한편, 엣지 서버(22)와 클라우드 서버(21)는, 예컨대 인터넷(internet)과 같은 무선 네트워크를 통하여, 통신할 수 있다.
한편, 경우에 따라, 복수 개의 엣지 서버들은 무선 메시 네트워크(mesh network)를 통하여 연결될 수 있으며, 클라우드 서버(21)의 기능은 복수 개의 엣지 서버들에 분산될 수 있다. 이러한 경우, 어떤 로봇(R)에 대하여, 엣지 서버들 중 어느 하나가 로봇(R)을 위한 엣지 서버(22)로서 동작하고, 엣지 서버들 중 적어도 다른 하나가 엣지 서버들 중 어느 하나와 협력 하에, 로봇(R)을 위한 클라우드 서버(21)로서 동작할 수 있다.
본 발명에 따른 건물(1000)에 형성되는 네트워크 또는 통신망은 데이터를 수집하도록 구성되는 적어도 하나의 로봇(R), 로봇(R)을 무선으로 제어하도록 구성되는 적어도 하나의 엣지 서버(22), 및 엣지 서버(22)와 연결되고, 로봇(R)과 엣지 서버(22)를 관리하도록 구성되는 클라우드 서버(21) 간의 통신을 포함할 수 있다.
엣지 서버(22)는, 로봇(R)으로부터 상기 데이터를 무선으로 수신하고, 상기 데이터를 기반으로 제어 명령을 결정하고, 로봇(R)에 상기 제어 명령을 무선으로 전송하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 엣지 서버(22)는, 상기 데이터에 기반하여, 클라우드 서버(21)와 협력할 지의 여부를 판단하고, 클라우드 서버(21)와 협력하지 않아도 되는 것으로 판단되면, 정해진 제어 주기 내에서, 상기 제어 명령을 결정하고 상기 제어 명령을 전송하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 엣지 서버(22)는, 클라우드 서버(21)와 협력해야 하는 것으로 판단되면, 상기 데이터를 기반으로 클라우드 서버(21)와 통신하여, 상기 제어 명령을 결정하도록 구성될 수 있다.
한편, 로봇(R)은 제어 명령에 따라 구동될 수 있다. 예를 들면, 로봇(R)은 움직임을 변경함으로써 위치를 이동하거나 자세를 변경할 수 있으며, 소프트웨어 업데이트를 수행할 수 있다.
본 발명에서는, 설명의 편의를 위하여, 서버(20)를 “클라우드 서버”로 통일하여 명명하도록 하며, 도면 부호 “20”을 부여하도록 한다. 한편, 이러한 클라우드 서버(20)는 엣지 컴퓨팅의 엣지 서버(22)의 용어로도 대체될 수 있음은 물론이다.
나아가, “클라우드 서버”의 용어는 클라우드 로봇 시스템, 클라우드 시스템, 클라우드 로봇 제어 시스템, 클라우드 제어 시스템 등의 용어로 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 클라우드 서버(20)는 건물(1000)을 주행하는 복수의 로봇에 대한 통합 제어를 수행하는 것이 가능하다. 즉, 클라우드 서버(20)는 건물(1000)내 위치한 i)복수의 로봇(R)에 대한 모니터링을 수행하고, ii)복수의 로봇에 대해 임무(또는 업무)를 할당하며, iii)복수의 로봇(R)이 임무를 성공적으로 수행하도록 건물(1000)내 구비된 설비 인프라를 직접적으로 제어하거나, iv)설비 인프라를 제어하는 제어 시스템과 통신을 통하여 설비 인프라가 제어되도록 할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 건물에 위치한 로봇들의 상태 정보를 확인하고, 로봇들에 필요한 다양한 기능을 제공(또는 지원)할 수 있다. 여기에서, 다양한 기능은, 로봇들에 대한 충전 기능, 오염된 로봇에 대한 세척 기능, 임무가 완료된 로봇들에 대한 대기 기능 등이 존재할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇들에 대해 다양한 기능을 제공하기 위하여, 로봇들이 건물(1000)에 구비된 다양한 설비 인프라를 이용하도록, 로봇들을 제어할 수 있다. 나아가, 클라우드 서버는, 로봇들에 대해 다양한 기능을 제공하기 위하여, 건물(1000)내 구비된 설비 인프라를 직접적으로 제어하거나, 설비 인프라를 제어하는 제어 시스템과 통신을 통하여 설비 인프라가 제어되도록 할 수 있다.
이와 같이, 클라우드 서버(20)에 의해 제어되는 로봇들은 건물(1000)을 주행하며, 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 저장된 정보를 근거로, 다양한 제어를 수행할 수 있으며, 본 발명에서 데이터베이스의 종류 및 위치에는 특별한 한정을 두지 않는다. 이러한 데이터베이스의 용어는 메모리, 저장부, 저장소, 클라우드 저장소, 외부 저장소, 외부 서버 등, 정보가 저장되는 수단을 의미하는 용어이면 자유롭게 변형되어 사용되어질 수 있다. 이하에서는 “데이터베이스”의 용어로 통일하여 설명하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 클라우드 서버(20)는 로봇들이 제공하는 서비스의 종류, 로봇에 대한 제어의 종류 등 다양한 기준에 근거하여 로봇에 대한 분산 제어를 수행할 수 있으며, 이 경우, 클라우드 서버(20)에는 하위 개념의 종속적인 서브 서버들이 존재할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 클라우드 서버(20)는 다양한 인공지능 알고리즘에 근거하여, 건물(1000)을 주행하는 로봇을 제어할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 로봇을 제어하는 과정에서 수집되는 데이터들을 학습 데이터로서 활용하는 인공지능 기반의 학습을 수행하고, 이를 로봇의 제어에 활용함으로써, 로봇에 대한 제어가 이루어질수록 로봇을 보다 정확하고, 효율적으로 운용할 수 있다. 즉, 클라우드 서버(20)는 딥러닝 또는 머신 러닝을 수행하도록 이루어질 수 있다. 또한, 클라우드 서버(20)는 시뮬레이션 등을 통하여 딥러닝 또는 머신 러닝을 수행하고, 그 결과로서 구축된 인공지능 모델을 이용하여 로봇에 대한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 건물(1000)에는 로봇의 주행, 로봇의 기능 제공, 로봇의 기능 유지, 로봇의 임무 수행 또는 로봇과 사람의 공존을 위하여 다양한 설비 인프라가 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 1의 (a)에 도시된 것과 같이, 건물(1000) 내에는 로봇(R)의 주행(또는 이동)을 지원할 수 있는 다양한 설비 인프라(1, 2)가 구비될 수 있다. 이러한 설비 인프라(1, 2)는 건물(1000)의 층 내에서 로봇(R)의 수평 방향으로의 이동을 지원하거나, 건물(1000)의 서로 다른 층 사이를 로봇(R)이 이동하도록 수직 방향으로의 이동을 지원할 수 있다. 이와 같이, 상기 설비 인프라(1, 2)는 로봇의 이동을 지원하는 운송체계를 구비할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 이러한 다양한 설비 인프라(1, 2)를 이용하도록 로봇(R)을 제어하여, 도 1의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)이 서비스를 제공하기 위하여 건물(1000) 내를 이동하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 로봇들은 클라우드 서버(20) 및 로봇 자체에 구비된 제어부 중 적어도 하나에 근거하여 제어되어, 건물(1000) 내를 주행하거나, 부여된 임무에 해당하는 서비스를 제공하도록 이루어질 수 있다.
나아가, 도 1의 (c)에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 건물은 로봇과 사람들이 공존하는 건물로서, 로봇들은 사람(U), 사람이 사용하는 물건(예를 들어 유모차, 카트 등), 동물과 같은 장애물을 피하여 주행하도록 이루어지며, 경우에 따라 로봇의 주행과 관련된 알림 정보(3)를 출력하도록 이루어질 수 있다. 이러한 로봇의 주행은 클라우드 서버(20) 및 로봇에 구비된 제어부 중 적어도 하나의 근거 하에 장애물을 피하도록 이루어질 수 있다. 클라우드 서버(20)는 로봇에 구비된 다양한 센서(예를 들어, 카메라(이미지 센서), 근접 센서, 적외선 센서 등)를 통해 수신되는 정보에 근거하여, 로봇이 장애물을 피하여 건물(1000) 내를 이동하도록 로봇에 대한 제어를 수행할 수 있다.
또한, 도 1의 (a) 내지 (c)의 과정을 거쳐 건물 내를 주행하는 로봇은, 도 1의 (d)에 도시된 것과 같이, 건물 내에 존재하는 사람 또는 타겟 객체에게 서비스를 제공하도록 이루어질 수 있다.
로봇이 제공하는 서비스의 종류는, 로봇 마다 상이할 수 있다. 즉, 로봇은 용도에 따라 다양한 종류가 존재할 수 있으며, 로봇은 용도 마다 상이한 구조를 가지고, 로봇에는 용도에 적합한 프로그램이 탑재될 수 있다.
예를 들어, 건물(1000)에는 배송, 물류 작업, 안내, 통역, 주차지원, 보안, 방범, 경비, 치안, 청소, 방역, 소독, 세탁, 음료 제조, 음식 제조, 서빙, 화재 진압, 의료 지원 및 엔터테인먼트 서비스 중 적어도 하나의 서비스를 제공하는 로봇들이 배치될 수 있다. 로봇들이 제공하는 서비스는 위에서 열거된 예들 외에도 다양할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 로봇들 각각의 용도를 고려하여, 로봇들에게 적절한 임무를 할당하고, 할당된 임무가 수행되도록 로봇들에 대한 제어를 수행할 수 있다.
본 발명에서 설명되는 로봇들 중 적어도 일부는 클라우드 서버(20)의 제어 하에 주행하거나, 임무를 수행할 수 있으며, 이 경우, 로봇 자체에서 주행 또는 임무를 수행하기 위하여 처리되는 데이터의 양은 최소화될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 로봇을 브레인리스(brainless) 로봇이라고 명명할 수 있다. 이러한 브레인리스 로봇은, 건물(1000) 내에서 주행, 임무 수행, 충전 수행, 대기, 세척 등의 행위를 하는데 있어서, 적어도 일부의 제어를 클라우드 서버(20)의 제어에 의존할 수 있다.
다만, 본 명세서에서는 브레인리스 로봇을 구분하여 명명하지 않고, 모두 “로봇”으로 통일하여 명명하도록 한다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)은 로봇이 이용 가능한 다양한 설비 인프라가 구비될 수 있으며, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 설비 인프라는 건물(1000)내에 배치되어, 건물(1000) 및 클라우드 서버(20)와의 연동을 통해, 로봇의 이동(또는 주행)을 지원하거나, 로봇에게 다양한 기능을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 설비 인프라는 건물 내에서 로봇의 이동을 지원하기 위한 설비들을 포함할 수 있다.
로봇의 이동을 지원하는 설비들은, 로봇이 전용으로 사용하는 로봇 전용 설비 및 사람과 공동으로 사용하는 공용 설비 중 어느 하나의 타입을 가질 수 있다.
나아가, 로봇의 이동을 지원하는 설비들은 로봇의 수평 방향으로의 이동을 지원하거나, 로봇의 수직 방향으로의 이동을 지원할 수 있다. 로봇들은 건물(1000)내에서 설비들을 이용하여, 수평 또는 수직 방향으로 이동할 수 있다. 수평 방향으로의 이동은, 동일 층 내에서의 이동을 의미하며, 수직 방향으로의 이동은 서로 다른 층간 사이를 이동하는 것을 의미할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 동일 층 내에서 상하로 이동하는 것은 수평 방향의 이동으로 지칭할 수 있다.
로봇의 이동을 지원하는 설비들은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 건물(1000)에는 로봇의 수평 방향으로의 이동을 지원하는 로봇 통로(로봇 도로, 201, 202, 203)가 구비될 수 있다. 이러한 로봇 통로는, 로봇이 전용으로 이용하는 로봇 전용 통로를 포함할 수 있다. 한편, 로봇 전용 통로는 사람의 접근이 원천적으로 차단되도록 이루어지는 것이 가능하나, 반드시 이에 한정되지 않을 수 있다. 즉, 로봇 전용 통로는 사람이 통행하거나, 접근할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 것과 같이, 로봇 전용 통로는 제1 전용 통로(또는 제1 타입 통로, 201) 및 제2 전용 통로(또는 제2 타입 통로, 202) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제1 전용 통로 및 제2 전용 통로(201, 202)는 동일 층에 함께 구비되거나, 서로 다른 층에 구비될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 건물(1000)에는 로봇의 수직 방향으로의 이동을 지원하는 이동 수단(204, 205)이 구비될 수 있다. 이러한 이동 수단(204, 205)은 엘리베이터(elevator) 또는 에스컬레이터(escalator) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 로봇은 건물(1000)에 구비된 엘리베이터(204) 또는 에스컬레이터(205)를 이용하여, 서로 다른 층 사이를 이동할 수 있다.
한편, 이러한 엘리베이터(204) 또는 에스컬레이터(205)는 로봇 전용으로 이루어지거나, 사람과 함께 이용하는 공용으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 건물(1000)에는 로봇 전용 엘리베이터 또는 공용 엘리베이터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 마찬가지로, 나아가, 건물(1000)에는 로봇 전용 에스컬레이터 또는 공용 에스컬레이터 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
한편, 건물(1000)은 수직 방향 이동과 수평 방향 이동에 모두 활용될 수 있는 형태의 이동 수단이 구비될 수 있다. 예를 들어, 무빙워크(moving walkway) 형태의 이동 수단이 로봇에게 층 내에서 수평 방향 이동을 지원하거나, 층 간에서 수직 방향 이동을 지원할 수 있다.
로봇은 자체적인 제어 또는 클라우드 서버(20)에 의한 제어 하에, 수평 방향 또는 수직 방향으로 건물(1000) 내를 이동할 수 있으며, 이때, 로봇의 이동을 지원하는 다양한 설비를 이용하여, 건물(1000) 내를 이동할 수 있다.
나아가, 건물(1000)에는 건물(1000) 또는 건물(1000)내 특정 영역으로의 출입을 제어하는 출입문(206, 또는 자동문) 및 출입 통제 게이트(gate, 207) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 출입문(206) 및 출입 통제 게이트(207) 중 적어도 하나는 로봇이 이용 가능하도록 이루어질 수 있다. 로봇은 클라우드 서버(20)의 제어 하에 출입문(또는 자동문, 206) 또는 출입 통제 게이트(207)를 통과하도록 이루어질 수 있다.
한편, 출입 통제 게이트(207)는 다양하게 명명될 수 있으며, 스피드 게이트(speed gate)등으로 명명될 수 있다.
나아가, 건물(1000)에는, 로봇이 대기하는 대기 공간에 해당하는 대기 공간 설비(208), 로봇의 충전을 위한 충전 설비(209), 로봇의 세척을 위한 세척 설비(210)가 더 포함될 수 있다.
나아가, 건물(1000)에는 로봇이 제공하는 특정 서비스에 특화된 설비(211)가 포함될 수 있으며, 예를 들어 배송 서비스를 위한 설비가 포함될 수 있다.
또한, 건물(1000)에는 로봇을 모니터링하기 위한 설비가 포함될 수 있으며(도면부호 212 참조), 이러한 설비의 예로는 다양한 센서들(예를 들어, 카메라(또는 이미지 센서, 121)가 존재할 수 있다.
도 2 및 도 3과 함께 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)에는 서비스 제공, 로봇의 이동, 주행, 기능 유지, 청결 유지 등을 위한 다양한 설비들이 구비될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)은 클라우드 서버(20), 로봇(R), 설비 인프라(200)와 상호 연결되어, 건물(1000) 내에서 로봇들이 다양한 서비스를 제공함은 물론, 이를 위하여 설비들을 적절하게 이용하도록 할 수 있다.
여기에서, “상호 연결”된다고 함은, 건물 내에서 제공되는 서비스, 로봇의 이동, 주행, 기능 유지, 청결 유지 등과 관련된 다양한 데이터, 제어명령이 네트워크(또는 통신망)을 통하여 적어도 하나의 주체에서 다른 적어도 하나의 주체로 단방향 또는 쌍방향으로 송수신되는 것을 의미할 수 있다.
여기에서, 주체는, 건물(1000), 클라우드 서버(20), 로봇(R), 설비 인프라(200) 등이 될 수 있다.
나아가, 설비 인프라(200)는 도 2 및 도 3과 함께 살펴본 다양한 설비들(도면부호 201 내지 213 참조) 각각 및 이들을 제어하는 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
건물(1000)을 주행하는 로봇(R)은 네트워크(40)를 통하여, 클라우드 서버(20)와 통신하도록 이루어지며, 클라우드 서버(20)와의 제어 하에 건물(1000) 내에서 서비스를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 건물(1000)은 건물(1000)에 구비된 다양한 설비들과 통신하거나, 설비들을 직접적으로 제어하기 위한 건물 시스템(1000a)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 건물 시스템(1000a)은 통신부(110), 센싱부(120), 출력부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 건물(1000) 내에서 유선 통신망 및 무선 통신망 중 적어도 하나를 형성함으로써, i)클라우드 서버(20)와 로봇(R) 사이, ii)클라우드 서버(20)와 건물(1000) 사이, iii)클라우드 서버(20)와 설비 인프라(200) 사이, iv)설비 인프라(200)와 로봇(R) 사이, v)설비 인프라(200)와 건물(1000) 사이를 연결할 수 있다. 즉, 통신부(110)는 서로 다른 주체 간에 통신의 매개체 역할을 수행할 수 있다. 이러한 통신부(110)는 기지국, 공유기 등으로도 명명될 수 있으며, 통신부(110)는 건물(1000) 내에서, 로봇(R), 클라우드 서버(20), 설비 인프라(200)가 상호 통신할 수 있도록 통신망 또는 네트워크를 형성할 수 있다.
한편, 본 명세서에서, 건물(1000)과 통신망을 통해 연결된다고 함은, 건물 시스템(1000a)에 포함된 구성요소 중 적어도 하나와 연결됨을 의미할 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 건물(1000)에 배치되는 복수의 로봇들(R)은 통신부(110)를 통해 형성되는 유선 통신망 및 무선 통신망 중 적어도 하나를 통하여, 클라우드 서버(20)와 통신을 수행함으로써, 클라우드 서버(20)에 의해 원격 제어되도록 이루어질 수 있다. 이러한 유선 통신망 또는 무선 통신망과 같은 통신망은 네트워크(40)라고 이해되어질 수 있다.
이와 같이, 건물(1000), 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200)는 건물(1000)내에 형성되는 통신망에 근거하여 네트워크(40)를 형성할 수 있다. 로봇(R)은 이러한 네트워크에 기반하여, 클라우드 서버(20)의 제어 하에 건물(1000)내에 구비된 다양한 설비를 이용하여, 할당된 임무에 해당하는 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 설비 인프라(200)는 도 2 및 도 3과 함께 살펴본 다양한 설비들(도면부호 201 내지 213 참조) 각각 및 이들을 제어하는 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다(이러한 제어 시스템은 “제어 서버”로도 명명될 수 있다).
도 4에 도시된 것과 같이, 서로 다른 종류의 설비들은 고유의 제어 시스템을 구비할 수 있다. 예를 들어, 로봇 통로(또는 로봇 전용 통로, 로봇 도로, 로봇 전용 도로, 201, 202, 203)의 경우, 로봇 통로(201, 202, 203)를 각각 독립적으로 제어하기 위한 제어 시스템(201a, 202a, 203a)이 존재하고, 엘리베이터(또는 로봇 전용 엘리베이터, 204)의 경우, 엘리베이터(204)를 제어하기 위한 제어 시스템(204)이 존재할 수 있다.
이러한, 설비들을 제어하기 위한 고유의 제어 시스템들은 클라우드 서버(20), 로봇(R), 건물(1000) 중 적어도 하나와 통신하여, 로봇(R)이 설비를 이용하도록 각각의 설비에 대한 적절한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 각각의 설비 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …)에 포함된 센싱부(201b, 202b, 203b, 204b, …)는, 설비 자체에 구비되어, 설비와 관련된 다양한 정보를 센싱하도록 이루어질 수 있다.
나아가, 각각의 설비 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …)에 포함된 제어부(201c, 202c, 203c, 204c, …)는 각각의 설비의 구동을 위한 제어를 수행하며, 클라우드 서버(20)와의 통신을 통하여, 로봇(R)이 설비를 이용하도록 적절한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 엘리베이터(204)의 제어 시스템(204b)은, 클라우드 서버(20)와의 통신을 통해, 로봇(R)이 엘리베이터(204)에 탑승하도록 로봇(R)이 위치한 층에, 엘리베이터(204)가 정차하도록 엘리베이터(204)를 제어할 수 있다.
각각의 설비 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …)에 포함된 제어부(201c, 202c, 203c, 204c, …) 중 적어도 일부는 각각의 설비(201, 202, 203, 204, …)와 함께 건물(1000)내에 위치하거나, 건물(1000)의 외부에 위치할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 건물(1000)에 포함된 설비들 중 적어도 일부는, 클라우드 서버(20)에 의해 제어되거나, 건물(1000)의 제어부(150)에 의하여 제어되는 것 또한 가능하다. 이 경우, 설비는 별도의 설비 제어 시스템을 구비하지 않을 수 있다.
이하의 설명에서는 각각의 설비가 고유의 제어 시스템을 구비하는 것을 예를 들어 설명하도록 하나, 위에서 언급한 것과 같이, 설비를 제어하기 위한 제어 시스템의 역할은 클라우드 서버(20) 또는 건물(1000)의 제어부(150)에 의해 대체될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 본 명세서에서 설명되는 설비 제어 시스템의 제어부(201c, 202c, 203c, 204c, …)의 용어는, 클라우드 서버(20) 또는 제어부(150, 또는 건물의 제어부(150))의 용어로 대체되어 표현될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 4에서 각각의 설비 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …)의 구성요소들은 일 예에 대한 것으로서, 각각의 설비 특성에 따라 다양한 구성요소들이 추가되거나, 제외될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 로봇(R), 클라우드 서버(20) 및 설비 제어 시스템(201a, 202a, 203a, 204a, …)이 설비 인프라를 이용하여 건물(1000) 내에서 다양한 서비스를 제공한다.
이 경우에, 로봇(R)은 주로 건물 내를 주행하여 다양한 서비스를 제공하게 된다. 이를 위하여, 로봇(R)은 바디부, 구동부, 센싱부, 통신부, 인터페이스부 및 전원공급부 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
바디부는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 복수의 파트로 구분될 수 있으며, 케이스에 의하여 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 이 경우에, 바디부는 본 발명에서 예시하는 다양한 서비스에 따라 서로 다른 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배송 서비스를 제공하는 로봇의 경우에, 바디부의 상부에 물건을 보관하는 수용함이 구비될 수 있다. 다른 예로서, 청소 서비스를 제공하는 로봇의 경우에 바디부의 하부에 진공을 이용하여 먼지를 흡입하는 흡입구가 구비될 수 있다.
구동부는 클라우드 서버(20)에서 전송하는 제어 명령에 따른 특정 동작을 수행하도록 이루어진다.
구동부는 주행과 관련하여 로봇의 바디부가 특정 공간 내를 이동할 수 있는 수단을 제공한다. 보다 구체적으로, 구동부는 모터 및 복수의 바퀴를 포함하며, 이들이 조합되어, 로봇(R)을 주행, 방향 전환, 회전시키는 기능을 수행한다. 다른 예로서, 구동부는 주행 외의 다른 동작, 예를 들어 픽업 등의 수행을 위하여 엔드 이펙터, 매니퓰레이터, 액추에이터 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
센싱부는 로봇 내 정보(특히, 로봇의 구동상태), 로봇을 둘러싼 주변 환경 정보, 로봇의 위치 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 센싱부는 카메라(이미지 센서), 근접 센서, 적외선 센서, 레이저 스캐너(라이다 센서), RGBD 센서, 지자기 센서, 초음파 센서, 관성 센서, UWB 센서 등을 구비할 수 있다.
로봇의 통신부는 로봇(R)과 건물의 통신부 사이, 로봇(R)과 다른 로봇의 사이, 또는 로봇(R)과 설비의 제어 시스템의 사이에서 무선 통신을 수행하기 위하여, 로봇에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다. 이러한 예로서, 통신부는 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 등을 구비할 수 있다.
인터페이스부는 로봇(R)을 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로로서 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 인터페이스부는 단자(충전단자, 접속단자, 전원단자), 포트 또는 커넥터 등이 될 수 있다. 전원공급부는 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 로봇(R)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급하는 장치가 될 수 있다. 다른 예로서, 전원공급부는 로봇(R)의 내부에서 전기에너지를 생성하여 각 구성요소에 공급하는 장치가 될 수 있다.
이상에서, 로봇(R)은 주로 건물 내를 주행하는 것을 기준으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 로봇은 드론 등과 같이 건물 내를 비행하는 로봇의 형태도 가능하다. 보다 구체적으로, 안내 서비스를 제공하는 로봇이 건물 내에서 사람의 주변을 비행하면서 사람에게 건물에 대한 안내를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 로봇의 전반적인 동작은 클라우드 서버(20)에 의하여 제어된다. 이에 더하여, 로봇은 클라우드 서버(20)의 하위 제어기로서, 제어부를 별도로 구비할 수 있다. 예를 들어, 로봇의 제어부는 클라우드 서버(20)로부터 주행에 대한 제어 명령을 수신하여 로봇의 구동부를 제어한다. 이 경우에, 제어부는 로봇의 센싱부에서 센싱한 데이터를 이용하여, 모터에 인가할 토크 또는 전류를 계산할 수 있다. 계산된 결과를 이용하여 위치 제어기, 속도 제어기, 전류 제어기 등에 의하여 모터 등을 구동하게 되며, 이를 통하여 클라우드 서버(20)의 제어명령을 로봇이 수행하게 된다.
한편, 본 발명에서 건물(1000)은 건물(1000)에 구비된 다양한 설비들과 통신하거나, 설비들을 직접적으로 제어하기 위한 건물 시스템(1000a)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 건물 시스템(1000a)은 통신부(110), 센싱부(120), 출력부(130), 저장부(140) 및 제어부(150) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 건물(1000) 내에서 유선 통신망 및 무선 통신망 중 적어도 하나를 형성함으로써, i)클라우드 서버(20)와 로봇(R) 사이, ii)클라우드 서버(20)와 건물(1000) 사이, iii)클라우드 서버(20)와 설비 인프라(200) 사이, iv)설비 인프라(200)와 로봇(R) 사이, v)설비 인프라(200)와 건물(1000) 사이를 연결할 수 있다. 즉, 통신부(110)는 서로 다른 주체 간에 통신의 매개체 역할을 수행할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 통신부(110)는 이동통신 모듈(111), 유선 인터넷 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113) 및 근거리 통신 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함하도록 이루어질 수 있다.
통신부(110)는 위에서 열거된 통신 모듈들에 근거하여, 다양한 통신 방식을 지원할 수 있다.
예를 들어, 이동 통신 모듈(111)은, 이동 통신(Mobile Communications)을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, 5G, 4G, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 건물 시스템(1000a), 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하도록 이루어질 수 있다. 이 때에, 보다 구체적인 예로서, 로봇(R)은 전술한 로봇(R)의 통신부를 이용하여 이동 통신 모듈(111)과 무선 신호를 송수신할 수 있다.
다음으로, 유선 인터넷 모듈(112)은 유선 방식으로 통신을 제공하는 방식으로서, 물리적인 통신선을 매개체로 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나와 신호를 송수신 하도록 이루어질 수 있다.
나아가, 무선 인터넷 모듈(113)은 이동 통신 모듈(111)을 포함하는 개념으로서, 무선 인터넷 접속이 가능한 모듈을 의미할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 건물(1000) 내에 배치되어, 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 건물 시스템(1000a), 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술은 매우 다양할 수 있으며, 앞서 살펴본 이동 통신 모듈(111)의 통신 기술뿐만 아니라, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi, Wi-Fi Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 등이 있다. 나아가, 본 발명에서는, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
다음으로 근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 건물 시스템(1000a), 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나와 근거리 통신을 수행할 수 있다.
통신부(110)는 위에서 살펴본 통신 모듈들 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 통신 모듈들은 건물(1000) 내부의 다양한 공간에 배치되어, 통신망을 형성할 수 있다. 이러한 통신망을 통해, i)클라우드 서버(20)와 로봇(R), ii)클라우드 서버(20)와 건물(1000), iii)클라우드 서버(20)와 설비 인프라(200, iv)설비 인프라(200)와 로봇(R), v)설비 인프라(200)와 건물(1000)은 상호 통신하도록 이루어질 수 있다.
다음으로, 건물(1000)은 센싱부(120)를 포함할 수 있으며, 이러한 센싱부(120)는 다양한 센서들을 포함하도록 이루어질 수 있다. 건물(1000)의 센싱부(120)를 통해 센싱된 정보 중 적어도 일부는, 통신부(110)를 통해 형성되는 통신망을 통해, 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나로 전송될 수 있다. 클라우드 서버(20), 로봇(R) 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나는, 센싱부(120)를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 로봇(R)을 제어하거나 설비 인프라(200)를 제어할 수 있다.
센싱부(120)에 포함된 센서들의 종류는 매우 다양할 수 있다. 센싱부(120)는 건물(1000)에 구비되어, 건물(1000)에 대한 다양한 정보들을 센싱하도록 이루어질 수 있다. 센싱부(120)에 의해 센싱되는 정보는, 건물(1000)을 주행하는 로봇(R), 건물(1000)에 위치한 사람, 장애물, 등에 대한 정보일 수 있으며, 건물과 관련된 다양한 환경 정보(예를 들어, 온도, 습도 등)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 센싱부(120)는 이미지 센서(121), 마이크(122), 바이오 센서(123), 근접센서(124), 조도센서(125), 적외선 센서(126), 온도 센서(127) 및 습도 센서(128) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 이미지 센서(121)는 카메라에 해당할 수 있다. 도 3에서 살펴본 것과 같이, 건물(1000)에는 이미지 센서(121)에 해당하는 카메라가 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 카메라에 대하여 이미지 센서(121)와 동일한 도면 부호 “121”를 부여하기로 한다.
한편, 건물(1000)에 배치되는 카메라(121)의 수는 그 제한이 없다. 건물(1000)에 배치된 카메라(121)의 종류는 다양할 수 있으며, 일 예로서, 건물(1000)에 배치된 카메라(121)는 CCTV(closed circuit television)일 수 있다. 한편, 카메라(121)가 건물(1000)에 배치되었다 함은, 건물(1000)의 실내 공간(10)에 카메라(121)가 배치됨을 의미할 수 있다.
다음으로, 마이크(122)는 건물(1000)에서 발생하는 다양한 소리 정보를 센싱하도록 이루어질 수 있다.
바이오 센서(123)는 생체 정보를 센싱하기 위한 것으로서, 건물(1000)에 위치한 사람 또는 동물에 대한 생체 정보(예를 들어, 지문 정보, 얼굴 정보, 홍채 정보 등)를 센싱할 수 있다.
근접 센서(124)는 근접 센서(124)에 대해 접근하거나 근접 센서(124) 주변에 위치한 대상(로봇 또는 사람 등)을 센싱하도록 이루어질 수 있다.
나아가, 조도 센서(125)는 조도 센서(125) 센서 주변의 조도를 센싱하도록 이루어지며, 적외선 센서(126)는 LED가 내장되어 이를 이용해 어두운 실내나 야간에 건물(1000)에 대한 촬영을 수행할 수 있다.
나아가, 온도 센서(127)는 온도 센서(127) 주변의 온도를 센싱하며, 습도 센서(128)는 습도 센서(128) 주변의 온도를 센싱할 수 있다.
한편, 본 발명에서 센싱부(120)를 구성하는 센서의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 각각의 센서에 의해 정의되는 기능이 구현되기만 하면 족하다.
다음으로, 출력부(130)는 건물(1000)에서 사람 또는 로봇(R)에게, 시각적, 청각적 및 촉각적 정보 중 적어도 하나를 출력하기 위한 수단으로서, 디스플레이부(131), 음향 출력부(132) 및 조명부(133) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 출력부(130)는 필요 또는 상황에 따라 건물(1000)의 실내 공간 상에 적절한 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 저장부(140)는 건물(1000), 로봇 및 설비 인프라 중 적어도 하나와 관련된 다양한 정보를 저장하도록 이루어질 수 있다. 본 발명에서 저장부(140)는 건물(1000) 자체에 구비될 수 있다. 이와 다르게, 이와 다르게, 저장부(140)의 적어도 일부는, 클라우드 서버(20) 또는 외부 데이터베이스 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 즉, 저장부(140)는 본 발명에 따른 다양한 정보가 저장되는 공간이면 충분하며, 물리적인 공간에 대한 제약은 없는 것으로 이해될 수 있다.
다음으로 제어부(150)는 건물(1000)에 대한 전반적인 제어를 수행하는 수단으로서, 통신부(110), 센싱부(120), 출력부(130) 및 저장부(140) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(150)는 클라우드 서버(20)와 연동하여, 로봇에 대한 제어를 수행할 수 있다. 나아가, 제어부(150)는 클라우드 서버(20)의 형태로 존재할 수 있다. 이 경우, 건물(1000)은 로봇(R)의 제어 수단인 클라우드 서버(20)에 의해 함께 제어될 수 있다, 이와 다르게, 건물(1000)을 제어하는 클라우드 서버는 로봇(R)을 제어하는 클라우드 서버(20)와 별개로 존재할 수 있다. 이 경우, 건물(1000)을 제어하는 클라우드 서버와 로봇(R)을 제어하는 클라우드 서버(20)는 상호 통신을 통하여, 로봇(R)에 의해 서비스 제공되도록 서로 연동하거나, 로봇의 이동, 기능 유지, 청결 유지 등을 위하여 서로 연동될 수 있다. 한편, 건물(1000)의 제어부는 “프로세서(processor)”로도 명명될 수 있으며, 프로세서는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 다양한 명령을 처리하도록 구성될 수 있다
이상에서 살펴본 것과 같이, 건물(1000), 로봇(R), 클라우드 서버(20) 및 설비 인프라(200)는 중 적어도 하나는 통신망을 기반으로 네트워크(40)를 형성하여, 건물(1000)내에서 로봇을 이용한 다양한 서비스가 제공되도록 이루어질 수 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)에서는, 로봇에 의해 다양한 서비스가 제공되도록, 로봇(R), 건물 내 구비되는 설비 인프라(200) 및 클라우드 서버(20)가 유기적으로 연결될 수 있다. 이러한 로봇(R), 설비 인프라(200) 및 클라우드 서버(20) 중 적어도 일부는 로봇 친화형 건물을 구축하기 위한 플랫폼 형태로 존재할 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 건물(1000), 건물 시스템(1000a), 설비 인프라(200), 클라우드 서버(20)의 내용을 참고하여, 로봇(R)이 설비 인프라(200)를 이용하는 과정에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다. 이때, 로봇(R)은, 임무 수행(또는 서비스 제공), 주행, 충전, 청결 유지, 대기 등의 목적으로, 건물(1000)의 실내 공간(10)을 주행거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다.
이와 같이, 로봇(R)은 어떠한 “목적”에 근거하여, “목적”을 달성하기 위하여, 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다.
이때, 로봇이 달성해야할 목적은 다양한 원인에 근거하여 특정될 수 있다. 로봇이 달성해야 할 목적은, 제1 타입의 목적과 제2 타입의 목적이 존재할 수 있다.
여기에서, 제1 타입의 목적은 로봇이 로봇 본연의 임무를 수행하기 위한 것이고, 제2 타입의 목적은 로봇이 로봇 본연의 임무 외의 임무 또는 기능을 수행하기 위한 것일 수 있다.
즉, 제1 타입에 따른 로봇이 달성해야하는 목적은, 로봇 본연의 임무를 수행하기 위한 목적일 수 있다. 이러한 목적은, 로봇의 “임무(task)”라고도 이해되어질 수 있다.
예를 들어, 로봇이 서빙 서비스를 제공하는 로봇인 경우, 로봇은 서빙 서비스를 제공하기 위한 목적 또는 임무을 달성하기 위하여, 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다. 또한, 로봇이 길 안내 서비스를 제공하는 로봇인 경우, 로봇은 길 안내 서비스를 제공하기 위한 목적 또는 임무을 달성하기 위하여, 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 건물에는 서로 다른 목적에 따른 운용되는 복수의 로봇이 위치할 수 있다. 즉, 건물에는 서로 다른 임무를 수행가능한 서로 다른 로봇들이 배치될 수 있으며, 이는 건물의 관리자, 건물에 입주한 다양한 주체들의 필요에 의하여, 건물에는 서로 다른 종류의 로봇들이 배치될 수 있다.
예를 들어, 건물에는 배송, 물류 작업, 안내, 통역, 주차지원, 보안, 방범, 경비, 치안, 청소, 방역, 소독, 세탁, 음료 제조, 음식 제조, 서빙, 화재 진압, 의료 지원 및 엔터테인먼트 서비스 중 적어도 하나의 서비스를 제공하는 로봇들이 배치될 수 있다. 로봇들이 제공하는 서비스는 위에서 열거된 예들 외에도 다양할 수 있다.
한편, 제2 타입의 목적은 로봇이 로봇 본연의 임무 외의 임무 또는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 이는, 로봇 본연의 임무와 관련 없는 목적일 수 있다. 이러한 제2 타입의 목적은, 로봇이 로봇 본연의 임무를 수행하는 것과 직접적으로 연관되지는 않으나, 간접적으로 필요한 임무 또는 기능일 수 있다.
예를 들어, 로봇이 본연의 임무 수행을 위해서는, 동작에 필요한 충분한 전원이 필요하고, 로봇이 사람들에게 쾌적한 서비스를 제공하기 위해서는 청결을 유지해야 한다. 나아가, 복수의 로봇이 건물 내에서 효율적으로 운용되기 위해서는, 때로는 일정한 공간에서 대기하는 상황이 존재할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서 로봇은 제2 타입의 목적을 달성하기 위하여, 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다.
예를 들어, 로봇은 충전 기능에 따른 목적을 달성하기 위하여, 충전 설비 인프라를 이용할 수 있고, 세척 기능에 따른 목적을 달성하기 위하여 세척 설비 인프라를 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서 로봇은 어떠한 목적을 달성하기 위하여, 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 데이터베이스(database) 상에 저장된 건물에 위치한 복수의 로봇들 각각에 대응되는 정보에 근거하여, 건물 내 위치한 로봇들 각각에 대한 적절한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 데이터베이스 상에는 건물 내 위치한 복수의 로봇 각각에 대한 다양한 정보가 저장될 수 있으며, 로봇(R)에 대한 정보는 매우 다양할 수 있다. 일 예로서, i)공간(10)에 배치된 로봇(R)을 식별하기 위한 식별 정보(예를 들어, 일련번호, TAG 정보, QR코드 정보 등), ii)로봇(R)에 부여된 임무 정보(예를 들어, 임무의 종류, 임무에 따른 동작, 임무의 대상이 되는 타겟 유저 정보, 임무 수행 장소, 임무 수행 예정 시간 등), iii)로봇(R)에 설정된 주행 경로 정보, iv)로봇(R)의 위치 정보, v)로봇(R)의 상태 정보(예를 들어, 전원 상태, 고장 유무, 세척 상태, 배터리 상태 등), vi)로봇(R)에 구비된 카메라로부터 수신된 영상 정보, vii) 로봇(R)의 동작과 관련된 동작 정보 등이 존재할 수 있다.
한편, 로봇들에 대한 적절한 제어는, 앞서 살펴본 제1 타입의 목적 또는 제2 타입의 목적에 따라 로봇을 운용하는 제어와 관련된 것일 수 있다.
여기에서, 로봇의 운용은 로봇이 건물(1000)의 실내 공간을 주행하거나, 설비 인프라(200)를 이용하여 이동하고, 나아가, 설비 인프라(200)를 이용하도록 하는 제어를 의미할 수 있다.
로봇의 이동은 로봇의 주행으로 지칭될 수 있으며, 따라서 본 발명에서 이동 경로와 주행 경로는 혼용되어 사용될 수 있다.
클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 저장된 로봇 각각에 대한 정보에 근거하여, 로봇들 각각의 용도(또는 본연의 임무)에 따라 로봇들에게 적절한 임무를 할당하고, 할당된 임무가 수행되도록 로봇들에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이때 할당되는 임무는 앞서 살펴본 제1 타입의 목적을 달성하기 위한 임무일 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 저장된 로봇 각각에 대한 정보에 근거하여, 로봇들 각각에 제2 타입의 목적을 달성하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
이때, 클라우드 서버(20)로부터 제2 타입의 목적을 달성하기 위한 제어명령을 수신한 로봇은, 제어 명령에 근거하여, 충전 설비 인프라로 이동하거나, 세척 설비 인프라 등으로 이동하여, 제2 타입의 목적을 달성할 수 있다.
한편, 이하에서는, 제1 타입 또는 제2 타입의 목적을 구분하지 않고, “목적” 또는 “임무”의 용어를 사용하도록 한다. 이하에서 설명되는 목적은, 제1 타입의 목적 또는 제2 타입의 목적 중 어느 하나일 수 있다.
마찬가지로, 이하에서 설명되는 임무 역시, 제1 타입의 목적을 달성하기 위한 임무 또는 제2 타입의 목적을 달성하기 위한 임무일 수 있다.
예를 들어, 서빙 서비스 제공이 가능한 로봇이 존재하고, 서빙할 대상(타겟 유저(target user))이 존재하는 경우, 클라우드 서버(20)는 로봇이 타겟 유저에게 서빙에 대응하는 임무를 수행하도록, 로봇에 대한 제어를 수행할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 충전이 필요한 로봇이 존재하는 경우, 클라우드 서버(20)는 로봇이 충전에 해당하는 임무를 수행하도록, 충전 설비 인프라로 로봇이 이동하도록 하는 제어를 수행할 수 있다.
이에, 이하에서는, 제1 타입의 목적 또는 제2 타입의 목적에 대한 구분 없이, 클라우드 서버(20)의 제어 하에, 로봇이 설비 인프라(200)를 이용하여 목적 또는 임무을 수행하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다. 한편, 본 명세서에서 클라우드 서버(20)는 임무를 수행하기 위하여 클라우드 서버(20)에 의해 제어 되는 로봇은 “타겟 로봇”으로 명명되는 것 또한 가능하다.
클라우드서 서버(20)는 요청 또는 자체적인 판단하에, 임무를 수행할 적어도 하나의 로봇을 특정할 수 있다.
여기에서, 요청은 다양한 주체로부터 수신되는 것이 가능하다. 예를 들어, 클라우드 서버는 건물에 위치한 방문객, 관리자, 입주민, 근로자 등과 같은 다양한 주체로부터 다양한 방식(예를 들어, 전자기기를 통한 사용자 입력, 제스처 방식의 사용자 입력)으로 요청을 수신할 수 있다. 여기에서, 요청은 로봇에 의해 특정 서비스(또는 특정 임무)가 제공되도록 하는 서비스 요청일 수 있다.
클라우드 서버(20)는 이러한 요청에 기반하여, 건물(1000)내 위치한 복수의 로봇 중 해당 서비스를 수행 가능한 로봇을 특정할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 i)로봇이 수행 가능한 서비스 종류, ii)로봇이 기 할당받은 임무, iii)로봇의 현재 위치, iv)로봇의 상태(ex: 전원 상태, 청결 상태, 배터리 상태 등)에 근거하여, 상기 요청에 대응 가능한 로봇을 특정할 수 있다. 앞서 살펴본 것과 같이, 데이터베이스 상에는 로봇 각각에 대한 다양한 정보 존재하며, 클라우드 서버(20)는 이러한 데이터베이스에 근거하여, 상기 요청에 기반하여 임무를 수행할 로봇을 특정할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 자체적인 판단에 근거하여, 임무를 수행할 적어도 하나의 로봇을 특정할 수 있다.
여기에서, 클라우드 서버(20)는 다양한 원인에 근거하여 자체적인 판단을 수행할 수 있다.
일 예로서, 클라우드 서버(20)는, 건물(1000)내에 존재하는 특정 사용자 또는 특정 공간에 서비스의 제공이 필요한지를 판단할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 건물(1000)에 존재하는 센싱부(120, 도 4 내지 도 6 참조), 설비 인프라(200)에 포함된 센싱부 및 로봇에 구비된 센싱부 중 적어도 하나로부터 센싱 및 수신된 정보에 기반하여, 서비스의 제공이 필요한 특정 대상을 추출할 수 있다.
여기에서, 특정 대상은, 사람, 공간 또는 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 객체는, 건물(1000)내 위치하는 시설물, 물체 등을 의미할 수 있다. 그리고, 클라우드 서버(20)는 추출된 특정 대상에게 필요한 서비스의 종류를 특정하고, 특정 대상에게 특정 서비스가 제공되도록 로봇을 제어할 수 있다.
이를 위하여, 클라우드 서버(20)는 특정 대상에게 특정 서비스를 제공할 적어도 하나의 로봇을 특정할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 다양한 판단 알고리즘에 근거하여, 서비스의 제공이 필요한 대상을 판단할 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는 건물(1000)에 존재하는 센싱부(120, 도 4 내지 도 6 참조), 설비 인프라(200)에 포함된 센싱부 및 로봇에 구비된 센싱부 중 적어도 하나로부터 센싱 및 수신된 정보에 근거하여, 길 안내, 서빙, 계단 이동 등과 같이 서비스의 종류를 특정할 수 있다. 그리고, 클라우드 서버(20)는 해당 서비스가 필요한 대상을 특정할 수 있다. 나아가, 클라우드 서버(20)는 로봇에 의한 서비스가 제공이 제공되도록, 특정된 서비스의 제공이 가능한 로봇을 특정할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 다양한 판단 알고리즘에 근거하여, 서비스의 제공이 필요한 특정 공간을 판단할 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는 건물(1000)에 존재하는 센싱부(120, 도 4 내지 도 6 참조), 설비 인프라(200)에 포함된 센싱부 및 로봇에 구비된 센싱부 중 적어도 하나로부터 센싱 및 수신된 정보에 근거하여, 배송의 타겟 유저, 안내가 필요한 게스트, 오염된 공간, 오염된 시설물, 화재 구역 등과 같이 서비스의 제공이 필요한 특정 공간 또는 객체를 추출하고, 해당 특정 공간 또는 객체에 로봇에 의한 서비스가 제공되도록, 해당 서비스 제공이 가능한 로봇을 특정할 수 있다.
이와 같이, 특정 임무(또는 서비스)를 수행할 로봇이 특정되면, 클라우드 서버(20)는 로봇에 임무를 할당하고, 로봇이 임무를 수행하기 위하여 필요한 일련의 제어를 수행할 수 있다.
이때, 일련의 제어는 i)로봇의 이동 경로 설정, ii)임무가 수행될 목적지까지 이동하는데 이용되어야 할 설비 인프라 특정, iii)특정된 설비 인프라와의 통신, iv)특정된 설비 인프라에 대한 제어, v)임무를 수행하는 로봇 모니터링, vi)로봇의 주행에 대한 평가, vii)로봇의 임무 수행 완료여부 모니터링 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇의 임무가 수행될 목적지를 특정하고, 로봇이 해당 목적지에 도달하기 위한 이동 경로를 설정할 수 있다. 로봇(R)은 클라우드 서버(20)에 의해 이동 경로가 설정되면, 임무의 수행을 위하여, 해당 목적지까지 이동하도록 제어될 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 로봇이 임무 수행을 시작(개시)하는 위치(이하, “임무 수행 시작 위치”로 명명함)부터 목적지까지 도달하기 위한 이동 경로를 설정할 수 있다. 여기에서, 로봇이 임무 수행을 시작하는 위치는 로봇의 현재 위치이거나, 로봇이 임무 수행을 시작하는 시점에서의 로봇의 위치일 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 건물(1000)의 실내 공간(10)에 대응되는 지도(map, 또는 지도 정보))에 근거하여, 임무를 수행할 로봇의 이동 경로를 생성할 수 있다.
여기에서, 지도는, 건물의 실내 공간을 구성하는 복수의 층(10a, 10b, 10c, …) 각각의 공간에 대한 지도 정보를 포함할 수 있다.
나아가, 이동 경로는, 임무 수행 시작 위치로부터, 임무가 수행되는 목적지까지의 이동 경로 일 수 있다.
본 발명에서는 이러한 지도 정보와 이동 경로에 대하여, 실내 공간에 대한 것으로 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 지도 정보는 실외 공간의 정보를 포함할 수 있으며, 이동 경로는 실내 공간에서 실외 공간까지 이어지는 경로가 될 수 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 건물(1000)의 실내 공간(10)은 서로 다른 복수의 층들(10a, 10b, 10c, 10d, …)로 구성될 수 있으며, 임무 수행 시작 위치와 목적지는 서로 동일한 층에 위치하거나, 서로 다른 층에 위치할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 복수의 층들(10a, 10b, 10c, 10d, …)에 대한 지도 정보를 이용하여, 건물(1000) 내에서 서비스를 수행할 로봇의 이동 경로를 생성할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 건물(1000)에 배치된 설비 인프라(복수의 설비) 중 로봇이 목적지까지 이동하기 위하여 이용 또는 통과해야 하는 적어도 하나의 설비를 특정할 수 있다.
예를 들어, 클라우드 서버(20)는 로봇이 1층(10a)에서 2층(10b)으로 이동해야 하는 경우, 로봇의 층간 이동을 보조할 적어도 하나의 설비(204, 205)를 특정하고, 특정된 설비가 위치한 지점을 포함하여 이동 경로를 생성할 수 있다. 여기에서, 로봇의 층간 이동을 보조하는 설비는 로봇 전용 엘리베이터(204), 공용 엘리베이터(213), 에스컬레이터(205) 중 적어도 하나일 수 있다. 이 밖에도, 로봇의 층간 이동을 보조하는 설비는 다양한 종류가 존재할 수 있다.
일 예로서, 클라우드 서버(20)는 실내 공간(10)의 복수의 층들(10a, 10b, 10c, …) 중 목적지에 해당하는 특정 층을 확인하고, 로봇의 임무 수행 시작 위치(ex: 서비스에 대응되는 임무를 개시하는 시점에서의 로봇의 위치)를 기준으로, 로봇이 서비스를 수행하기 위하여 층간 이동이 필요한지 판단할 수 있다.
그리고, 클라우드 서버(20)는 판단 결과에 근거하여, 상기 이동 경로 상에 로봇의 층간 이동을 보조하는 설비(수단)를 포함할 수 있다. 이때, 로봇의 층간 이동을 보조하는 설비는 로봇 전용 엘리베이터(204), 공용 엘리베이터(213), 에스컬레이터(205) 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는 로봇의 층간 이동이 필요한 경우, 로봇의 층간 이동을 보조하는 설비가 로봇의 이동 경로 상에 포함되도록, 이동 경로를 생성할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 클라우드 서버(20)는 로봇의 이동 경로 상에 로봇 전용 통로(201, 202)가 위치하는 경우, 로봇 전용 통로(201, 202)를 이용하여 로봇이 이동하도록, 로봇 전용 통로(201, 202)가 위치한 지점을 포함하여 이동 경로를 생성할 수 있다. 앞서 도 3과 함께 살펴본 것과 같이, 로봇 전용 통로는 제1 전용 통로(또는 제1 타입 통로, 201) 및 제2 전용 통로(또는 제2 타입 통로, 202) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제1 전용 통로 및 제2 전용 통로(201, 202)는 동일 층에 함께 구비되거나, 서로 다른 층에 구비될 수 있다. 제1 전용 통로(201) 및 상기 제2 전용 통로(202)는 건물의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 로봇이 이용하는 로봇 전용 통로의 타입 및 로봇 전용 통로 주변의 혼잡도에 근거하여, 로봇 전용 통로 상에서의 로봇의 주행 특성이 달라지도록 제어할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 도 3 및 도 8에 도시된 것과 같이, 제2 전용 통로를 로봇이 주행하는 경우, 로봇 전용 통로 주변의 혼잡도에 근거하여, 로봇의 주행 특성이 달라지도록 할 수 있다. 제2 전용 통로는, 사람 또는 동물이 접근 가능한 통로이기 때문에, 안전성 및 이동 효율성을 함께 고려하기 위함이다.
여기에서, 로봇의 주행 특성은, 로봇의 주행 속도와 관련될 수 있다. 나아가, 혼잡도는, 건물(1000)에 배치된 카메라(또는 이미지 센서, 121) 및 로봇에 배치된 카메라 중 적어도 하나로부터 수신되는 영상에 근거하여 산출될 수 있다. 클라우드 서버(20)는 이러한 영상에 근거하여, 로봇이 위치하는 지점 및 진행방향 측의 로봇 전용 통로가 혼잡한 경우, 로봇의 주행 속도를 기 설정된 속도 이하(또는 미만)으로 제어할 수 있다.
이와 같이, 클라우드 서버(20)는 복수의 층들(10a, 10b, 10c, 10d, …)에 대한 지도 정보를 이용하여, 건물(1000) 내에서 서비스를 수행할 로봇의 이동 경로를 생성하며, 이때, 건물(1000)에 배치된 설비 인프라(복수의 설비) 중 로봇이 목적지까지 이동하기 위하여 이용 또는 통과해야 하는 적어도 하나의 설비를 특정할 수 있다. 그리고, 특정된 적어도 하나의 설비가 이동 경로 상에 포함되도록 하는 이동 경로를 생성할 수 있다.
한편, 서비스를 수행하기 위하여 실내 공간(10)을 주행하는 로봇은 클라우드 서버(20)로부터 수신되는 이동 경로를 따라 상기 적어도 하나의 설비를 순차적으로 이용 또는 통과하며 목적지까지 주행을 수행할 수 있다.
한편, 로봇이 이용해야 하는 설비의 순서는, 클라우드 서버(20)의 제어 하에 결정될 수 있다. 나아가, 로봇이 이용해야 하는 설비의 순서는, 클라우드 서버(20)로부터 수신되는 이동 경로에 대한 정보에 포함될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 것과 같이, 건물(1000)에는 로봇이 전용하여 사용하는 로봇 전용 설비(201, 202, 204, 208, 209, 211)와 사람과 공동으로 사용하는 공용 설비(205, 206, 207, 213) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
로봇이 전용하여 사용하는 로봇 전용 설비는, 로봇에 필요한 기능(ex: 충전 기능, 세척 기능, 대기 기능)을 제공하는 설비(208. 209)와 로봇의 이동에 이용되는 설비(201, 202, 204, 211)를 포함할 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 로봇이 이동 경로를 생성함에 있어, 임무 수행 시작 위치로부터 목적지까지의 경로 상에, 로봇 전용 설비가 존재하는 경우, 로봇이 로봇 전용 설비를 이용하여 이동(또는 통과)하도록 하는 이동 경로를 생성할 수 있따. 즉, 클라우드 서버(20)는 로봇 전용 설비를 우선하여 이동 경로를 생성할 수 있다. 이는 로봇의 이동의 효율성을 높이기 위함이다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는 목적지까지의 이동 경로 상에 로봇 전용 엘리베이터(204)와 공용 엘리베이터(213)가 모두 존재하는 경우, 로봇 전용 엘리베이터(204)가 포함된 이동 경로를 생성할 수 있다.
위에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 건물(1000)을 주행하는 로봇은, 건물(1000)에 구비된 다양한 설비를 이용하여, 임무 수행을 위하여 건물(1000)이 실내 공간을 주행할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇의 원활한 이동을 위하여, 로봇이 이용하는 또는 이용이 예정된 적어도 하나의 설비의 제어 시스템(또는 제어 서버)와 통신하도록 이루어질 수 있다. 앞서, 도 4와 함께 살펴본 것과 같이, 설비들을 제어하기 위한 고유의 제어 시스템들은 클라우드 서버(20), 로봇(R), 건물(1000) 중 적어도 하나와 통신하여, 로봇(R)이 설비를 이용하도록 각각의 설비에 대한 적절한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 건물(1000) 내에서 로봇의 위치 정보를 확보해야 하는 니즈가 존재한다. 즉, 클라우드 서버(200은 실시간 또는 기 설정된 시간 간격으로 건물(1000)을 주행하는 로봇의 위치를 모니터링할 수 있다. 클라우드 서버(1000은 건물(1000)을 주행하는 복수의 로봇 모두에 대한 위치 정보를 모니터링하거나, 필요에 따라 선택적으로 특정 로봇에 대해서만 위치 정보를 모니터링할 수 있다. 모니터링 되는 로봇의 위치 정보는 로봇의 정보가 저장된 데이터베이스 상에 저장될 수 있으며, 로봇의 위치 정보는 시간의 흐름에 따라 연속적으로 업데이트될 수 있다.
건물(1000)에 위치한 로봇의 위치 정보를 추정하는 방법은 매우 다양할 수 있으며, 이하에서는 로봇의 위치 정보를 추정하는 실시 예에 대하여 살펴보도록 한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 로봇 친화형 건물을 주행하는 로봇의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
일 예로서, 도 9에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 클라우드 서버(20)는 로봇(R)에 구비된 카메라(미도시됨)를 이용하여 공간(10)에 대한 영상을 수신하고, 수신된 영상으로부터 로봇의 위치를 추정하는 Visual Localization을 수행하도록 이루어진다. 이때, 카메라는 공간(10)에 대한 영상, 즉, 로봇(R) 주변에 대한 영상을 촬영(또는 센싱)하도록 이루어진다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 로봇(R)에 구비된 카메라를 이용하여 획득된 영상을 “로봇 영상”이라고 명명하기로 한다. 그리고, 공간(10)에 배치된 카메라를 통하여 획득된 영상을 “공간 영상”이라고 명명하기로 한다.
클라우드 서버(20)는 도 9의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)에 구비된 카메라(미도시)를 통하여 로봇 영상(910)을 획득하도록 이루어진다. 그리고, 클라우드 서버(20)는 획득된 로봇 영상(910)을 이용하여, 로봇(R)의 현재 위치를 추정할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇 영상(910)과 데이터베이스에 저장된 지도 정보를 비교하여, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 현재 위치에 대응하는 위치 정보(예를 들어, “3층 A구역 (3, 1, 1)”)를 추출할 수 있다.
앞서 살펴본 것과 같이, 본 발명에서 공간(10)에 대한 지도는 사전에 공간(10)을 이동하는 적어도 하나의 로봇에 의해, SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)에 기반하여 작성된 지도일 수 있다. 특히, 공간(10)에 대한 지도는, 영상 정보를 기반으로 생성된 지도일 수 있다.
즉, 공간(10)에 대한 지도는 vision(또는 visual)기반의 SLAM기술에 의하여 생성된 지도일 수 있다.
따라서, 클라우드 서버(20)는 로봇(R)에서 획득된 로봇 영상(910)에 대해 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 좌표 정보(예를 들어, (3층, A구역(3, 1,1,))를 특정할 수 있다. 이와 같이, 특정된 좌표 정보는 곧, 로봇(R)의 현재 위치 정보가 될 수 있다.
이때, 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에서 획득된 로봇 영상(910)과 vision(또는 visual)기반의 SLAM 기술에 의하여 생성된 지도를 비교함으로써, 로봇(R)의 현재 위치를 추정할 수 있다. 이 경우, 클라우드 서버(20)는 i)로봇 영상(910)과 기 생성된 지도를 구성하는 이미지들 간의 이미지 비교를 이용하여, 로봇 영상(910)과 가장 비슷한 이미지를 특정하고, ii)특정된 이미지에 매칭된 위치 정보를 획득하는 방식으로 로봇(R)의 위치 정보를 특정할 수 있다.
이와 같이, 클라우드 서버(20)는 도 9의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)에서 로봇 영상(910)이 획득되면, 획득된 로봇 영상(910)을 이용하여, 로봇의 현재 위치를 특정할 수 있다. 앞서 살펴본 것과 같이, 클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 기 저장된 지도 정보(예를 들어, “참조 맵”으로도 명명 가능)로부터, 상기 로봇 영상(910)에 대응되는 위치 정보(예를 들어, 좌표 정보)를 추출할 수 있다.
한편, 위의 설명에서는, 클라우드 서버(20)에서 로봇(R)의 위치를 추정하는 예에 대하여 설명하였으나, 앞서 살펴본 것과 같이, 로봇(R)의 위치 추정은 로봇(R) 자체에서 이루어질 수 있다. 즉, 로봇(R)은 로봇(R) 자체에서 수신되는 영상에 근거하여, 앞서 살펴본 방식으로 현재 위치를 추정할 수 있다. 그리고, 로봇(R)은, 추정된 위치 정보를 클라우드 서버(20)에 전송할 수 있다. 이 경우, 클라우드 서버(20)는 로봇으로부터 수신되는 위치 정보에 기반하여, 일련의 제어를 수행할 수 있다.
이와 같이, 로봇 영상(910)으로부터 로봇(R)의 위치 정보가 추출되면, 클라우드 서버(20)는 상기 위치 정보와 대응되는 실내 공간(10)에 배치된 적어도 하나의 카메라(121)를 특정할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 저장된 카메라(121)와 관련된 매칭 정보로부터, 상기 위치 정보에 대응되는 실내 공간(10)에 배치된 카메라(121)를 특정할 수 있다.
이러한 영상들은, 로봇의 위치 추정 뿐만 아니라, 로봇에 대한 관제에도 활용될 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)의 관제를 위하여, 로봇(R) 자체에서 획득되는 로봇 영상(910) 및 로봇(R)이 위치한 공간에 배치된 카메라(121)로부터 획득된 영상을 관제 시스템의 디스플레이부에 함께 출력시킬 수 있다. 따라서, 건물(1000) 내에서 또는 외부에서 로봇(R)을 원격으로 관리 및 제어하는 관리자가, 로봇(R)에서 획득되는 로봇 영상(910) 뿐만 아니라, 로봇(R)이 위치한 공간에 대한 영상을 고려하여 로봇(R)에 대한 원격 제어를 수행하도록 할 수 있다.
다른 예로서, 실내 공간(10)을 주행하는 로봇의 위치 추정은, 도 10의 (a)에 도시된 것과 같이, 실내 공간(10)에 구비된 태그(1010)에 기반하여 이루어질 수 있다.
도 10을 참조하면, 태그(1010)에는 도 10의 (b)에 도시된 것과 같이, 태그(1010)가 부착된 지점에 대응되는 위치 정보가 매칭되어 존재할 수 있다. 즉, 건물(1000)의 실내 공간(10)의 서로 다른 복수의 지점에는 서로 다른 식별 정보를 갖는 태그(1010)들이 각각 구비될 수 있다. 태그 각각의 식별 정보 및 태그가 부착된 지점의 위치 정보는 서로 매칭되어, 데이터베이스 상에 존재할 수 있다.
나아가, 태그(1010)에는, 각각의 태그(1010)에 매칭된 위치 정보를 포함하도록 이루어질 수 있다.
로봇(R)은 로봇(R)에 구비된 센서를 이용하여, 공간(10)에 구비된 태그(1010)를 인식할 수 있다. 이러한 인식을 통해, 로봇(R)은 태그(1010)에 포함된 위치 정보를 추출함으로써, 로봇(R)의 현재 위치를 파악할 수 있다. 이러한 추출된 위치 정보는 통신부(110)를 통해, 로봇(R)에서 클라우드 서버(20)로 전송될 수 있다. 따라서, 클라우드 서버(20)는 태그를 센싱한 로봇(R)으로부터 수신된 위치 정보에 근거하여, 건물(20)을 주행하는 로봇들의 위치를 모니터링할 수 있다.
나아가, 로봇(R)은 인식된 태그(1010)의 식별 정보를, 클라우드 서버(20)로 전송할 수 있다. 클라우드 서버(20)는 데이터베이스로부터, 태그(1010)의 식별 정보에 매칭된 위치 정보를 추출하여, 건물(1000) 내에서 로봇의 위치를 모니터링할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 태그(1010)의 용어는 다양하게 명명될 수 있다. 예를 들어, 이러한 태그(1010)는 QR코드, 바코드, 식별 표지 등으로 다양하게 명명되는 것이 가능하다. 한편, 위에서 살펴본 태그의 용어는 “마커(marker)”로 대체되어 사용되어질 수 있다.
이하에서는, 건물(1000)의 실내 공간(10)에 위치한 로봇(R)의 위치를 모니터링 하는 방법 중 로봇(R)에 구비된 식별 표지를 이용하여, 로봇(R)을 모니터링 하는 방법에 대하여 살펴본다.
앞서, 데이터베이스에는, 로봇(R)에 대한 다양한 정보가 저장될 수 있음을 살펴보았다. 로봇(R)에 대한 다양한 정보는 실내 공간(10)에 위치한 로봇(R)을 식별하기 위한 식별 정보(예를 들어, 일련번호, TAG 정보, QR코드 정보 등),를 포함할 수 있다.
한편, 로봇(R)의 식별 정보는 도 11에 도시된 것과 같이, 로봇(R)에 구비된 식별 표지(또는 식별 마크)에 포함될 수 있다. 이러한 식별 표지는 건물 제어 시스템(1000a), 설비 인프라(200)에 의하여 센싱되거나, 스캔되는 것이 가능하다. 도 11의 (a), (b) 및 (c)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 식별 표지(1101. 1102. 1103)는 로봇의 식별 정보를 포함할 수 있다. 도시와 같이, 식별 표지(1101. 1102. 1103)는 바코드 (barcode, 1101), 일련 정보(또는 시리얼 정보, 1102), QR코드(1103), RFID태그(미도시됨) 또는 NFC 태그(미도시됨) 등으로 나타내어 질 수 있다. 바코드 (barcode, 1101), 일련 정보(또는 시리얼 정보, 1102), QR코드(1103), RFID태그(미도시됨) 또는 NFC 태그(미도시됨) 등은 식별 표지가 구비된(또는 부착된) 로봇의 식별 정보를 포함하도록 이루어질 수 있다.
로봇의 식별 정보는, 로봇 각각을 구분하기 위한 정보로서, 동일한 종류의 로봇이더라도, 서로 다른 식별 정보를 가질 수 있다. 한편, 식별 표지를 구성하는 정보는, 위에서 살펴본 바코드, 일련 정보, QR코드, RFID태그(미도시됨) 또는 NFC 태그(미도시됨) 외에도 다양하게 구성될 수 있다.
클라우드 서버(20)는 실내 공간(10)에 배치된 카메라, 다른 로봇에 구비된 카메라, 또는 설비 인프라에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상으로부터 로봇(R)의 식별 정보를 추출하여, 실내 공간(10)에서 로봇의 위치를 파악하고, 모니터링할 수 있다. 한편, 식별 표지를 센싱하는 수단은 반드시 카메라에 한정될 필요 없으며, 식별 표지의 형태에 따라 센싱부(예를 들어, 스캔부)가 이용될 수 있다. 이러한 센싱부는, 실내 공간(10), 로봇들 및 설비 인프라(200) 중 적어도 하나에 구비될 수 있다.
일 예로서, 카메라에서 촬영된 영상으로부터 식별 표지가 센싱된 경우, 클라우드 서버(20)는 카메라로부터 수신되는 영상으로부터 로봇(R)의 위치를 파악할 수 있다. 이때, 클라우드 서버(20)는 카메라가 배치된 위치 정보 및 영상에서의 로봇의 위치 정보(정확하게는, 로봇을 피사체로하여 촬영된 영상에서, 로봇에 대응되는 그래픽 객체의 위치 정보) 중 적어도 하나에 근거하여, 로봇(R)이 위치를 파악할 수 있다.
데이터베이스 상에는, 실내 공간(10)에 배치된 카메라에 대한 식별 정보와 함께, 카메라가 배치된 장소에 대한 위치 정보가 매칭되어 존재할 수 있다. 따라서, 클라우드 서버(20)는 영상을 촬영한 카메라의 식별정보와 매칭된 위치 정보를 데이터베이스로부터 추출하여, 로봇(R)의 위치정보를 추출할 수 있다.
다른 예로서, 스캔부에 의해 식별 표지가 센싱된 경우, 클라우드 서버(20)는 스캔부로터 센싱된 스캔 정보로부터 로봇(R)의 위치를 파악할 수 있다. 데이터베이스 상에는, 실내 공간(10)에 배치된 스캔부에 대한 식별 정보와 함께, 스캔부가 배치된 장소에 대한 위치 정보가 매칭되어 존재할 수 있다. 따라서, 클라우드 서버(20)는 로봇에 구비된 식별 표지를 스캔한 스캔부에 매칭된 위치 정보를 데이터베이스로부터 추출하여, 로봇(R)의 위치정보를 추출할 수 있다.
위에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 건물에서는, 건물에 구비된 다양한 인프라를 이용하여, 로봇의 위치를 추출하고, 모니터링하는 것이 가능하다. 나아가, 클라우드 서버(20)는 이러한 로봇의 위치를 모니터링 함으로써, 건물 내에서 로봇을 효율적이고, 정확하게 제어하는 것이 가능하다.
한편, 기술이 발전함에 따라 로봇(R)활용도는 점차적으로 높아지고 있다. 종래 로봇은 특수한 산업분야(예를 들어, 산업 자동화 관련 분야)에서 활용되었으나, 점차적으로 인간이나 설비를 위해 유용한 작업을 수행할 수 있는 서비스 로봇(R)으로 변모하고 있다.
이와 같이 다양한 서비스를 제공할 수 있는 로봇(R)은, 부여된 임무를 수행하기 위하여 충전을 수행할 수 있다.
본 발명에서의 로봇(R)은 충전 스테이션(S)으로부터 전력(또는 전기 에너지)을 공급 받아 배터리(battery)에 축적함으로써 충전을 수행할 수 있다.
본 발명에서 충전 스테이션(S)은, 도 12a에 도시된 것과 같이 건물(1000) 내의 공간(10)에 적어도 하나 또는 복수개가 존재할 수 있다.
로봇(R)은, 복수개의 충전 스테이션(S1, S2, S3, S4...) 중 어느 하나(예를 들어, S2)와 도킹(docking)된 상태에서 충전이 이루어질 수 있다.
본 발명에서, “로봇(R)과 충전 스테이션(S)의 도킹”은, 로봇(R)의 충전 단자(1351)와 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1440)가 접촉 또는 결합되는 것으로 이해될 수 있다(도 12b의 (b) 참조). 이때의 접촉은 로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 물리적으로 맞닿은 것 뿐만 아니라, 충전이 가능한 거리 이내에서 이격된 것 까지 포함하는 의미로 이해되어질 수 있다.
즉, 본 발명에서 사용되는 “로봇(R)과 충전 스테이션(S)의 도킹”은, 로봇(R)의 충전 단자(1351)와 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1440)간의 도킹으로 이해될 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 서버(20)의 제어 하에, 충전이 필요한 로봇(R)의 상태 및 로봇(R)의 주변 환경 정보를 모두 고려하여, 공간(10) 또는 건물(1000)에 배치된 복수개의 충전 스테이션(S1, S2, S3, S4) 중 어느 하나를 충전이 필요한 로봇(R)에게 할당할 수 있다.
로봇(R)은, 서버(20)로부터 수신되는 충전 스테이션(S)의 정보(또는 식별 정보)에근거하여, 할당된 충전 스테이션(S) 주변의 위치로 이동하고, 충전 스테이션(S) 에 구비된 마커(Marker, M)를 인식하여, 할당된 충전 스테이션을 식별(특정 또는 구분)할 수 있다.
여기에서, “마커(M)”는, 충전 스테이션(S)과 관련된 정보(예를 들어, 충전 스테이션을 구분할 수 있는 식별정보(ID, 시리얼넘버 등), 위치 정보 등)를 포함하는 표시자를 지칭할 수 있다.
이러한 마커(M)는, 로봇(R)의 센서(또는 센싱부(1320))에 의해 센싱되거나 식별될 수 있는 특정 패턴을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서는, “마커(M)”를 “비주얼(시각적) 마커(Visual marker)” 또는 “비주얼(시각적) 기준 마커(Visual fiducial marker)”와 혼용하여 사용할 수 있다.
나아가, 본 발명에서는, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 이용하여, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)과 정확하게 도킹하도록, 로봇(R)의 움직임(이동 및 자세 중 적어도 하나)를 제어할 수 있다.
도 12b의 (a)에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는 서버(20) 또는 로봇(R)에 구비된 제어부에 의한 제어에 의해, 로봇(R)은 충전 스테이션(S)과 서로 마주보며 위치하도록, 움직임이 제어될 수 있다.
본 발명에서, “로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 마주본다”는 것은, 로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션의 정면(SF)이 마주보고 있는 것으로 이해될 수 있다.
여기에서, “로봇(R)의 정면(Front of the robot, RF)은, 로봇(R)의 충전 단자(1351)가 위치하는 로봇(R)의 본체의 영역 또는 로봇(R)이 전진 이동을 수행할 때 이동 방향을 향하는 로봇(R)의 본체의 영역일 수 있다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 로봇(R)이 전진 이동을 수행할 때 이동 방향을 향하는 로봇(R)의 바디부의 영역 상에 로봇(R)의 충전 단자(1351)가 위치하는 것을 예를 들어 설명하며, 이러한 로봇(R)의 바디부의 일 영역을 “로봇(R)의 정면(Front of the robot, RF)”으로 명명하도록 한다.
즉, 본 발명에서 “로봇의 정면(RF)”은, 로봇(R)이 전진 이동을 수행할 때, 이동 방향을 향하는 로봇(R)의 바디부의 일 영역으로서, 로봇(R)의 충전 단자(1351)가 배치되어 있는 영역을 의미할 수 있다.
나아가, 본 발명에서 “충전 스테이션(S)의 정면 (Front of charging station, SF)”은 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1480) 및 마커(M)가 배치되어 있는 충전 스테이션(S) 본체의 일 영역을 의미할 수 있다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1480) 및 마커(M)가, 충전 스테이션(S) 본체의 연장된 영역에 배치되어 있는 것을 예를 들어 설명하도록 하겠으며, 이러한 충전 스테이션(S) 본체의 연장된 영역을 “충전 스테이션의 정면(SF)” 으로 명명하도록 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 “로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 마주본다”는, “로봇(R)과 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)가 마주본다”, “로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션의 정면(SF)이 마주본다”, “로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션(S)이 마주본다”, “로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)가 마주본다”와 혼용되어 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 충전 스테이션(S)을 기준으로 특정되는 제1 지점(AP) 및 제2 지점에서, 로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션의 정면(SF)이 서로 마주보도록, 로봇(R)의 움직임을 제어할 수 있다.
본 발명에서, 로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션의 정면(SF)이 서로 마주보도록, 로봇(R)의 움직임을 제어하는 것을 “로봇(R)의 정렬”이라고 명명할 수 있다.
한편, 로봇(R)의 충전을 위한 제어는 클라우드 서버(20) 및 로봇(R) 중 적어도 하나의 제어 하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 로봇(R)의 움직임에 대한 제어는 클라우드 서버(20)에 의해 수행되거나 로봇(R)에 의해 자체적으로 수행될 수 있다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 클라우드 서버(20) 및 로봇(R) 중 어느 하나에 의해 로봇(R)에 대한 제어를 위한 데이터 처리가 수행되는 것으로 설명하도록 하겠으나, 클라우드 서버(20)에 의해 수행되는 것으로 설명되는 데이터 처리는 로봇(R)에 의해 수행될 수있으며, 로봇(R)에 의해 수행되는 것으로 설명되는 데이터 처리는 클라우드 서버(20)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 로봇(R)이 충전이 필요한 상태가 되면, 로봇(R)의 배터리 잔량 정보 및 로봇(R)의 주변 환경 정보를 모두 고려하여 충전 스테이션(S)을 할당하고, 로봇(R)이 할당된 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소로 이동하여 정확하게 충전 스테이션(S)에 도킹을 수행할 수 있도록 하는 로봇(R)의 충전 제어 방법 및 시스템(1300)을 제공할 수 있다. 본 발명에서는, 로봇(R)의 충전 제어 방법 및 시스템은, “로봇 충전 제어 방법 및 시스템”, “충전 제어 방법 및 시스템” 과 혼용되어 사용될 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면과 함께 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다. 도 12a, 도 12b 및 도 13은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법 및 시스템을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 14는 본 발명에서 충전 스테이션을 설명하기 위한 개념도이고, 도 15는 본 발명에서 로봇이 충전 스테이션에 구비된 마커를 인식하는 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 로봇의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도들이고, 도 18 및 도 19는 본 발명에서 로봇의 이동을 설명하기 위한 개념도들이며, 도 20, 도 21a, 도 21b, 도 22, 도 23a 및 도 23b는 본 발명에서 로봇의 움직임을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 13에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 로봇(R)의 충전 제어 시스테(1300)은, 로봇(R), 클라우드 서버(20) 및 충전 스테이션(S) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 로봇(R)은 건물(1000) 내에서 서비스를 제공하는 로봇(R)으로, 통신부(1310), 센서부(1320), 저장부(1330), 주행부(1340), 충전부(1350) 및 제어부(1360) 중 적어도 하나의 구성을 포함할 수 있다.
로봇(R)의 통신부(1310)는, 클라우드 서버(20)와 통신을 수행하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 통신부(1310)는 로봇(R)의 배터리 잔량 정보, 로봇(R)의 카메라(1321)을 통해 획득한 영상을 클라우드 서버(20)로 전송하거나, 클라우드 서버(20)로부터 건물(1000) 내 특정 공간(10)에 배치된 특정 충전 스테이션(S)의 식별 정보를 수신할 수 있다.
여기에서, 배터리 잔량 정보는, 로봇(R)의 구동(사용 또는 제어 또는 이동)에 사용 가능한 배터리의 양(또는 전력의 양)과 관련된 정보 정보일 수 있다.
나아가, 충전 스테이션(S)의 식별 정보는, 충전 스테이션(S)을 구별하거나 특정지을 수 있는 정보로, 충전 스테이션(S)의 ID 정보, 충전 스테이션(S)의 시리얼 넘버 정보, 충전 스테이션(S)이 위치한 장소(또는 구역) 및 마커(M)에 해당하는 마커 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 로봇(R)의 센싱부(1320)는 마커(M)를 센싱(촬영 또는 인식) 할 수 있도록 이루어질 수 있다.
센싱부(1320)는, 마커(M)를 센싱할 수 있는 센서(Sensor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 영상을 촬영하는 카메라(1321)일 수 있다.
다음으로 로봇(R)의 저장부(1330)는, 본 발명과 관련된 다양한 정보를 저장하도록 이루어질 수 있다. 본 발명에서 저장부(1330)에는 로봇(R)에 대한 정보가 저장될 수 있다.
로봇(R)에 대한 정보는 매우 다양할 수 있으며, 일 예로서, i)공간(10)에 배치된 로봇(R)을 식별하기 위한 로봇(R)의 식별 정보(예를 들어, 일련번호, ID 등), ii) 로봇(R)에 부여된 임무 정보, iii) 로봇(R)에 설정된 주행 경로 정보, iv) 로봇(R))의 위치 정보, v) 로봇(R)의 상태 정보(배터리 잔량 정보), vi) 로봇(R)의 센싱부(1320)에 의해 센싱된 정보, vii) 로봇(R)의 동작과 관련된 동작 정보, viii) 로봇(R)이 충전 히스토리 정보 중 적어도 하나가 존재할 수 있다.
나아가, 저장부(1330)에는 충전 스테이션(S)에 대한 정보가 저장될 수 있으며, 충전 스테이션(S)과 충전을 수행하기 위한 충전 알고리즘, 충전 스테이션(S)으로부터 이격된 기 설정된 지점들에 대한 정보 등이 저장될 수 있다.
나아가, 저장부(1330)에는 서버(20)로부터 수신되는 다양한 정보들이 저장될 수 있으며, 건물(1000)에 대한 지도(맵)이 저장될 수 있다. 지도에는, 충전 스테이션(S)의 위치 정보가 포함될 수 있다.
다음으로 로봇(R)의 주행부(1340)는, 주행과 관련하여 로봇(R)이 특정 공간(10) 내를 이동할 수 있는 수단을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 로봇(R)의 주행부(1340)는 모터 및 복수의 바퀴를 포함하며, 이들이 조합되어, 로봇(R)를 주행, 방향 전환, 회전시키는 기능을 수행한다.
본 발명에서, 로봇(R)의 이동은, 주행부(1340)에 대한 제어를 통해 이루어질 수 있다.
다음으로, 로봇(R)의 충전부(1350)는, 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1440)에 접촉 또는 결합하여 충전 스테이션(S)으로부터 전력을 공급받도록 이루어지는 충전 단자(1351) 및 전력을 축적하는 배터리(미도시)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 로봇(R)의 충전 단자(1351)는, 로봇의 정면(RF)에 배치되어 있을 수 있다.
다음으로, 로봇(R)의 제어부(1360)는, 로봇(R)의 전반적인 동작을 제어하도록 이루어질 수 있다. 로봇(R)의 제어부(1360)는 클라우드 서버(20)와 송수신되는 데이터 또는 정보를 처리하거나, 센싱부(1320)를 통해 센싱된 정보 처리할 수 있다.
로봇(R)의 제어부(1360)는, 로봇(R)의 충전과 관련된 전반적인 동작의 제어를 수행할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 본 발명에서 클라우드 서버(20)에 의해 수행되는 로봇(R)의 충전과 관련된 제어는 로봇(R)의 제어부(1360)에 의해 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 로봇(R)의 제어부(1360)는, 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소로 이동하도록, 로봇(R)의 주행부(1340)를 제어할 수 있다.
로봇(R)의 제어부(1360)는 서버(20)로부터 수신한 마커 이미지와 센싱부(1320)로부터 센싱된 센싱 정보의 비교에 근거하여, 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)의 마커(M)를 인식할 수 있다.
로봇(R)의 제어부(1360)는, 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)의 마커(M)를 인식하는 것에 근거하여, 제1 지점 (Approach Point, AP) 및 제2 지점(Stop Point, SP)에서 로봇(R)이 충전 스테이션(S)과 마주보도록 로봇(R)의 움직임을 제어할 수 있다(도 20 참조).
여기에서, 제1 지점(AP)은, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 도킹을 시도하기 위하여, 충전 스테이션(S)을 향해 충전 스테이션(S)을 마주보면서 충전 스테이션(S)으로 이동을 시작하는 출발점으로 이해될 수 있다.
제2 지점(SP)은, 충전 스테이션(S)을 향하여 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동을 하는 로봇(R)이 정지하는 도착지로 이해될 수 있다.
제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)에 대한 보다 자세한 설명은 후술하도록 한다.
로봇(R)의 제어부(1360)는, 제1 지점(AP) 및 제2 지점에서 로봇(R)과 충전 스테이션(S)의 정확한 도킹을 위하여, 충전 스테이션(S), 보다 구체적으로는 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)와 로봇(R)간의 정렬을 수행할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에 대한 충전 이벤트가 발생되는지를 모니터링 하고, 충전 이벤트가 발생되는 것에 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹하여 충전을 수행하도록, 로봇(R)의 충전과 관련된 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 로봇(R)으로부터 수신한 로봇(R)의 배터리 잔량 정보 및 로봇(R)의 주변 환경 중 적어도 하나를 고려하여, 로봇(R)이 충전을 수행할 충전 스테이션(S)을 할당할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 할당된 충전 스테이션(S)으로 이동하고, 충전 스테이션(S) 주변의 제1 지점(AP) 및 제2 지점에서, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 마주보도록 로봇(R)의 움직임을 제어할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서 로봇(R)에 의해 수행되는 것으로 설명되는 로봇(R)에 대한 제어는 클라우드 서버(20)를 통해 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 로봇(R)의 충전 제어를 위해 수행되는 데이터 처리는 클라우드 서버(20) 및 로봇(R) 중 적어도 하나에 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 충전 제어 시스템(1300)에 포함된 충전 스테이션(S)은, 로봇(R)과 같은 건물(1000) 내에 배치되어 있을 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 것과 같이, 충전 스테이션(S)은 충전 스테이션(S)과 관련된 정보를 포함하는 마커(M) 및 로봇(R)에 전력(또는 전기 에너지)를 전달하는 충전 단자(1440) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
“마커(M)”는 충전 스테이션(S)과 관련된 정보를 안내하거나 지시하기 위한 미리 결정된 패턴을 포함할 수 있다. 예를들어, 마커(M)는, ARToolKit, ARTag, AprilTag, ArUco 등과 같이 증강현실, 로보틱스 및 카메라(1321) 캘리브레이션을 위한 라이브러리 또는 어플리케이션 등을 기초로 생성된 시각적 기준 마커를 지칭할 수 있다.
마커(M)는 일정한 간격의 격자들로 구성된 격자 지도 상에 정렬된 복수의 격자 패턴들을 포함할수 있다. 보다 구체적으로 마커(M)는, 복수의 제1 색상(예를 들어, 흰 색)의격자 패턴 및 복수의 제2 색상(예를 들어, 검은색)의 격자 패턴을 포함할 수 있다. 다시 말해, 마커(M)는 복수의 제1 색상의 격자 및 복수의 제2 색상의 격자의 조합으로 구성될 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 것과 같이, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)는, 서로 다른 크기를 갖는 제1 마커 및 제2 마커를 포함할 수 있다. 즉, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)는 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420)의 조합으로 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에는, 상대적으로 크기가 큰 제1 마커(1410)가 하단에 배치되고, 상대적으로 크기가 작은 제2 마커(1420)는 상단에 배치되어 있을 수 있다. 즉, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에는 크기가 서로 다른 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420) 가 상하로 배치되어 있을 수 있다.
나아가, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에는, 격자 패턴들이 정렬된 격자 지도의 평면(또는 가상 평면, 1430)에 제1 마커(1410) 및 제2 마커(M)가 오버랩되어 있을 수 있다.
본 발명에서 로봇(R)은, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)와 로봇(R) 간의 거리 및 로봇(R)에 구비된 카메라(1321)의 화각 중 적어도 하나에 근거하여, 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420) 중 적어도 하나를 인식할 수 있다.
보다 구체적으로, 로봇(R)은, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)와 로봇(R) 간의 거리가, 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 제1 마커(1410)의 전체 이미지를 포함하는 영상(1510)을 획득할 수 있는 거리에 위치하면, 로봇(R)은 제1 마커(1410)에 대한 인식을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 15의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M) 간의 거리가 상대적으로 클 때(또는 먼 때)에는, 로봇(R)은 카메라(1321)로부터 획득한 영상(1510)으로부터 상대적으로 크기가 큰 제1 마커(1410)에 대한 인식을 수행할 수 있다.
이와 달리, 로봇(R)은, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)와 로봇(R) 간의 거리가, 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 제1 마커(1410)의 전체 이미지를 포함하는 영상(1510)을 획득할 수 없는 거리에 위치하면, 로봇(R)은 제2 마커(1420)에 대한 인식을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 15의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M) 간의 거리가 상대적으로 작은 때(근접한 때)에는, 로봇(R)은 카메라(1321)로부터 획득한 영상(1520)으로부터 상대적으로 크기가 작은 제2 마커(1420)에 대한 인식을 수행할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서 로봇(R)에 의해 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420) 중 어느 마커가 인식되는지는 로봇(R)과 충전 스테이션(S)의 거리에 따라 달라지질 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 로봇(R)이 인식하는 마커(M)가 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420) 중 어느 것인지를 별도로 구분하지 않고, 마커(M)를 인식하는 것으로 설명하도록 한다.
이상에서 살펴본 로봇(R)의 충전 제어 시스템(1300)의 구성과 함께, 로봇(R)이 공간(10)에 배치된 복수의 충전 스테이션(S) 중 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)을 구분하여 인식하고, 해당 충전 스테이션(S)과의 정확한 도킹이 이루어지도록 로봇(R)의 움직임을 제어하는 방법에 대해서 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명에서는, 로봇(R)에서의 충전 이벤트에 근거하여, 로봇(R)이 충전을 수행할 충전 스테이션(S)의 식별정보를 클라우드 서버(20)로부터 수신하는 과정이 진행될 수 있다(S110, 도 16 참조).
로봇(R)에서의 충전 이벤트는, 로봇(R)의 배터리 잔량이 기 설정된 배터리 수준 이하(또는 미만)인 것에 근거하여, 로봇(R) 및 클라우드 서버(20) 중 적어도 하나의 제어하에 발생할 수 있다.
로봇(R)은 배터리 잔량 정보를 클라우드 서버(20)로 전송할 수 있다. 로봇(R)은 기 설정된 주기 마다 배터리 잔량 정보를 클라우드 서버(20)로 전송하거나, 배터리 잔량이 기 설정된 배터리 수준 이하(또는 미만)에 해당되면 배터리 잔량 정보를 클라우드 서버(20)로 전송할 수 있다. 즉, 로봇(R)은 배터리 정보를 클라우드 서버(20)로 전송함으로써, 충전이 필요함을 클라우드 서버(20)에 알릴 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇(R)으로부터 수신한 배터리 잔량 정보에 근거하여, 로봇(R)에서 충전이 필요한 상태인지를 판단할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇(R)으로부터 수신한 배터리 잔량 정보가 기 설정된 배터리 수준 이하(또는 미만)이면, 해당 배터리 정보를 전송한 로봇)에서 충전 이벤트가 발생되었다고 판단할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇(R)으로부터 배터리 잔량 정보를 수신함으로써 로봇(R)의 상태를 모니터링 하고, 모니터링에 따른 로봇(R)의 배터리 잔량 정보에 근거하여, 로봇(R)에서 충전이 필요한 상태인지 아니면 충전이 필요하지 않은 상태인지를 인지할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 로봇(R)에서 충전 이벤트가 발생하면, 로봇(R)이 충전을 수행할 수 있는 충전 스테이션(S)의 식별 정보를 로봇(R)으로 전송할 수 있다.
여기에서, 충전 스테이션(S)의 식별 정보는, 충전 스테이션(S)이 위치한 장소의 위치 정보 및 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에 해당하는 마커 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에서 설명되는 “충전 스테이션(S)이 위치한 장소의 위치 정보”는, i) 충전 스테이션이 위치한 건물(1000) 내 특정 구역에 대한 정보(예를 들어, 3층의 A구역), ii) 충전 스테이션(S)에 대응되는 노드 정보(예를 들어, node 18) iii) 충전 스테이션(S)에 대응되는 좌표 정보(예를 들어, (3, 1, 1)), vi) 로봇(R)의 현재 위치에서 충전 스테이션(S)까지의 이동 경로 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 18에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 배터리 잔량 정보(1810)가 기 설정된 수준 이하(예를 들어, 배터리 잔량이 배터리 완충 용량의 20% 이하)이면, 클라우드 서버(20)는 충전 스테이션(S3)이 위치한 장소의 노드 정보(N18, 1830)를 로봇(R)으로 전송하거나, 로봇(R)의 현재 위치(N2, 1820)에서 충전 스테이션(S) 까지의 이동 경로 정보(N2에서 N3, N13을 경유하여 N18로 이동 하는 이동 경로, 1840)를, 로봇(R)으로 전송할 수 있다.
나아가, “충전 스테이션(S)이 위치한 장소의 위치 정보”는 충전 스테이션(S)을 기준으로 정의된 특정 지점(예를 들어, 충전 스테이션(S)으로부터 특정 거리만큼 이격된 복수의 지점 중 충전 스테이션의 정면(SF)에 수직인 일직선상에 위치하는 지점으로, 보다 자세한 설명은 후술하도록 함)에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는, 데이터베이스에 저장된 지도 정보(map)을 이용하여, 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소의 위치 정보를 추출할 수 있다.
지도 정보(map)에는 건물(1000) 또는 공간(10)에 배치된 충전 스테이션(S)의 위치 정보가 매칭되어 있을 수 있다.
앞서 살펴본 것과 같이, 본 발명에서 공간(10)에 대한 지도는 사전에 공간(10)을 이동하는 적어도 하나의 로봇에 의해, SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)에 기반하여 작성된 지도일 수 있다. 특히, 공간(10)에 대한 지도는, 영상 정보를 기반으로 생성된 지도일 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 로봇(R)이 위치하는 건물(1000) 또는 공간(10) 내에 복수의 충전 스테이션(제1 내지 제5 충전 스테이션, S1, S2, S3, S4, S5, 도 18 참조)에 존재하는 경우, 로봇(R)의 배터리 잔량 정보(1810) 및 로봇(R)의 주변 환경 정보 중 적어도 하나에 근거하여, 로봇(R)의 배터리 잔량으로 이동 가능한 거리에 존재하는 특정 충전 스테이션(제3 충전 스테이션, S3)을 로봇(R)에 할당할 수 있다.
도 18에 도시된 것과 같이, 클라우드 서버(20)는 로봇(R)의 배터리 잔량 정보(1810)에 근거하여, 로봇(R)의 현재 위치(N2, 1830)에서 로봇(R)이 이동 가능한 거리에 존재하는 적어도 하나의 충전 스테이션(제1 내지 제3 충전 스테이션, S1, S2, S3)을 확인할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 확인된 적어도 하나의 충전 스테이션(제1 내지 제3 충전 스테이션, S1, S2, S3) 중 로봇(R)의 현재 위치(N2, 1820)에서 최단 경로(1840)에 대응되는 위치(N18, 1830)에 존재하는 제3 충전 스테이션(S3)을, 로봇(R)이 충전을 수행하기 위한 충전 스테이션(S)으로 할당할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는, 최단 경로(1840)에 대응되는 위치에 존재하는 제3 충전 스테이션(S3)이 다른 로봇(R)의 충전에 이용되고 있는 경우에는, 제3 충전 스테이션(S3)을 제외한 적어도 하나의 확인된 충전 스테이션(S1, S2) 중 최단 경로에 대응되는 위치(N17, 1850)에 존재하는 제2 충전 스테이션(S2)을, 로봇(R)에 할당할 수 있다.
즉, 클라우드 서버(20)는 첫번째로 짧은 이동 경로(1840)에 대응되는 위치에 존재하는 제3 충전 스테이션(S3)이 다른 로봇(R)의 충전에 이용되고 있으면, 두번째로 짧은 이동 경로에 대응되는 위치(N18, 1850)에 존재하는 제2 충전 스테이션(S2)을 로봇(R)에 할당할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 로봇(R)으로, 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)의 식별 정보를 전송하고, 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)이 위치한 장소에 도착하였는지, 로봇(R)이 할당된 충전 스테이션(S)에 도킹하였는지, 로봇(R)이 할당된 충전 스테이션(S)을 통해 충전을 수행하는지를 계속해서 모니터링 할 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 클라우드 서버(20)로부터 수신한 충전 스테이션(S)의 식별정보에 근거하여, 로봇(R)이 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 로봇(R)의 이동을 제어하는 과정이 진행될 수 있다(S120, 도 16 참조).
로봇(R)은 클라우드 서버(20)로부터 충전 스테이션(S)이 위치한 장소의 위치 정보 및 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에 해당되는 마커 이미지를 포함한 식별정보를 수신할 수 있다.
로봇(R)은 식별정보에 포함된 충전 스테이션(S)이 위치한 장소로 이동하도록, 주행부(1340)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 19에 도시된 것과 같이, 로봇(R)은 제3 충전 스테이션(S3)에 대한 식별 정보에 근거하여, 로봇(R)이 현재 위치하는 지점으로부터 제3 충전 스테이션(S3)이 위치하는 장소까지의 이동 경로(1910, 1920)를 생성할 수 있다.
한편, 이러한 이동 경로는 서버(20)로부터 생성되어, 로봇(R)으로 전달될 수 있다.
로봇(R)은 이동 경로(1910, 1920)를 따라 이동함으로써, 제3 충전 스테이션(S3)이 위치하는 장소로 이동할 수 있다.
즉, 로봇(R)은 클라우드 서버(20)로부터 로봇(R)에 할당된 충전 스테이션(S)의 식별 정보를 수신하고, 식별 정보에 근거하여 충전 스테이션(S)이 위치한 장소로 이동할 수 있다(S201, S202, S203, S204 및 S205 도 17 참조). 이 때, 로봇(R)은 클라우드 서버(20)로부터 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)이 해당하는 마커 이미지를 수신할 수 있다(S206, 도 17 참조)
한편, 클라우드 서버(20)에 의해 로봇(R)이 충전 스테이션(S)이 위치한 장소로 이동하도록 제어되는 경우, 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에서 획득된 로봇 영상(910)과 vision(또는 visual)기반의 SLAM 기술에 의하여 생성된 지도를 비교함으로써, 로봇(R)의 현재 위치를 추정할 수 있다. 이 경우, 클라우드 서버(20)는 i)로봇 영상(910)과 기 생성된 지도를 구성하는 이미지들 간의 이미지 비교를 이용하여, 로봇 영상(910)과 가장 비슷한 이미지를 특정하고, ii)특정된 이미지에 매칭된 위치 정보를 획득하는 방식으로 로봇(R)의 위치 정보를 특정할 수 있다.
클라우드 서버(20)는 도 9의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)에서 로봇 영상(910)이 획득되면, 획득된 로봇 영상(910)을 이용하여, 로봇의 현재 위치를 특정할 수 있다. 앞서 살펴본 것과 같이, 클라우드 서버(20)는 데이터베이스에 기 저장된 지도 정보(예를 들어, “참조 맵”으로도 명명 가능)로부터, 상기 로봇 영상(910)에 대응되는 위치 정보(예를 들어, 좌표 정보)를 추출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 로봇(R) 또는 서버(20)는 로봇(R)에서 획득된 영상을 이용하여, 로봇(R)의 현재 위치를 특정함으로써 로봇(R)이 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소로 이동하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 로봇(R)에 구비된 센서를 통해, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식하는 과정이 진행될 수 있다(S130, 도 16참조).
로봇(R)은, 충전 스테이션(S)이 위치한 장소의 주변에 도착하는 것에 근거하여, 카메라(1321)가 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 포함한 영상을 획득하도록 제어할 수 있다.
로봇(R)은 카메라(1321)로부터 수신되는 영상으로부터 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 검출하는 것을 통해 마커에 대한 인식을 수행할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)는 서로 다른 크기를 가지는 제1 마커(1410) 및 제2 마커(M)를 포함하고, 로봇(R)은 로봇(R)의 위치와 충전 스테이션(S)과의 거리에 근거하여, 제1 마커(1410) 및 제2 마커(1420) 중 어느 하나에 대한 인식을 수행할 수 있다.
로봇(R)은 카메라(1321)를 통해 획득한 영상에서 마커(M)를 검출하고, 검출된 마커(M)와 클라우드 서버(20)로부터 수신한 충전 스테이션(S)의 식별정보에 포함된 마커 이미지를 비교할 수 있다.
로봇(R)은 비교 결과에 근거하여 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)가 클라우드 서버(20)로부터 수신한 마커 이미지에 대응되면, 해당 마커(M)에 대한 인식을 수행할 수 있다.
본 발명에서, “마커(M)에 대한 인식을 수행한다”는 것은, 마커(M)에 포함된 정보를 확인(해석 또는 추출)하고, 마커(M)의 자세를 추정하는 것으로 이해될 수 있다.
이러한 마커(M)에 대한 인식은, 마커(M)를 포함하는 영상으로부터 마커(M)의 복수의 복수의 코너 포인트(corner point)를 추출하는 과정을 통해 수행될 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 마커(M)는, 격자 패턴들이 정렬된 격자 지도의 평면(또는 가상 평면, 1430) 상에 복수의 제1 색상의 격자 및 복수의 제2 색상의 격자의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 설명되는 코너 포인트(corner point)는 마커 내의 격자의 꼭짓점(vertex)들 중 상이한 색상의 격자들의 꼭짓점들이 만나는 점(point)을 지칭할 수 있다.
로봇(R)은, 영상으로부터 마커(M) 상의 복수의 코너 포인트를 추출하고, 추출된 복수의 코너 포인트의 가상 평면 상의 좌표 및 추출된 복수의 코너 포인트의 영상 내의 좌표에 근거하여, 마커(M)를 인식할 수 있다
추출된 복수의 코너 포인트의 영상 내의 좌표는, 호모그래피(homography)를 이용하여 산출될 수 있다.
여기에서, 호모그래피(homography)는 복수의 코너 포인트의 가상 평면 상의 좌표를 복수의 코너 포인트의 영상 내의 좌표로 변환하기 위한 행렬(matrix)을 포함하거나 지칭할수 있다.
한편, 로봇(R)에서 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)가 인식되면, 로봇(R)에서는 충전 프로세스 또는 충전 모드가 실행(또는 활성화)될 수 있다.
즉, 로봇(R)에는 충전 스테이션(S)과의 충전을 위한 충전 알고리즘이 탑재되어 있으며, 마커(M)가 인식되는 것을 통해, 로봇(R)은 충전 스테이션(S)과의 충전을 위한 일련의 과정을 수행할 수 있다. 이와 같이, 충전 스테이션(S)과의 충전을 수행하기 위한 일련의 과정을, 본 발명에서는 충전 프로세스 또는 충전 모드가 실행되었다고 표현할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서는 로봇(R)이 충전 스테이션(S)과 정확하게 도킹을 수행하도록, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)과 마주보며 위치하도록 로봇(R)의 움직임(이동 및 자세 중 적어도 하나)을 제어할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 발명에서, “로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 마주보며 위치한다”는 것은, 로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션의 정면(SF)이 서로를 마주보고 있는 것으로 이해될 수 있다(도 12a의 (a) 참조).
나아가, 본 발명에서, 로봇의 정면(RF)과 충전 스테이션(S)의 정면(SF)이 서로 마주보도록, 로봇(R)의 움직임을 제어하는 것을, 본 발명에서는 “로봇(R)의 정렬” 또는 “로봇(R)을 충전 스테이션(S)에 대해 정렬시킨다”라고 표현할 수 있다.
로봇(R)의 움직임은, 로봇(R)의 위치가 유지 또는 변경되도록 로봇(R)의 이동을 제어하거나, 로봇(R)의 자세를 유지하거나 변경하는 것일 수 있다. 일 예로, 로봇(R)의 자세에 대한 제어는, 로봇(R)의 회전(yaw)시키는 것을 통해 이루어질 수 있다.
예를 들어, 로봇(R)의 움직임은, 로봇(R)이 제자리에서 회전하거나, 로봇(R)이 좌우 수평방향으로 이동하거나, 이동 경로를 따라 이동하거나, 로봇(R)의 자세를 변경하는 것일 수 있다.
본 발명에서는, 충전 스테이션(S)을 기준으로 설정된 서로 다른 두개의 지점에서, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 마주보도록 제어함으로써, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹되도록 할 수 있다.
도 20에 도시된 것과 같이, 서로 다른 두개의 지점(AP, SP)은, 충전 스테이션(S)으로부터 서로 다른 이격거리를 가지는 제1 지점(Approaching Point, AP) 및 제2 지점(Stop Piont, SP)을 의미할 수 있다.
이러한, 제1 지점 및 제2 지점은 충전 스테이션(S)을 기준으로 정의되는 지점일 수 있다. 또한, 제1 지점 및 제2 지점은 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)의 마커 좌표계를 기준으로 정의될 수 있다. 한편, 제1 지점 및 제2 지점에 대한 정보는 로봇(R)에 저장되어 존재할 수 있다. 로봇(R)에 탑재된 충전 알고리즘에는, 제1 지점 및 제2 지점에 대한 정보가 존재할 수 있다.
한편, 제1 지점(AP)은, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 도킹을 시도하기 위하여, 충전 스테이션(S)을 향해 충전 스테이션(S)을 마주보면서 충전 스테이션(S)으로 이동을 시작하는 출발점으로 이해될 수 있다.
제1 지점(AP)은, 충전 스테이션의 정면(SF)과 수직하는 일직선(2010)상에, 충전 스테이션(S)으로부터 제1 이격 거리(A) 만큼 이격된 거리에 위치할 수 있다.
제1 이격 거리(A)는, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 일정 공간을 갖도록 하는 거리일 수 있다(도 12b의 (a) 참조).
제2 지점(SP)은, 충전 스테이션(S)을 향하여 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동을 하는 로봇(R)이 정지하는 도착지로 이해될 수 있다.
제2 지점(SP)은, 충전 스테이션의 정면(SF)과 수직하는 일직선(2010)상에, 충전 스테이션(S)으로부터 제2 이격 거리(B) 만큼 이격된 거리에 위치할 수 있다.
제2 이격 거리(B)는, 로봇(R)과 충전 스테이션(S)이 도킹되도록 하는 거리일 수 있다. 즉, 제2 이격 거리(B)는 로봇(R)의 충전 단자(1351)과 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1440)가 접촉 또는 결합되도록 하는 거리일 수 있다(도 12b의 (b) 참조).
본 발명에서 제1 이격 거리(A)는 제2 이격 거리(B)보다 상대적으로 클 수 있으며, 제1 지점(AP)은 제2 지점(SP) 보다 충전 스테이션(S)으로부터 먼 거리에 위치할 수 있다.
나아가, 제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)은, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식 할 수 있는 마커 인식 가능 영역(2020) 내에 위치할 수 있다.
로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식 할 수 있는 최대 거리(C)를 제3 이격 거리(C)라고 하자. 마커 인식 가능 영역(2020)은, 충전 스테이션(S)으로부터 제3 이격 거리(C) 이내의 영역이고, 제1 이격 거리(A) 및 제2 이격 거리는 제3 이격 거리(C)보다 작을 수 있다.
한편, 로봇(R)은, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식한 것에 근거하여, 충전 스테이션(S)을 기준으로 제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)에 대한 위치 정보를 산출할 수 있다.
로봇(R)은, 인식된 마커(M)와 관련된 마커 좌표계를 기준으로, 로봇(R)의 저장부(1330)에 저장되어 있는 충전 알고리즘을 이용하여, 제1 지점(AP) 및 제2 지점에 대한 위치 정보를 산출할 수 있다.
로봇(R)의 저장부(1330)에 저장된 충전 알고리즘에는, 마커 좌표계를 기준으로 제1 지점(AP) 및 제2 지점의 위치 정보를 산출에 이용되는 거리 정보가 포함되어 저장되어 있을 수 있다.
즉, 본 발명에서 설명되는 제1 지점(AP) 및 제2 지점은, 로봇(R)에 의해 인식된 마커(M)에 대한 마커 좌표계를 기준으로 정의 되며, 로봇(R)은 마커(M) 좌표계와 로봇(R)의 상대적인 위치에 근거하여 제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)의 위치를 인식할 수 있다.
한편, 제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)에 대한 위치를 인식하는 데이터 처리는 클라우드 서버(20)에 의해서도 수행될 수 있다.
다음으로, 본 발명에서는 마커(M)에 대한 인식에 근거하여, 충전 스테이션(S)으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점(AP)에서 로봇(R)이 마커(M)를 마주보도록, 제1 지점(AP)까지의 로봇(R)의 이동을 제어하는 과정이 진행될 수 있다(S1340, 도 16참조).
클라우드 서버(20)는, 영상으로부터 인식된 마커(M)를 이용하여, 로봇(R)이 마커(M)를 인식한 지점에서 제1 지점으로 이동하도록 로봇(R)의 이동을 제어할 수 있다.
도 21a의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)은 충전 스테이션(S) 주변의 마커 인식 가능 영역(2020)에서, 카메라(1321)를 통해 촬영된 영상(2120)으로부터, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식할 수 있다.
로봇(R)은 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소를 향하여 이동하기 때문에, 충전 스테이션(S)으로부터 제3 이격 거리(C)만큼 이격된 지점의 주변에서 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에 대한 인식을 수행할 수 있다. 로봇(R)은 충전 스테이션(S) 주변에 위치한 경우, 제자리 회전을 수행하면서 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 인식할 수 있다(S207, 도 17).
이하에서는 로봇(R)이 마커(M)를 인식한 지점에 대응되는 위치를 제1 위치(2111)로 명명하도록 한다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에 대한 인식이 이루어지는 것에 근거하여, 로봇(R)의 이동이 중단되도록 제어할 수 있다.
즉, 로봇(R)은, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)에 대한 인식이 이루어지면, 마커(M)가 인식된 제1 위치(2111)에서 정지할 수 있다.
도 21a의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제1 위치(2111)에서 카메라(1321)로부터 획득한 영상(2120)의 일 방향(예를 들어, y축)에 대한 중심축(Y1)과 영상에서 검출되는 마커(M)의 일 방향(예를 들어, y축)에 대한 중심축(Y2)이 서로 일치하도록, 로봇(R)의 움직임을 제어할 수 있다(S208, 도 17).
로봇(R)의 움직임은, 로봇(R)의 위치가 유지 또는 변경되도록 로봇(R)의 이동을 제어하거나, 로봇(R)의 자세를 유지하거나 변경하는 것일 수 있다.
예를 들어, 도 21a의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 카메라(1321)에서 획득한 영상(2120)의 중심축(Y1)이, 마커의 중심축(Y2)과 일치할 때 까지 정지한 로봇(R)이 시계 방향으로 일정 각도만큼 회전하도록 제어할 수 있다.
여기에서, “영상과 마커(M)의 중심축(Y1, Y2)이 서로 일치”한다는 것은, 영상 내에서, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)의 사이의 거리가 기 설정된 범위 이내에서 근접하여 위치하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명에서는 영상 내에서, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)의 사이의 거리가 기 설정된 범위 이내로 근접하게 표시되면, 서로 중첩되지 않더라도 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
이러한, 기 설정된 범위는, 오차 범위로서, 로봇(R)의 카메라(1321)가 획득하는 영상의 특성, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)로부터 인식된 정보, 충전 스테이션(S)의 위치 정보 중 적어도 하나에 근거하여 설정될 수 있다.
영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 서로 중첩하는 경우, 본 발명에서 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 일치하는 것으로 판단하는 것은 당연하다.
나아가, 필요에 따라, 로봇(R) 또는 클라우드 서버(20)는, 카메라(1321)에서 획득한 영상의 x축 방향에 대한 중심축(미도시)과 영상에서 검출되는 마커(M)의 x축 방향에 대한 중심축(미도시)이 서로 일치하도록, 로봇(R)의 높이(높낮이)를 추가적으로 제어하는 것도 가능하다.
한편, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 서로 일치하게 되면, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)의 일치 상태가 유지되도록, 로봇(R)의 움직임을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 도 21a의 (b)에 도시된 것과 같이, 영상(2120)과 마커(M)의 중심축(Y1,Y2)이 서로 일치하게 되면, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)의 회전이 정지 되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 21a의 (c)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)으로부터 특정 거리 이내에 대응되는 지점(2112)에 위치하도록, 충전 스테이션(S)을 향하여 로봇(R)을 이동시킬 있다(S209, 도 17).
여기에서, 충전 스테이션(S)으로부터 특정 거리 이내에 대응되는 지점(2112)은, 충전 스테이션(S)으로부터 제1 이격 거리(A)만큼 이격된 위치를 의미할 수 있으며, 이는, 제1 지점(AP)과 일치할 수 있으나, 도 21a의 (c)에 도시된 것과 같이 일치하지 않을 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 충전 스테이션(S)으로부터 특정 거리 이내에 대응되는 지점(2112)을 제2 위치(2112)로 명명하도록 한다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제1 위치(2111)에서 로봇(R)이 정지 및 회전하도록 제어한 후, 로봇(R)이 제1 위치(2111)에서 제2 위치(2112)로 이동하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 21b의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제2 위치(2112)로 이동한 상태에서, 제2 위치(2112), 마커(M)의 위치 및 제1 지점(AP) 간의 상대 위치 관계를 산출할 수 있다(S210, 도 17).
클라우드 서버(20)는 인식된 마커(M)에 대한 마커 좌표계를 기준으로 제2 위치(2112), 마커(M)의 위치 및 제1 지점(AP) 간의 상대 위치 관계를 계산할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, i) 제2 위치(2112)와 제1 지점(AP) 간의 상대 위치 관계, ii) 제1 지점(AP)과 마커(M)와의 상대 위치 관계, iii) 마커(M)와 제2 위치(2112)와의 상대 위치 관계를 산출할 수 있다.
예를 들어, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 제1 지점(AP)이 제2 위치(2112)로부터 어느 방향으로 얼만큼의 이격 거리(D)를 가지고 위치하는지를 계산할 수 있다.
다음으로, 도 21b의 (b)에 도시된 것과 같이, 클라우드 서버(20)는 제2 위치 (2112), 마커(M) 및 제1 지점(AP) 간의 상대적 위치 관계를 산출한 것에 근거하여, 로봇의 정면(RF)이 제2 위치(2112)에서 제1 지점(AP)을 바라보도록 로봇(R)의 회전을 제어할 수 있다(S211, 도 17).
예를 들어, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 제1 지점(AP)이 제2 위치(2112)에서의 로봇의 정면(RF)방향으로부터 2시 방향에 위치한다고 판단되면, 로봇의 정면(RF)이 제1 지점(AP)을 향하도록, 로봇(R)을 시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
다음으로, 도 21b의 (c)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제1 지점(AP)을 바라본 상태에서, 제2 위치(2112)에서 제1 지점(AP)으로 이동하도록 로봇(R)의 이동을 제어할 수 있다. (S212, 도 17)
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 앞서 산출된 제2 위치(2112) 및 제1 지점(AP) 간의 상대 위치 관계에 근거하여, 제2 위치(2112)에서 제1 지점(AP)으로의 이동 경로를 생성하고, 이동 경로를 따라 로봇(R)이 이동하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 22에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제1 지점(AP)으로 이동하는 것에 근거하여, 제1 지점(AP)에서 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 마주보도록, 로봇(R)의 움직임(또는 이동)을 제어할 수 있다(S213, 도 17).
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 앞서 산출된 제1 지점(AP)과 마커(M) 간의 상대 위치 관계에 기초하여, 로봇(R)이 제1 지점(AP)에서 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 마주보도록 로봇(R)의 움직임(EX: 회전 또는 이동)을 제어할 수 있다.
도 22(b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 마커(M)가 제1 지점(AP) 에서의 로봇의 정면(RF)방향으로부터 8시 방향에 위치한다고 판단되면, 로봇의 정면(RF)이 마커(M)를 향하도록, 로봇(R)을 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
나아가, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 수신되는 영상(2120)의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 서로 일치할 때까지, 로봇(R)이 제1 지점(AP)에서 회전하도록 제어할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서는 영상 내에서, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)의 사이의 거리가 기 설정된 범위 이내로 근접하게 표시되면, 서로 중첩되지 않더라도 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로, 도 22의 (c)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 영상(2120)의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 일치하면, 로봇(R)이 제1 지점(AP)에서 수행 중인 회전을 정지하도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 로봇(R)이 마커(M)를 인식한 제1 위치(2111)에서 일정 기준을 만족하는 제2 위치(2112)를 거쳐 제1 지점(AP)으로 이동하고, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 일치하하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에서는 로봇(R)이 충전 스테이션(S)을 마주보도록 제어하고, 나아가 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹하도록 제어할 수 있다.
지금까지 제1 지점(AP)에서 로봇의 정면(RF)이 충전 스테이션의 정면(SF)을 마주보도록, 로봇(R)의 정렬을 수행하는 과정을 설명하였다. 이하에서는, 제1 지점(AP)과 관련된 정렬 과정을 수행한 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 도킹을 시도하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
한편, 본 발명에서는, 로봇(R)이 제1 지점(AP)에 위치하는 것에 근거하여, 제1 지점(AP)에서부터 제1 지점(AP)보다 충전 스테이션(S)에 대해 가까운 제2 지점(SP)까지의 로봇(R)의 이동 경로를 생성하는 과정이 진행될 수 있다(S150, 도 16 참조).
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제1 지점(AP)으로 이동한 로봇(R)이, 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)를 마주보면서 제2 지점(SP)으로 이동하도록, 제1 지점(AP)에서 제2 지점(SP)까지의 이동 경로를 생성할 수 있다(S214, 도 17). 이하에서는 앞서 설명된 이동 경로들과의 혼동을 피하기 위하여, 제1 지점(AP)에서 제2 지점(SP)까지의 이동 경로를 “최종 이동 경로”로 명명하도록 한다.
한편, 도 23a의 (a)에 도시된 것과 같이, 제1 지점(AP)과 관련된 졍렬을 수행한 로봇(R)의 이상적인 상태는, 로봇(R)은 제1 지점(AP)에 위치하고, 로봇의 정면(RF)이 충전 스테이션의 정면(SF)을 마주보고 있는 상태일 수 있다.
그러나, 제1 지점(AP)과 관련된 제어를 수행하는 과정에서, i) 마커(M)에 대한 인식을 통한 마커(M)의 자세 추정 및 ii) 로봇(R)의 움직임 제어에서의 오차가 존재할 수 있다.
일 예로, 제1 지점(AP)과 관련된 제어에서 발생한 오차는, 영상의 중심축(Y1)과 마커의 중심축(Y2)이 일치하지 않거나, 로봇(R)이 이동 경로에 따라 이동하지 않는 경우로 인하여 발생할 수 있다.
도 23a의 (b)에 도시된 것과 같이, 제1 지점(AP)과 관련된 제어에서 발생된 오차로 인해, 로봇(R)은 제1 지점(AP)이 아닌 다른 제3 위치(2113)에 존재하거나, 로봇의 정면(RF)이 충전 스테이션(S) 또는 충전 스테이션(S)에 구비된 마커(M)와 마주보고 있지 않을 수 있다.
본 발명에서는, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹하도록 제어 하기 위하여, 제1 지점(AP)과 관련된 제어에서 발생한 오차를 보완하여 로봇(R)의 최종 이동 경로를 생성할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제2 위치(2112)에서 제1 지점(AP)으로 이동을 완료하였다고 판단되면, 로봇(R)의 카메라(1321)에서 촬영된 영상을 이용하여, 로봇(R)의 실제 위치를 특정할 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에서 획득된 영상과 vision(또는 visual)기반의 SLAM 기술에 의하여 생성된 지도를 비교함으로써, 로봇(R)의 실제 위치를 추정할 수 있다.
본 발명에서, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)에 의해 추정된 실제 위치를 본 발명에서는 제3 위치(2113)로 명명하도록 한다. 제3 위치(2113)는 제1 지점(AP)과 대응되거나 대응되지 않을 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제3 위치(2113)에서 제2 지점(SP)까지의 최종 이동 경로를 생성할 수 있다.
도 23b의 (a)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제3 위치(2113)에서 제2 지점(SP)까지의 최종 이동 경로를, 곡선 구간으로 이루어진 제1 이동 경로(2310) 및 직선 구간으로 이루어진 제2 이동 경로(2320)을 포함하도록 생성할 수 있다.
제1 이동 경로(2310)는, 제3 위치(2113)에서, 제1 지점(AP) 및 제2 지점(SP)을 연결하는 일직선에 포함된 제4 위치(2114)까지의 곡선 경로로 이해될 수 있다.
제2 이동 경로(2320)은, 제4 위치(2114)에서 제2 지점(SP)까지의 직선 경로로 이해될 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제1 이동 경로(2310) 및 제2 이동 경로(2320)를 포함하는 최종 이동 경로를, 로봇(R)이 추종하여 이동하도록 제어할 수 있다(S215, 도 17).
예를 들어, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 Kalman Filter 기반 Feedback Loop Control 방법을 이용하여, 로봇(R)이 최종 이동 경로를 추종하도록 제어함으로써, 로봇(R)의 이동을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 23b의 (b)에 도시된 것과 같이, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 최종 이동 경로(2310, 2320)를 따라 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E) 이내로 이동한 것에 근거하여, 로봇(R)이 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동하도록 로봇의 등속 이동을 제어할 수 있다.
본 발명에서는, 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E)만큼 이격된 지점을 제5 위치(2115)로 명명하도록 한다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇이 제5 위치(2115)에 위치하면, 로봇(R)이 기 설정된 제한 속도 이하로 제2 지점(SP)을 향하여 등속 이동 하도록 제어할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제5 위치(2115)에서 제2 지점(SP)까지 이동하도록 제어하는 과정에서, 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 수신되는 영상의 중심축(Y1)과 마커(M)의 중심축(Y2)이 서로 일치되도록 로봇(R)이 등속 이동 하도록, 로봇(R)의 자세에 대한 제어를 함께 수행할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R)이 최종 이동 경로를 따라 이동하면서, 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 수신되는 영상의 중심축(Y1)과 마커(M)의 중심축(Y2)이 서로 일치되도록 로봇(R)의 위치 및 로봇(R)의 자세 중 어느 하나에 대한 제어를 수행할 수 있다.
나아가, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제5 위치(2115)에 존재하면, 로봇(R)이 최종 이동 경로를 추종하지 않고, 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 수신되는 영상의 중심축(Y1)과 마커(M)의 중심축(Y2)이 서로 일치되도록 로봇(R)의 위치 및 로봇(R)의 회전(또는 회전 각도) 중 어느 하나에 대한 제어를 수행할 수 있다.
로봇(R)은, 제5 위치(2115)에서부터는 기 설정된 제한 속도로 등속 이동 하면서, 카메라(1321)로부터 획득한 영상의 중심축(Y1)과 마커(M)의 중시축(Y2)서로 일치하도록 회전을 수행하면서 이동할 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 최종 이동 경로를 따라 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향하여 이동하도록 제어하고, 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 충전 스테이션(S)을 통해 로봇(R)의 충전을 수행하는 과정이 진행될 수 있다(S160, 도 16 참조)
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R) 충전 스테이션(S)을 통해 충전이 이루어 지도록, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 도킹하도록 로봇(R)의 움직임(이동 및 자세 중 적어도 하나)를 제어할 수 있다.
도 12b의 (b)에 도시된 것과 같이, 충전 스테이션(S)은, 충전 스테이션(S)의 충전 단자(1440)과 로봇(R)의 충전 단자(1351)가 접촉(또는 결합)하는 것에 근거하여, 로봇(R)에 전력(또는 전기 에너지)를 전달할 수 있다.
로봇(R)은 접촉 단자(1351)를 통해 충전 스테이션(S)으로부터 전력(또는 전기 에너지)를 제공 받고, 전력을 배터리에 축적함으로써, 충전을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹되어 충전이 이루어지는지에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 로봇(R)에 대한 충전이 이루어지지 않으면 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 재 도킹을 수행하도록 제어할 수 있다.
먼저, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E) 이내에 위치하는 것에 근거하여, 타이머(Timer)를 활성화하여 시간을 카운팅할 수 있다(S216 및 S217, 도 17).
본 발명에서, “타이머를 활성화 하여 시간을 카운팅” 한다는 것은, 로봇(R)이 제5 위치(2115)에 도달한 시점을 기준으로 시간을 세는 것으로 이해될 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R)의 카메라(1321)로부터 수신한 영상의 중심축(Y1)과 마커(M)의 중심축(Y2)이 일치하면서 로봇(R)이 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동 하도록, 로봇(R)의 움직임에 대한 제어를 수행할 수 있다(S218, 도 17).
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 타이머가 활성화되면, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R)이 제2 지점(SP) 으로부터 특정 거리(E) 이내에 위치하면, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹되어 충전 스테이션(S)으로부터 충전이 이루어 지고 있는지를 모니터링 할 수 있다(S219, 도 17).
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르는 것으로 확인되면, 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동 하던 로봇(R)이 정지되도록 제어할 수 있다.
즉, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르면, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹되어 충전이 이루어 지고 있다고 판단하고, 로봇(R)이 더 이상 이동 하지 않도록 제어할 수 있다(S220, 도 17). 나아가, 클라우드 서버(20)는 로봇(R)에 대한 충전 제어를 종료할 수 있다(S221, 도 17). 이때, 타이머의 카운팅도 종료될 수 있다.
이와 달리, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않는 것으로 확인 되면, 카운팅에 따른 경과 시간을 확인할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 카운팅에 따른 경과 시간이 기 설정된 시간 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다(S222, 도 17).
여기에서, “기 설정된 시간 조건”은, 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향하여 이동하고 있기 때문에 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않는 것인지 아니면, 로봇(R)이 충전 스테이션(S) 도킹 되었으나 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 ?榜? 것인지를 판단하기 위한 것으로 이해될 수 있다.
이러한 기 설정된 시간 조건은, 로봇(R)이 제5 위치(2115)에서 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동하여 제2 지점(SP)에 도착할 것으로 예상되는 시간에 근거하여, 설정될 수 있다.
예를 들어, 로봇(R)이 제5 위치(2115)에서 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동하여 제2 지점(SP)에 도달하는데, 제1 시간 내지 제2 시간이 소요 된다고 가정하자. 기 설정된 시간 조건은, 카운팅에 따른 경과 시간이 제2 시간 이내(이하 또는 미만)인지 여부와 관련될 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 카운팅에 따른 경과 시간이 기 설정된 조건을 만족하면, 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향하여 이동하고 있기 때문에 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않는 것으로 판단하고, 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향해 기 설정된 제한 속도로 등속 이동하도록, 로봇(R)의 등속 이동을 유지할 수 있다
즉, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는 카운팅에 따른 경과 시간이 기 설정된 시간 이내인 것으로 확인되면, 로봇(R)이 제2 지점(SP)을 향해 기 설정된 제한 속도로 등속 이동하도록, 로봇(R)의 등속 이동을 유지할 수 있다.
이와 달리, 로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 카운팅에 따른 경과 시간이 기 설정된 조건을 만족하지 않으면, 로봇(R)이 제2 지점(SP)에 도착하여 충전 스테이션(S)과 도킹을 시도하였으나, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 도킹이 정확히 이루어 지지 않아, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않는 것으로 판단할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)을 통한 충전을 재 시도하도록 하기 위하여, 제2 지점(SP)에서 멀어지도록 로봇(R)을 후진 이동 시킴으로써, 로봇(R)이 다시 제1 지점(AP)을 향하여 이동하도록 제어할 수 있다(S215, 도 17).
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 제2 지점에서 멀어지도록 후진 이동 하여 제1 지점(AP) 또는 제1 지점(AP) 주변에 도착한 로봇(R)에 대해, 앞서 설명한 최종 이동 경로를 생성 과정 및 최종 이동 경로에 따른 이동을 재수행하도록 제어함으로서, 충전 스테이션(S)을 통한 로봇(R)의 충전을 재시도 할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 재 생성된 최종 이동 경로를 따라 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E)로 이동한 것에 근거하여, 로봇(R)의 이 제2 지점(SP)을 향하여 기 설정된 제한 속도로 등속 이동 하도록 제어하고, 타이머를 초기화 한 후 시간을 재카운팅할 수 있다.
이 때, 재 생성된 최종 이동 경로는 기존의 최종 이동 경로와 동일할 수 있으며, 상이할 수도 있다. 새로운 최종 이동 경로에 따라 로봇(R)이 이동하는 경우에는 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E)만큼 이격된 지점은 기존의 제5 위치(2551)과 동일하거나 다를 수 있다. 본 발명에서, 제 5 위치(2551)와 다른 제2 지점(SP)으로부터 특정 거리(E)만큼 이격된 지점을 제 6 위치(미도시)로 명명할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 로봇(R)이 제 6 위치(미도시)에 도달한 시점을 기준으로 재 카운팅 된 경과 시간이, 기 설정된 시간 조건을 만족하는지를 판단하는 과정을 반복할 수 있다.
한편, 로봇(R)이 충전 스테이션(S)에 정확하게 도킹되었으나 로봇(R) 및 충전 스테이션(S) 중 적어도 어느 하나에서의 문제로 인해, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않을 수 있다.
본 발명에서는 충전 스테이션(S)을 통한 로봇(R)의 충전에 대한 반복적인 재시도에도 불구하고, 로봇(R)과 충전 스테이션(S) 사이에 전류가 흐르지 않으면, 반복적인 충전 시도를 제한할 수 있다.
로봇(R)의 제어부 또는 클라우드 서버(20)는, 충전 스테이션(S)을 통한 로봇(R)의 충전 기 설정된 횟수만큼 재시도 하였음에도 불구하고, 충전 스테이션(S)과 로봇(R) 사이에 전류가 흐르지 않는 경우, 충전 스테이션(S)과의 충전에 대한 실패 이벤트를 생성할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 것과 같이, 본 발명에서 클라우드 서버(20)에 의해 수행되는 데이터 처리는, 로봇(R)의 제어부(1360)에 의하여도 수행될 수 있다.
로봇(R)은, 충전 스테이션(S)과의 충전에 대한 제시도를 기 설정된 횟수만큼 수행했음에도 불구하고, 충전 스테이션(S)과 전류가 흐르지 않는 경우, 충전 스테이션(S)과의 충전에 대한 실패 이벤트를 생성하고, 클라우드 서버(20)로 실패 이벤트를 전송할 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 특정 충전 스테이션(S)에 대한 실패 이벤트가 발생되는 것에 근거하여, 로봇(R)에 대해 특정 충전 스테이션(S)과는 다른 충전 스테이션(S)을 재 할당할 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에 충전 스테이션(S)을 재 할당하기 위하여, 앞서 설명한 것과 같이 로봇(R)의 배터리 잔량 정보 및 로봇(R)의 주변 환경 정보 중 적어도 하나에 근거하여, 로봇(R)이 충전을 수행할 수 있는 충전 스테이션(S)을 재할 당할 수 있다.
기 할당된 충전 스테이션(S)이션에 대한 로봇(R)의 충전 실패 이벤트가 발생한 경우, 로봇(R)의 배터리 잔량 정보 및 로봇(R)의 현재 위치가 변경되었을 수 있다.
예를 들어, 로봇(R)의 배터리 잔량은 이전 충전 이벤트가 발생되었을 때 보다 감소하였을 수 있으며, 로봇(R)의 위치는 기 할당된 충전 스테이션(S)이 위치하는 장소에 대응될 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 변경된 배터리의 잔량 정보 및 로봇(R)의 주변 환경 정보 중 적어도 하나를 고려하여, 로봇(R)에 대한 충전 스테이션(S)을 재 할당할 수 있다.
로봇(R)에 대한 충전 스테이션(S) 재 할당 방법은, 앞서 설명한 로봇(R)에 대한 충전 스테이션(S) 할당 방법과 동일할 수 있다.
한편, 클라우드 서버(20)는 특정 충전 스테이션(S)에 대한 실패 이벤트와 관련된 정보를 사용자 또는 시스템 관리자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(20)는, 특정 충전 스테이션(S)의 식별 정보 및 실패 이벤트가 발생된 일시 정보를 포함한 특정 충전 스테이션(S)의 충전 실패 이벤트에 대한 리포트를 생성하고, 생성된 리포트를 사용자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 실패 이벤트가 발생된 특정 충전 스테이션(S)의 식별 정보와 실패 이벤트를 매칭하여 데이터베이스에 저장할 수 있다.
클라우드 서버(20)는, 로봇(R)에 대한 충전 스테이션(S) 할당을 수행하는 과정에서, 실패 이벤트가 매칭되어 있는 충전 스테이션(S)은 제외한 나머지의 충전 스테이션(S)을 대상으로 매칭?? 있는 충전 스테이션(S)은, 할당 대상에서 제외할 수 있다.
나아가, 클라우드 서버(20)는 실패 이벤트가 매칭된 충전 스테이션(S)의 오류가 해결되었다고 판단되면, 해당 충전 스테이션(S)을 할당 대상에 다시 포함시킬 수 있다.
즉, 클라우드 서버(20)는, 충전 스테이션(S)의 오류가 해결될 때 까지, 해당 충전 스테이션(S)을 로봇(R)에 할당하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇에서 충전 이벤트가 발생하면 서버로부터 충전 스테이션의 식별정보를 수신하고 수신한 식별정보에 근거하여 충전 스테이션으로 로봇이 이동할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇의 충방전 상태를 체계적으로 관리하고, 로봇의 상태 및 로봇의 주변 환경을 종합적으로 고려하여, 로봇이 이동 도중에 방전되지 않고 충전 스테이션까지 이동하도록 할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇이 충전 스테이션에 구비된 마커를 마주보도록 제1 지점까 및 제 2 지점까지 이동하여 충전을 수행하도록 제어할 수 있다 이를 통해 본 발명에 따른 로봇 충전 제어 방법 및 시스템은, 로봇의 충전 단자와 충전 스테이션의 충전 단자가 정확하게 접촉하여, 로봇에 대한 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 본 발명은, 컴퓨터에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되며, 이러한 컴퓨터로 판독될 수 있는 매체에 저장 가능한 프로그램으로서 구현될 수 있다.
나아가, 위에서 살펴본 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 또는 명령어로서 구현하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 다양한 제어방법은 통합하여 또는 개별적으로 프로그램의 형태로 제공될 수 있다.
한편, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
나아가, 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 저장소를 포함하며 전자기기가 통신을 통하여 접근할 수 있는 서버 또는 클라우드 저장소일 수 있다. 이 경우, 컴퓨터는 유선 또는 무선 통신을 통하여, 서버 또는 클라우드 저장소로부터 본 발명에 따른 프로그램을 다운로드 받을 수 있다.
나아가, 본 발명에서는 위에서 설명한 컴퓨터는 프로세서, 즉 CPU(Central Processing Unit, 중앙처리장치)가 탑재된 전자기기로서, 그 종류에 대하여 특별한 한정을 두지 않는다.
한편, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (18)
- 공간을 주행하는 로봇의 충전 제어 방법에 있어서,
상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계;
상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(marker)를 검출하는 것을 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하는 단계;
상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
상기 마커가 인식된 지점에서 상기 로봇의 이동을 정지하고, 상기 영상의 일 방향에 대한 중심축과 상기 영상에서 인식되는 상기 마커의 상기 일 방향에 대한 중심축이 서로 일치하도록 상기 로봇을 일정 각도로 회전 제어하는 단계;
상기 로봇이 정지 및 회전하도록 제어한 후에, 상기 영상과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록, 상기 마커가 인식된 지점에서 상기 충전 스테이션을 향하여 상기 로봇을 이동시키는 단계;
상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록 이동한 상태에서, 상기 로봇의 현재 위치, 상기 마커의 위치 및 상기 제1 지점 간의 상대 위치 관계를 산출하는 단계;
상기 산출에 근거하여, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라보도록 상기 로봇의 회전을 제어하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라본 상태에서, 상기 로봇이 제1 지점으로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 식별정보는,
상기 충전 스테이션이 위치한 장소의 위치 정보 및 상기 마커에 해당하는 마커 이미지를 포함하고,
상기 마커를 인식하는 단계에서는,
상기 마커 이미지와 상기 카메라로부터 수신되는 센싱 정보의 비교에 근거하여, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제2항에 있어서,
상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커는, 서로 다른 크기를 갖는 제1 마커 및 제2 마커를 포함하고,
상기 마커를 인식하는 단계에서는,
상기 제1 마커 및 상기 제2 마커 중 적어도 하나에 대한 인식을 수행하고,
상기 제1 마커 및 상기 제2 마커 중 어느 마커가 인식되는지는 상기 로봇과 상기 충전 스테이션의 거리에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
상기 로봇이 상기 제1 지점으로 이동하는 것에 근거하여, 상기 카메라로부터 수신되는 영상의 중심축과 상기 마커의 중심축이 서로 일치할 때까지, 상기 제1 지점에 위치한 상기 로봇을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제7항에 있어서,
상기 마커의 중심, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점은 상기 충전 스테이션과 수직하는 일직선 상에 위치하고,
상기 이동 경로를 생성하는 단계에서는,
상기 카메라로부터 수신되는 영상의 중심축과 상기 마커의 중심축이 일치한 상태에서 상기 제1 지점에 위치한 상기 로봇의 현재 위치에 근거하여, 상기 로봇이 상기 마커를 정면에서 마주보면서 이동하도록 하는 상기 이동 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 충전을 수행하는 단계는,
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점으로부터 특정 거리 이내로 이동한 것에 근거하여, 상기 로봇이 기 설정된 제한 속도 이하로 등속 이동하도록 상기 로봇의 등속 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제9항에 있어서,
상기 로봇의 등속 이동을 제어하는 단계에서는,
상기 카메라로부터 수신되는 영상의 중심축과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하면서 상기 로봇이 등속 이동되도록, 상기 로봇의 자세에 대한 제어가 함께 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제10항에 있어서,
상기 충전을 수행하는 단계는,
상기 로봇이 상기 제2 지점으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하는 것에 근거하여, 타이머(Timer)를 활성화하여 시간을 카운팅하는 단계; 및
상기 로봇과 상기 충전 스테이션 사이에 전류가 흐르는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 충전을 수행하는 단계에서는,
상기 확인 결과, 상기 로봇과 상기 충전 스테이션 사이에 전류가 흐르는 경우, 상기 로봇을 정지시키고,
상기 로봇과 상기 충전 스테이션 사이에 전류가 흐르지 않는 경우, 상기 카운팅에 따른 경과 시간을 확인하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제12항에 있어서,
상기 경과 시간 확인 결과,
상기 경과 시간이 기 설정된 시간 이내이면, 상기 제2 지점을 향하는 상기 로봇의 등속 이동을 유지하고,
상기 경과 시간이 상기 기 설정된 시간을 초과하면, 상기 로봇이 상기 제2 지점과 멀어지도록 상기 로봇을 후진 이동 시킨 후, 상기 제2 지점과 다시 가까워지도록 하는 등속 이동을 통해, 상기 충전 스테이션과의 충전을 재시도하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 제13항에 있어서,
상기 충전을 수행하는 단계에서는,
상기 재시도를 기 설정된 횟수만큼 수행했음에도 불구하고, 상기 충전 스테이션과 전류가 흐르지 않는 경우, 상기 충전 스테이션과의 충전에 대한 실패 이벤트를 생성하고,
상기 실패 이벤트는, 상기 서버로 전달되는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 제어 방법. - 로봇에 있어서,
본체;
상기 본체에 구비되는 카메라;
상기 본체에 구비되며, 공간을 주행하도록 이루어지는 주행부;
서버와의 통신을 수행하는 통신부; 및
충전 이벤트에 근거하여, 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 상기 통신부를 통해 서버로부터 수신하고, 상기 식별정보에 근거하여, 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 로봇에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(marker)를 검출하는 것을 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하고,
상기 마커가 인식된 지점에서 상기 로봇의 이동을 정지하고, 상기 영상의 일 방향에 대한 중심축과 상기 영상에서 인식되는 상기 마커의 상기 일 방향에 대한 중심축이 서로 일치하도록 상기 로봇을 일정 각도로 회전 제어하고,
상기 로봇이 정지 및 회전하도록 제어한 후에, 상기 영상과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리 이내에 위치하도록, 상기 마커가 인식된 지점에서 상기 충전 스테이션을 향하여 상기 로봇을 이동시키고,
상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록 이동한 상태에서, 상기 로봇의 현재 위치, 상기 마커의 위치 및 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리만큼 이격된 제1 지점 간의 상대 위치 관계를 산출하고,
상기 산출에 근거하여, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라보도록 상기 로봇의 회전을 제어하고,
상기 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라본 상태에서, 상기 로봇이 상기 제1 지점까지 상기 로봇의 이동을 제어하고,
상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하고,
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇. - 클라우드 서버와 통신하는 로봇이 위치하는 건물에 있어서,
상기 건물은,
상기 로봇이 충전을 수행하는 충전 스테이션을 포함하고,
상기 로봇은,
상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계;
상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(marker)를 검출하는 것을 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하는 단계;
상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
상기 마커가 인식된 지점에서 상기 로봇의 이동을 정지하고, 상기 영상의 일 방향에 대한 중심축과 상기 영상에서 인식되는 상기 마커의 상기 일 방향에 대한 중심축이 서로 일치하도록 상기 로봇을 일정 각도로 회전 제어하는 단계;
상기 로봇이 정지 및 회전하도록 제어한 후에, 상기 영상과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록, 상기 마커가 인식된 지점에서 상기 충전 스테이션을 향하여 상기 로봇을 이동시키는 단계;
상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록 이동한 상태에서, 상기 로봇의 현재 위치, 상기 마커의 위치 및 상기 제1 지점 간의 상대 위치 관계를 산출하는 단계;
상기 산출에 근거하여, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라보도록 상기 로봇의 회전을 제어하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라본 상태에서, 상기 로봇이 제1 지점으로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물. - 서버, 충전 스테이션 및 로봇 간에 협업을 통하여 상기 로봇에 대한 충전을 수행하는 충전 시스템에 있어서,
상기 충전 시스템에서는,
상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하고,
상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하고,
상기 로봇에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(marker)를 검출하는 것을 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하고,
상기 마커가 인식된 지점에서 상기 로봇의 이동을 정지하고, 상기 영상의 일 방향에 대한 중심축과 상기 영상에서 인식되는 상기 마커의 상기 일 방향에 대한 중심축이 서로 일치하도록 상기 로봇을 일정 각도로 회전 제어하고,
상기 로봇이 정지 및 회전하도록 제어한 후에, 상기 영상과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리 이내에 위치하도록, 상기 마커가 인식된 지점에서 상기 충전 스테이션을 향하여 상기 로봇을 이동시키고,
상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록 이동한 상태에서, 상기 로봇의 현재 위치, 상기 마커의 위치 및 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리만큼 이격된 제1 지점 간의 상대 위치 관계를 산출하고,
상기 산출에 근거하여, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라보도록 상기 로봇의 회전을 제어하고,
상기 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지 상기 로봇의 이동을 제어하고,
상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하고,
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 충천 시스템. - 로봇에서 하나 이상의 프로세스에 의하여 실행되며, 컴퓨터로 판독될 수 있는 기록매체에 저장된 프로그램으로서,
상기 프로그램은,
상기 로봇에서의 충전 이벤트에 근거하여, 상기 로봇이 충전을 수행할 충전 스테이션의 식별정보를 서버로부터 수신하는 단계;
상기 식별정보에 근거하여, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션이 위치한 장소로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇에 구비된 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(marker)를 검출하는 것을 통해, 상기 충전 스테이션에 구비된 상기 마커를 인식하는 단계;
상기 인식에 근거하여, 상기 충전 스테이션으로부터 특정 거리만큼 이격된 제1 지점에서 상기 로봇이 상기 마커를 마주보도록, 상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계;
상기 로봇이 상기 제1 지점에 위치하는 것에 근거하여, 상기 제1 지점에서부터 상기 제1 지점보다 상기 충전 스테이션에 대해 가까운 제2 지점까지의 상기 로봇의 이동 경로를 생성하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 이동 경로를 따라 상기 제2 지점을 향하여 이동하는 것에 근거하여, 상기 충전 스테이션을 통해 충전을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 제1 지점까지의 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계는,
상기 마커가 인식된 지점에서 상기 로봇의 이동을 정지하고, 상기 영상의 일 방향에 대한 중심축과 상기 영상에서 인식되는 상기 마커의 상기 일 방향에 대한 중심축이 서로 일치하도록 상기 로봇을 일정 각도로 회전 제어하는 단계;
상기 로봇이 정지 및 회전하도록 제어한 후에, 상기 영상과 상기 마커의 중심축이 서로 일치하도록 유지한 상태에서, 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록, 상기 마커가 인식된 지점에서 상기 충전 스테이션을 향하여 상기 로봇을 이동시키는 단계; 상기 로봇이 상기 충전 스테이션으로부터 상기 특정 거리 이내에 위치하도록 이동한 상태에서, 상기 로봇의 현재 위치, 상기 마커의 위치 및 상기 제1 지점 간의 상대 위치 관계를 산출하는 단계;
상기 산출에 근거하여, 상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라보도록 상기 로봇의 회전을 제어하는 단계; 및
상기 로봇이 상기 제1 지점을 바라본 상태에서, 상기 로봇이 제1 지점으로 이동하도록 상기 로봇의 이동을 제어하는 단계를 실행하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독될 수 있는 기록매체에 저장된 프로그램.
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