KR102668808B1 - 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법이 개시된다. 본 발명의 이동로봇은 목적지 GPS 정보 및 목적지가 포함된 약도 지도를 수신하는 통신부, 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정하는 센서부, 현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 GPS부 및 수신된 GPS 정보가 약도 지도상에 포함되면 약도 지도와 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 3차원 공간정보를 이용하여 목적지로 자율주행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법{Autonomous driving mobile robot and method using schematic map}
본 발명은 자율주행 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약도 지도를 기반으로 이동로봇의 위치를 지정하여 이동로봇의 자율주행을 지원하는 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법에 관한 것이다.
최근 IT 기술이 발점함에 따라 자율주행에 대한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있으며 특히 자율주행용 이동로봇에 대한 관심이 증가하고 있다.
이러한 이동로봇의 알고리즘은 GPS(Global Positioning System)와 같이 위치 인식을 기반으로 하거나, 환경인식을 기반한 지도(Mapping) 정보를 이용하여 자율주행 및 충돌회피 기능을 구현하고 있다.
그러나 GPS는 위성 신호를 기반으로 위치 추적을 하기 때문에 지하 공간, 터널, 밀폐된 공간 등의 위성 신호가 낮거나 수신할 수 없는 곳에서는 작동이 더디거나 아예 작동 불능이 될 수 있는 단점이 있다.
이러한 이유로 인해 GPS 음영지역 등의 위치인식이 불가한 환경에서도 장애물의 충돌회피 및 주율주행이 가능한 자율주행요 로봇의 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허 제10-1901599호(2018.09.28.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 약도 지도를 기반으로 이동로봇의 목적지를 지정하여 목적지가 GPS 음영지역이더라도 이동로봇이 원활하게 자율주행을 할 수 있도록 지원하는 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇은 목적지 GPS 정보 및 목적 지가 포함된 제1 약도 지도를 수신하는 통신부, 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정하는 센서부, 현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 GPS부 및 상기 수신된 GPS 정보가 상기 제1 약도 지도상에 포함되면 상기 제1 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 상기 제어부는, 상기 수신된 GPS 정보가 상기 제1 약도 지도상에 미포함되면 상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 상기 목적지의 방향으로 자율주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상기 제어부는, 상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 자율주행 중 현재 위치가 상기 제1 약도 지도 내에 진입하면 상기 제1 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지의 방향으로 자율주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 경유지를 통과한 후, 상기 목적지로 이동하는 경우, 상기 통신부는, 경유지의 GPS 정보 및 상기 경유지가 포함된 제2 약도 지도를 더 수신하고, 상기 제어부는, 상기 수신된 GPS 정보가 상기 제2 약도 지도상에 포함되면 상기 제2 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 경유지로 자율주행하도록 제어하며, 상기 경유지에 도착하면 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 약도 지도 및 상기 제2 약도 지도는, 동일한 축적 및 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 약도 지도를 이용한 자율주행 이동방법은 이동로봇이 목적지 GPS 정보 및 목적지가 포함된 제1 약도 지도를 수신하는 단계, 상기 이동로봇이 현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 단계, 상기 이동로봇이 상기 수신된 GPS 정보가 상기 약도 지도상에 포함되면 상기 제1 약도 지도와 전방에 대한 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하는 단계 및 상기 이동로봇이 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지로 자율주행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 자율주행 시스템은 목적지와 관련된 키워드가 입력되는 사용자 단말, 상기 사용자 단말로부터 상기 키워드를 수신하고, 상기 수신된 키워드를 이용하여 상기 목적지의 목적지 GPS 정보를 산출하고, 상기 목적지에 대한 약도 지도를 생성하는 지도 제공 서버 및 상기 지도 제공 서버로부터 상기 목적지의 GPS 정보 및 약도 지도를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 목적지까지 자율주행하는 이동로봇을 포함하되, 상기 이동로봇은, 상기 지도 제공 서버로부터 상기 목적지 GPS 정보 및 상기 약도 지도를 수신하는 통신부, 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정하는 센서부, 현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 GPS부 및 상기 수신된 GPS 정보가 상기 약도 지도상에 포함되면 상기 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지도 제공 서버는, 상기 목적지가 지도의 정중앙에 위치되도록 상기 약도 지도를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 키워드는, 주소, 건물명, 상호명 및 관심지역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇 및 방법은 약도 지도를 기반으로 이동로봇의 목적지를 지정함으로써, 목적지가 GPS 음영지역이더라도 이동로봇이 목적지로 원활하게 이동할 수 있다.
또한 약도 지도와 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 생성된 3차원 공간정보를 이용하여 자율주행을 하여 이동로봇의 주변에 위치한 장애물, 사람, 동물 등과 같은 객체를 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇이 목적지로 자율주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇이 목적지로 자율주행하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 자율주행 시스템(400)은 약도 지도를 기반으로 이동로봇(100)의 목적지를 지정하여 목적지가 GPS 음영지역이더라도 이동로봇(100)이 원활하게 자율주행을 할 수 있도록 지원한다. 자율주행 시스템(400)은 이동로봇(100), 사용자 단말(200) 및 지도 제공 서버(300)를 포함한다.
이동로봇(100)은 자율주행을 하는 로봇으로써, 하부에 이송수단을 구비하여 목적지가 지정되면 지정된 목적지를 향해 이동한다. 이동로봇(100)은 지도 제공 서버(300)로부터 목적지가 포함된 약도 지도를 수신하고, 수신된 약도 지도를 이용하여 자율주행한다. 이동로봇(100)은 약도 지도와 실시간으로 측정되는 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 생성된 3차원 공간정보를 이용하여 목적지로 자율주행을 할 수 있다.
사용자 단말(200)은 사용자가 사용하는 단말로써, 이동로봇(100)이 자율주행을 하도록 목적지를 지정한다. 이를 위해 사용자 단말(200)은 사용자로부터 목적지와 관련된 키워드인 사용자 입력을 입력받아 목적지를 지정한다. 이때 사용자 단말(200)은 GPS 정보, UTM(Universal Transverse Mercator) 좌표가 아닌 주소, 건물명, 상호명 및 관심지역 중 적어도 하나의 키워드를 입력받을 수 있다. 즉 사용자는 목적지의 GPS 정보, UTM 정보를 모르더라도, 목적지의 주소, 건물명, 상호명 및 관심지역 중 적어도 하나의 키워드만 알고 있다면 이동로봇(100)의 목적지를 지정할 수 있다.
지도 제공 서버(300)는 약도 지도를 이동로봇(100)에 제공한다. 지도 제공 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 목적지에 대한 키워드를 수신하면 수신된 키워드를 이용하여 목적지, 경유지의 목적지 GPS 정보, 경유지 GPS 정보를 산출한다. 즉 지도 제공 서버(300)는 키워드에 나타난 목적지, 경유지를 인식하고, 인식된 목적지, 경유지에 해당하는 GPS 정보를 산출한다. 지도 제공 서버(300)는 산출된 GPS 정보 또는 키워드를 이용하여 약도 지도를 생성한다. 이때 지도 제공 서버(300)는 목적지, 경유지가 지도의 정중앙에 위치되도록 약도 지도를 생성할 수 있으며, 바람직하게는 가로 50m 내지 200m, 세로 50m 내지 200m 인 정사각형 형태의 지도를 생성할 수 있다. 또한 지도 제공 서버(300)는 목적지, 경유지를 나타내는 약도 지도가 동일한 축적 및 크기를 가지도록 생성할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
한편 자율주행 시스템(400)은 이동로봇(100), 사용자 단말(200) 및 지도 제공 서버(300) 사이에 통신망(450)을 구축하여 서로 간의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신망(450)은 백본망과 가입자망으로 구성될 수 있다. 백본망은 X.25 망, Frame Relay 망, ATM망, MPLS(Multi Protocol Label Switching) 망 및 GMPLS(Generalized Multi Protocol Label Switching) 망 중 하나 또는 복수의 통합된 망으로 구성될 수 있다. 가입자망은 FTTH(Fiber To The Home), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), 케이블망, 지그비(zigbee), 블루투스(bluetooth), Wireless LAN(IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n), Wireless Hart(ISO/IEC62591-1), ISA100.11a(ISO/IEC 62734), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queuing Telemetry Transport), WIBro(Wireless Broadband), Wimax, 3G, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 4G 및 5G일 수 있다. 일부 실시예로, 통신망(450)은 인터넷망일 수 있고, 이동 통신망일 수 있다. 또한 통신망(450)은 기타 널리 공지되었거나 향후 개발될 모든 무선통신 또는 유선통신 방식을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇이 목적지로 자율주행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이동로봇(100)은 통신부(10), 센서부(20), GPS부(30) 및 제어부(40)를 포함하고, 출력부(50) 및 저장부(60)를 더 포함할 수 있다.
통신부(10)는 지도 제공 서버(200)와 통신을 한다. 통신부(10)는 지도 제공 서버(200)로부터 목적지 또는 경유지에 대한 약도 지도(500)를 수신한다. 또한 통신부(10)는 지도 제공 서버(200)로부터 목적지 또는 경유지에 대한 GPS 정보를 수신한다.
센서부(20)는 이동로봇(100)의 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정한다. 센서부(20)는 실시간으로 3차원 거리정보를 측정할 수 있다. 이를 위해 센서부(20)는 RGBD 카메라, 3차원 레이저 스캐너(3차원 라이다, 벨로다인) 등을 포함한다.
GPS부(30)는 이동로봇(100)의 현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신한다. GPS부(30)는 실시간으로 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신할 수 있다.
제어부(40)는 이동로봇(100)의 전반적인 제어를 수행한다. 제어부(40)는 통신부(10)로부터 약도 지도(500)를 전달받으면 아이들(idle) 상태에서 웨이크업(wake-up) 상태로 변환하고, GPS부(30)로부터 GPS 정보를 전달받아 이동로봇(100)의 현재 위치를 추정한다. 이때 제어부(40)는 현재 위치가 약도 지도(500) 내에 위치하는지를 판단하고, 판단된 결과에 따라 자율주행 방식을 다르게 제어한다.
예를 들어 제어부(40)는 현재 위치를 나타내는 GPS 정보가 약도 지도(500)상에 포함되면 약도 지도(500)와 센서부(20)로부터 측정된 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성한다. 제어부(40)는 생성된 3차원 공간정보를 이용하여 목적지(550)로 자율주행하도록 제어한다. 여기서 약도 지도(500)는 지도의 자
또한 제어부(40)는 현재 위치를 나타내는 GPS 정보가 약도 지도(500)상에 미포함되면 통신부(10)로부터 전달된 목적지 GPS 정보를 이용하여 목적지(500)의 방향으로 자율주행하도록 제어한다. 제어부(40)는 목적지 GPS 정보를 이용하여 자율주행 중 현재 위치가 약도 지도(500) 내에 진입하면 약도 지도(500)와 센서부(20)로부터 측정된 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 3차원 공간정보를 이용하여 목적지로 자율주행하도록 제어한다. 즉 제어부(40)는 현재 위치가 목적지(550)가 포함된 약도 지도(500) 이외의 위치하는 원거리에 있으면 목적지(550)의 근처까지 목적지 GPS 정보를 통해 이동하고, 현재 위치가 약도 지도(500) 내에 진입하면 목적지 GPS 정보 없이 약도 지도가 포함된 3차원 공간정보만으로 자율주행을 제어한다.
한편 제어부(40)는 목적지(550) 이동 이전에 경유지를 통과한 후, 목적지(550)로 이동하는 경우, 경유지 GPS 정보 및 경유지가 포함된 약도 지도를 이용하여 경유지로 자율주행하도록 제어한다. 제어부(40)는 현재 위치를 나타내는 GPS 정보가 경유지에 대한 약도 지도상에 포함되면 약도 지도와 실시간 측정되는 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성한다. 제어부(40)는 생성된 3차원 공간정보를 이용하여 경유지로 자율주행하도록 제어하고, 경유지에 도착하면 목적지로 자율주행하도록 제어한다. 여기서 제어부(40)는 현재 위치가 경유지가 포함된 약도 지도에 미포함되는 경우, 경유지 GPS 정보를 이용하여 약도 지도 내로 진입하도록 자율주행한 후, 약도 지도 내로 진입 시, 3차원 공간정보를 이용하여 자율주행하도록 제어할 수 있다.
출력부(50)는 이동로봇(100)의 현재 상태를 출력한다. 출력부(50)는 현재 위치, 목적지, 경유지 등의 정보를 출력할 수 있다. 이때 출력부(50)는 청각적 또는 시각적으로 해당 정보를 출력할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
저장부(60)는 이동로봇(100)이 구동되기 위한 프로그램 또는 알고리즘이 저장된다. 저장부(60)는 지도 제공 서버(300)로부터 수신된 목적지, 경로지의 GPS 정보, 약도 지도가 저장된다. 또한 저장부(60)는 센서부(20)로부터 측정된 3차원 거리정보 및 제어부(40)로부터 생성된 3차원 공간정보가 저장된다. 저장부(60)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 자율주행 방법은 약도 지도를 기반으로 이동로봇의 목적지를 지정함으로써, 목적지가 GPS 음영지역이더라도 이동로봇이 목적지로 원활하게 이동할 수 있다.
S110 단계에서, 사용자 단말(200)은 목적지를 입력받는다. 사용자 단말(200)은 사용자로부터 목적지와 관련된 키워드인 사용자 입력을 입력받아 목적지를 지정한다. 이때 사용자 단말(200)은 GPS 정보, UTM 좌표가 아닌 주소, 건물명, 상호명 및 관심지역 중 적어도 하나의 키워드를 입력받을 수 있다.
S120 단계에서, 사용자 단말(200)은 목적지에 대한 정보를 지도 제공서버(300)로 전송한다. 이때 사용자 단말(200)은 목적지에 대한 정보를 키워드 형태로 전송할 수 있다.
S130 단계에서, 지도 제공 서버(300)은 목적지 GPS 정보를 산출한다. 지도 제공 서버(300)는 목적지에 대한 정보를 기반으로 해당 목적지의 목적지 GPS 정보를 산출한다.
S140 단계에서, 지도 제공 서버(300)는 약도 지도를 생성한다. 지도 제공 서버(300)는 목적지 GPS 정보 또는 키워드를 통해 목적지에 해당하는 약도 지도를 생성한다. 이때 지도 제공 서버(300)는 목적지가 지도의 정중앙에 위치되도록 약도 지도를 생성할 수 있다.
S150 단계에서, 지도 제공 서버(300)는 목적지 GPS 정보 및 약도 지도를 이동로봇(100)으로 전송한다.
S160 단계에서, 이동로봇(100)은 현재 위치를 추정한다. 이동로봇(100)은 목적지 GPS 정보 및 약도 지도가 수신되면 아이들 상태에서 웨이업 상태로 변환되고, 현재 위치를 나타내는 GPS 정보를 수신한다.
S170 단계에서, 이동로봇(100)은 목적지로 자율주행한다. 이동로봇(100)은 약도 지도를 이용하여 현재 위치에서 목적지로 자율주행한다. 이때 이동로봇(100)은 약도 지도 내에 현재 위치가 포함되지 않으면 목적지의 근처까지 목적지 GPS 정보를 통해 이동하고, 현재 위치가 약도 지도 내로 진입하면 목적지 GPS 정보가 아닌 약도 지도를 이용하여 자율주행을 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇이 목적지로 자율주행하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 이동로봇(100)은 약도 지도와 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 생성된 3차원 공간정보를 이용하여 자율주행함으로써, 목적지가 GPS 음영지역이더라도 이동로봇의 주변에 위치한 장애물, 사람, 동물 등과 같은 객체를 회피하며 안전한 자율주행을 할 수 있다.
S210 단계에서, 이동로봇(100)은 목적지 GPS 정보 및 약도 지도를 수신한다. 이동로봇(100)은 지도 제공서버(300)로부터 목적지 GPS 정보 및 약도 지도를 하면 아이들 상태에서 웨이크업 상태로 변환한다. 이를 통해 이동로봇(100)은 전력소모를 최소화할 수 있다.
S220 단계에서, 이동로봇(100)은 현재 위치를 추정한다. 이동로봇(100)은 GPS 정보를 수신하고, 수신된 GPS 정보를 이용하여 현재 위치를 추정한다.
S230 단계에서, 이동로봇(100)은 현재 위치가 약도 지도 상에 위치하는지 판단한다. 이동로봇(100)은 현재 위치가 약도 지도 내에 포함되면 S260 단계를 수행하고, 현재 위치가 약도 지도 내에 미포함되면 S240 단계를 수행한다.
S240 단계에서, 이동로봇(100)은 목적지 GPS 정보를 이용하여 자율주행을 한다. 이동로봇(100)은 현재 위치에서 목적지 GPS 정보에 해당되는 방향으로 자율주행을 한다. 이때 이동로봇(100)은 3차원 거리정보를 실시간으로 측정하여 전방에 있는 장애물, 사람, 동물 등과 같은 객체일 수 있다.
S250 단계에서, 이동로봇(100)은 현재 위치가 약도 지도 내에 진입했는지 판단한다. 이동로봇(100)은 현재 위치가 약도 지도 내에 진입하면 S260 단계를 수행하고, 미진입하면 S240 단계를 재수행한다.
S260 단계에서, 이동로봇(100)은 3차원 공간정보를 생성한다. 이동로봇(100)은 실시간으로 측정되는 3차원 거리정보에 약도 지도를 매핑시켜 3차원 공간정보를 생성한다. 여기서 3차원 공간정보는 현재 위치, 현재 전방 상황, 목적지 위치 등의 정보를 포함할 수 있다.
S270 단계에서, 이동로봇(100)은 목적지로 자율주행을 한다. 이동로봇(100)은 3차원 공간정보를 이용하여 목적지로 자율주행한다. 이를 통해 이동로봇(100)은 GPS 정보가 없이도 현재 위치 및 목적지의 위치를 파악할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 통신부
20: 센서부
30: GPS부
40: 제어부
50: 출력부
60: 저장부
100: 이동로봇
200: 사용자 단말
300: 지도 제공 서버
400: 자율주행 시스템
450: 통신망

Claims (9)

  1. 목적지 GPS 정보 및 목적지가 포함된 제1 약도 지도를 수신하는 통신부;
    RGBD 카메라 또는 3차원 레이저 스캐너를 구비하여 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정하는 센서부;
    현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 GPS부; 및
    상기 수신된 GPS 정보가 상기 제1 약도 지도상에 포함되면 상기 제1 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 GPS 정보가 상기 제1 약도 지도상에 미포함되면 상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 상기 목적지의 방향으로 자율주행하도록 제어하고,
    상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 자율주행 중 현재 위치가 상기 제1 약도 지도 내에 진입하면 상기 제1 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하는 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    경유지를 통과한 후, 상기 목적지로 이동하는 경우,
    상기 통신부는,
    경유지의 GPS 정보 및 상기 경유지가 포함된 제2 약도 지도를 더 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 GPS 정보가 상기 제2 약도 지도상에 포함되면 상기 제2 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 경유지로 자율주행하도록 제어하며, 상기 경유지에 도착하면 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 약도 지도 및 상기 제2 약도 지도는,
    동일한 축적 및 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 약도 지도를 이용한 자율주행 이동로봇.
  6. 삭제
  7. 목적지와 관련된 키워드가 입력되는 사용자 단말;
    상기 사용자 단말로부터 상기 키워드를 수신하고, 상기 수신된 키워드를 이용하여 상기 목적지의 목적지 GPS 정보를 산출하고, 상기 목적지에 대한 약도 지도를 생성하는 지도 제공 서버; 및
    상기 지도 제공 서버로부터 상기 목적지의 GPS 정보 및 약도 지도를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 목적지까지 자율주행하는 이동로봇;을 포함하되,
    상기 이동로봇은,
    상기 지도 제공 서버로부터 상기 목적지 GPS 정보 및 상기 약도 지도를 수신하는 통신부;
    RGBD 카메라 또는 3차원 레이저 스캐너를 구비하여 전방에 대한 3차원 거리정보를 측정하는 센서부;
    현재 위치에 대한 GPS 정보를 수신하는 GPS부; 및
    상기 수신된 GPS 정보가 상기 약도 지도상에 포함되면 상기 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하고, 상기 3차원 공간정보를 이용하여 상기 목적지로 자율주행하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 GPS 정보가 상기 약도 지도상에 미포함되면 상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 상기 목적지의 방향으로 자율주행하도록 제어하고,
    상기 목적지 GPS 정보를 이용하여 자율주행 중 현재 위치가 상기 약도 지도 내에 진입하면 상기 약도 지도와 상기 3차원 거리정보를 매핑하여 3차원 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 지도 제공 서버는,
    상기 목적지가 지도의 정중앙에 위치되도록 상기 약도 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 키워드는,
    주소, 건물명, 상호명 및 관심지역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219843B1 (ko) * 2020-11-10 2021-02-25 (주)뉴빌리티 자율주행을 위한 위치 추정 장치 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8521352B1 (en) * 2012-05-07 2013-08-27 Google Inc. Controlling a vehicle having inadequate map data
KR101941060B1 (ko) 2016-01-20 2019-01-22 주식회사 유진로봇 이동 로봇과 통신을 수행하는 단말 장치의 신호 처리 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219843B1 (ko) * 2020-11-10 2021-02-25 (주)뉴빌리티 자율주행을 위한 위치 추정 장치 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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