KR20100111795A - 로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇 - Google Patents

로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇 Download PDF

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KR20100111795A
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(주) 한호기술
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Abstract

본 발명은, 바닥면에 일정 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 2차원 바코드가 형성된 소정 크기의 공간을 갖는 2차원 바코드 영역과; 바닥에 일정한 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 RFID 태그가 매설된 소정 크기의 공간을 갖는 RFID 영역과; 2차원 바코드를 인식하는 2차원 바코드 스캐너와 RFID 태그를 인식하는 RFID리더, 이동을 위한 이동수단, 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 RFID 태그의 고유한 좌표값에 대응하는 절대좌표값을 맵핑한 맵 데이터를 저장하는 저장부 및, 제어부를 구비하고, 상기 제어부가 상기 2차원 바코드 영역에서는 2차원 바코드 스캐너에 의하여 인식한 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 상기 RFID 영역에서는 RFID 리더에 의하여 인식한 RFID 태그의 고유한 좌표값을 상기 저장부에 저장된 절대좌표값으로 변환하여 현재 위치를 확인하면서 상기 이동수단을 구동하여 자율 이동하도록 구성된 자율 이동 로봇을 포함하는 로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용가능한 자율 이동 로봇을 제공한다.

Description

로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇 {Self control moving system for robot and self control moving robot}
본 발명은 로봇의 자율 이동에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 바코드가 형성된 영역과 RFID 태그가 설치된 영역을 로봇이 자율 이동하도록 이루어진 로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇에 관한 것이다.
최근 로봇 산업이 발전함에 따라 로봇이 일정 영역 내에서 자율적으로 이동하도록 구성된 자율 이동 로봇이 등장하게 되었다.
이러한 자율 이동 로봇은 바코드가 형성되어 있거나 RFID 태그가 설치되어 있는 로봇의 활동 영역에 바코드 스캐너 또는 RFID 리더에 의하여 바코드 또는 RFID 태그를 인식하고서 바코드 또는 RFID 태그에 기록된 고유한 좌표값을 읽어내고 기 저장된 절대좌표와 매칭시켜 자신의 위치를 확인하면서 자율 이동하도록 구성된다.
또한, 실외 영역에서는 복수의 비콘에서 전송되어오는 신호를 수신하여 자신의 위치를 연산해가면서 자율 이동하도록 구성된 자율 이동 로봇도 있다.
종래의 자율 이동 로봇은 바코드, RFID 태그, 또는 비콘 신호만을 인식하는 방식으로 자율 이동 로봇이 제작됨에 따라, 바코드 인식 로봇의 경우에는 바코드를 형성하기 곤란한 실외 영역 또는 카페트 설치 영역에서는 활동을 할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 자율 이동 로봇이 활동가능한 실내 영역과 실외 영역에 모두 RFID 태그를 설치하고 RFID 인식 로봇의 자율 이동 시스템을 구축할 수도 있지만, 실내 영역에 RFID 태그를 설치하기 위해서는 바코드 형성에 비하여 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다.
또한, 비콘을 이용하는 로봇의 자율 이동 시스템을 구축할 경우에는 설비 비용이 많이 소요되는 단점과 함께 정확한 위치 인식 정밀도가 낮다는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 2차원 바코드와 RFID 태그를 이용하는 새로운 방식의 로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템은, 바닥면에 일정 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 2차원 바코드가 형성된 소정 크기의 공간을 갖는 2차원 바코드 영역과; 바닥에 일정한 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 RFID 태그가 매설된 소정 크기의 공간을 갖는 RFID 영역과; 2차원 바코드를 인식하는 2차원 바코드 스캐너와 RFID 태그를 인식하는 RFID리더, 이동을 위한 이동수단, 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 RFID 태그의 고유한 좌표값에 대응하는 절대좌표값을 맵핑한 맵 데이터를 저장하는 저장부 및, 제어부를 구비하고, 상기 제어부가 상기 2차원 바코드 영역에서는 2차원 바코드 스캐너에 의하여 인식한 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 상기 RFID 영역에서는 RFID 리더에 의하여 인식한 RFID 태그의 고유한 좌표값을 상기 저장부에 저장된 절대좌표값으로 변환하여 현재 위치를 확인하면서 상기 이동수단을 구동하여 자율 이동하도록 구성된 자율 이동 로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 자율 이동 로봇은, 자율 이동 모드의 초기 진입시에 상기 제어부가 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더를 모드 작동시키고, 상기 이동수단에 의하 여 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더 중 어느 하나에서 2차원 바코드 또는 RFID 태그를 인식하도록 하며, 2차원 바코드가 인식되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하며, RFID 태그가 인식되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 상기 자율 이동 로봇의 제어부는 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 2차원 바코드 영역에서 RFID 영역으로 진입한 것으로 확인되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 상기 자율 이동 로봇의 제어부는 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 RFID 영역에서 2차원 바코드 영역으로 진입한 것으로 확인되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되는지를 확인하고, 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 해당 위치의 2차 원 바코드 인식 신호 또는 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않으면, 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 2차원 바코드 또는 RFID 태그 손실을 마킹한다.
또한, 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 상기 자율 이동 로봇은 장애물 감지 센서를 더 구비하고, 상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 장애물을 마킹한다.
또한, 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 상기 자율 이동 로봇은 장애물 감지 센서를 더 구비하고, 상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터의 장애물 마킹에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에서 장애물 마킹을 제거한다.
또한, 상기 2차원 바코드 영역은 실내 공간이고, 상기 RFID 영역은 실외 공간일 수 있다. 또한, 상기 2차원 바코드 영역은 실내 공간이고, 상기 RFID 영역은 실내 공간에 설치된 카페트 영역일 수 있다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자율 이동 로봇은, 바닥면에 일정 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 2차원 바코드가 형성 된 소정 크기의 공간을 갖는 2차원 바코드 영역과, 바닥에 일정한 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 RFID 태그가 매설된 소정 크기의 공간을 갖는 RFID 영역을 자율 이동하는 로봇으로서, 2차원 바코드를 인식하는 2차원 바코드 스캐너와 RFID 태그를 인식하는 RFID리더와; 이동을 위한 이동수단과; 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 RFID 태그의 고유한 좌표값에 대응하는 절대좌표값을 맵핑한 맵 데이터를 저장하는 저장부와; 상기 2차원 바코드 영역에서는 2차원 바코드 스캐너에 의하여 인식한 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 상기 RFID 영역에서는 RFID 리더에 의하여 인식한 RFID 태그의 고유한 좌표값을 상기 저장부에 저장된 절대좌표값으로 변환하여 현재 위치를 확인하면서 상기 이동수단을 구동하여 자율 이동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는, 자율 이동 모드의 초기 진입시에 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더를 모드 작동시키고, 상기 이동수단에 의하여 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더 중 어느 하나에서 2차원 바코드 또는 RFID 태그를 인식하도록 하며, 2차원 바코드가 인식되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하며, RFID 태그가 인식되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되는지를 확인하고, 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 해당 위치의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않으면, 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 2차원 바코드 또는 RFID 태그 손실을 마킹한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 2차원 바코드 영역에서 RFID 영역으로 진입한 것으로 확인되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 RFID 영역에서 2차원 바코드 영역으로 진입한 것으로 확인되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어한다.
또한, 본 발명에 따른 자율 이동 로봇은 장애물 감지 센서를 더 구비하고, 상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 장애물을 마킹한다.
또한, 본 발명에 따른 자율 이동 로봇은 상기 장애물 감지 센서를 더 구비하고, 상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터의 장애물 마킹 에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에서 장애물 마킹을 제거한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 2차원 바코드와 RFID 태그를 이용함으로써, 로봇이 자율 이동하게 될 실내 영역에는 설비비용이 저렴한 2차원 바코드를 형성하고 2차원 바코드를 형성할 수 없는 실외 영역에는 RFID 태그를 설치해 놓고서, 자율 이동 로봇이 2차원 바코드 리더기와 RFID 리더를 이용하여 2차원 바코드와 RFID 태그를 인식하면서 정밀하게 자율 이동할 수 있게 된다. 또한, 실내 영역에서도 2차원 바코드를 사용할 수 없는 카페트 등에는 RFID 태그를 설치해 놓고 기타 영역에는 2차원 바코드를 형성해 놓으면, 실내 영역에서도 자율 이동 로봇이 2차원 바코드 리더기와 RFID 리더를 이용하여 2차원 바코드와 RFID 태그를 인식하면서 정밀하게 자율 이동할 수 있게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 자율 이동 시스템과 이 시스템에 사용 가능한 자율 이동 로봇에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 바닥면에 일정 간격(예를 들면 3.25cm)을 두고서 복수의 2차원 바코드(12,12,...)가 형성된 2차원 바코드 영역(10)과, 바닥에 일정한 간격(예를 들면 5cm)을 두고서 복수의 RFID 태그(22,22,..)가 매설된 RFID 영역(20)을 도시한 도면이다. 여기서, 2차원 바코드(12,12,...)와 RFID 태그(22,22,..)는 각각 고유한 좌표값을 갖는다.
상기 2차원 바코드 영역(10)은 실내 영역일 수 있고, 상기 RFID 영역(20)은 실외 영역일 수 있다.
상기 실외 영역인 RFID 영역(20)에 설치된 RFID 태그(22,22,..)는 도 2a에 도시한 바와 같이 실외 바닥재(24) 상에 설치되고 보호 부재(26)에 의하여 매설된다. 따라서, 상기 보호 부재(26)는 실외 영역인 RFID 영역(20)에 가해지는 충격에 의하여 상기 RFID 태그(22,22,..)가 손상되는 것을 보호하게 된다.
또한, 상기 실내 영역인 2차원 바코드 영역(10)에 형성된 복수의 2차원 바코드(12,12,...)는 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 다양한 폭을 가진 도형 및 문양의 배열 패턴으로 정보를 표현하는 부호 또는 부호체계이며, 본 발명에서는 다양한 2차원 바코드가 사용될 수 있다.
여기서, 2차원 바코드 영역(10)의 바닥면은 바닥에 시공되는 타일, 장판, 나무마루, 온돌마루, 합판마루 또는 강화마루 등으로 이루어진 바닥재이다. 상기 바닥재 상에는 2차원 바코드 층과, 이 2차원 바코드 층을 보호하기 위한 투명 보호층이 형성되어 있다. 상기 2차원 바코드 층은 도 3a와 같은 2차원 바코드(12a)가 인쇄되거나, 도 3b와 같은 2차원 바코드(12b)가 인쇄된 2차원 바코드 코팅지(12c)가 부착되어 있다.
한편, 상기 2차원 바코드 영역(10)은 실내 영역일 수 있고, 상기 RFID 영 역(20)은 예를 들면 RFID 태그가 설치된 카페트일 수 있다. 상기 RFID 역역(20)이 카페트일 경우 도 2b에 도시한 바와 같이 카페트(27)에는 하부에 서로 일정 간격을 두고서 RFID 태그(22,22,..)가 설치된다.
또한, 도 1에서 자율 이동 로봇(30a,30b,30c,30d,30e,30f; 이하 통칭할 때는 도면부호 "30"을 병기한다)은 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더를 구비하고, 2차원 바코드 영역(10)의 2차원 바코드(12,12,...)과 RFID 영역(20)의 RFID 태그(22,22,...)를 인식하면서 2차원 바코드 영역(10)과 RFID 영역(20)을 자율 이동한다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 채용되는 로봇의 요부 회로 블록 구성을 도시한 도면이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율 이동 로봇(30)은 제어부(31)와 2차원 바코드 스캐너(32), RFID 리더(33), 장애물 감지 센서(34), 이동감지센서(35), 이동구동모듈(36) 및 저장부(37)을 구비하여 구성된다.
상기 2차원 바코드 스캐너(32)는 제어부(31)의 제어에 따라 2차원 바코드 영역(10)의 바닥면에 형성된 2차원 바코드를 인식하고 인식된 2차원 바코드 데이터를 제어부(31)로 전달한다.
상기 RFID 리더(33)는 제어부(31)의 제어에 따라 RFID 영역(20)의 바닥에 설치된 RFID 태그를 인식하고 인식된 RFID 태그 데이터를 제어부(31)로 전달한다.
상기 장애물 감지 센서(34)는 이동중에 장애물을 감지하여 제어부(31)로 전달하는 것으로서, 예를 들면 IR 센서, 초음파 센서, 레이저 센서 또는 카메라 센서 로 구성될 수 있다.
상기 이동감지센서(35)는 자율 이동 로봇의 바퀴의 회전수를 감지하거나, 자율 이동 로봇 바퀴의 회전을 위한 모터에 장착된 엔코더를 포함하여 구성되어, 로봇의 이동을 감지하여 제어부(31)로 전달한다.
상기 이동구동모듈(36)은 제어부(31)의 제어에 따라 자율 이동 로봇의 이동을 정밀하게 구동 제어하기 위한 구성이다.
상기 저장부(37)는 자율 이동 로봇이 이동하는 영역[즉, 본 실시예에서는 2차원 바코드 영역(10)과 RFID 영역(20)]에 설치된 2차원 바코드와 RFID 태그에 대한 고유좌표값과 절대좌표값을 미리 저장해 놓은 실제 맵 저장영역(37a)과, 자율 이동 로봇이 자율 이동하면서 2차원 바코드 스캐너(32)와 RFID 리더(33)로부터의 인식신호와 장애물 감지 센서(34)로부터의 감지신호에 근거하여, 자율 이동 로봇이 이동하는 영역[즉, 본 실시예에서는 2차원 바코드 영역(10)과 RFID 영역(20)]에 대한 설치된 2차원 바코드와 RFID 태그에 대한 고유좌표값과 절대좌표값을 갱신하여 저장해 놓은 가상 맵 저장영역(37b)과, 자율 이동 로봇의 제어를 위한 프로그램이 저장되어 있는 프로그램 저장영역(37c)을 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 먼저 로봇(30)이 자율 이동 모드에 진입하면 제어부(31)는 2차원 바코드 스캐너(32)와 RFID 리더(33)를 모두 작동시키고(단계 S1, S3), 이동구동모듈(36)을 제어하여 일정 간격(예를 들면 5cm 간격)으로 나선형 으로 회전 구동하도록 한다(단계 S3).
그후, 제어부(31)는 2차원 바코드 스캐너(32)로부터 2차원 바코드 인식 신호가 입력되는지를 확인한다(단계 S4).
상기 단계 S4에서 2차원 바코드 인식 신호가 입력되는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 RFID 리더(33)의 작동을 종료하도록 제어하고(단계 S5), 입력되는 2차원 바코드 인식 신호와 저장부(37)의 맵 저장영역에 저장된 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S6)[예를 들면 도 1의 2차원 바코드 영역(10)에서 자율 이동 로봇(30a,30b)의 자율 이동].
그후, 상기 제어부(31)는 현재 2차원 바코드 경계 위치를 통과하는지를 확인한다(단계 S7).
상기 단계 S7에서 2차원 바코드 영역 경계 위치를 통과하지 않은 것으로 확인되면 제어부(31)는 상기한 단계 S6의 제어를 수행한다.
한편, 상기 단계 S7에서 2차원 바코드 경계 위치를 통과한 것으로 확인되면[예를 들면 도 1의 2차원 바코드 영역(10)에서 RFID 영역(20)으로 자율 이동한 자율 이동 로봇(30c,30d)], 제어부(31)는 2차원 바코드 스캐너(32)의 작동을 종료하고 RFID 리더(33)를 작동시키도록 제어하고(단계 S8), 입력되는 RFID 태그 인식 신호와 저장부(37)의 맵 저장영역에 저장된 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S9)[예를 들면 도 1의 RFID 영역(20)에서 자율 이동 로봇(30e,30f)의 자율 이동]
한편, 상기한 단계 S4에서 2차원 바코드 인식 신호가 입력되지 않는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 2차원 바코드 스캐너(32)의 작동을 종료하도록 제어하고(단계 S11), 입력되는 RFID 태그 인식 신호와 저장부(37)의 맵 저장영역에 저장된 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S12).
그후, 상기 제어부(31)는 현재 RFID 영역 경계 위치를 통과하는지를 확인한다(단계 S13).
상기 단계 S13에서 RFID 영역 경계 위치를 통과하지 않은 것으로 확인되면 제어부(31)는 상기한 단계 S12의 제어를 수행한다.
한편, 상기 단계 S13에서 RFID 영역 경계 위치를 통과한 것으로 확인되면[예를 들면 도 1의 RFID 영역(20)에서 2차원 바코드 영역(10)으로 자율 이동한 자율 이동 로봇(30d,30c)], 제어부(31)는 RFID 리더(33)의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너(32)를 작동시키도록 제어하고(단계 S14), 입력되는 2차원 바코드 인식 신호와 저장부(37)의 맵 저장영역에 저장된 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S15).
도 6은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 예는 도 9에서와 같이 자율 이동 로봇이 30g위치에서 30h위치를 경유하여 직진하는 도중에 손실된 2차원 바코드(12') 또는 손실된 RFID 태그(22')를 마주치는 경우의 제어동작에 대한 것이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 자율 이동 로봇(30)의 제어부(31)는 자율 이동 모드 중에 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리 더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호와 저장부(37)의 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S20).
그후, 저장부(37)의 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는지를 확인하다(단계 S21).
상기한 단계 S21에서 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 것으로 확인되면, 제어부(31)는 이동구동모듈(36)을 제어하여 일정 간격(예를 들면 5cm 간격)으로 나선형으로 회전 구동하도록 한다(단계 S22).
그후, 저장부(37)의 해당 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는지를 재차 확인하다(단계 S23).
상기한 단계 S23에서 해당 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되는 것으로 확인되면, 제어부(31)는 상기한 단계 S20으로 진행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
한편, 상기한 단계 S23에서 해당 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 것으로 확인되면, 제어부(31)는 저장부(37)의 가상 맵 저장 영역(37b)에서 해당 위치에 대응하는 가상 맵 데이터에 바코드 또는 RFID 태그 손실을 마킹하고(단계 S24), 상기한 단계 S20으로 진행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
도 7은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 예는 도 10(a)와 같이 자율 이동 로봇의 활동 가능 영역의 맵 데이터가 저장부(37)에 저장된 상태에서 도 10(b)와 같은 장애물(25)이 설치된 경우의 제어동작에 대한 것이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 자율 이동 로봇(30)의 제어부(31)는 자율 이동 모드 중에 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호와 저장부(37)의 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S30).
그후, 상기 제어부(31)는 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역에 장애물이 존재하는지를 소정 회수(예를 들면 3회) 확인한다(단계 S31).
상기 단계 S31에서 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역에 장애물이 존재하지 않는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 상기한 단계 S30으로 진행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
한편, 단계 S31에서 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역에 장애물이 존재하는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 새로운 장애물(25)의 영역을 순회하면서 저장부(37)의 가상 맵 저장 영역(37b)에서 해당 장애물 위치에 대응하는 가상 맵 데이터에 장애물을 마킹하고(단계 S32), 상기한 단계 S30으로 진 행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
도 8은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 예는 도 10(a)와 같이 자율 이동 로봇의 활동 가능 영역의 맵 데이터가 저장부(37)에 저장된 상태에서 도 10(b)와 같이 장애물(25)이 설치되었다가 제거된 경우의 제어동작에 대한 것이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 자율 이동 로봇(30)의 제어부(31)는 자율 이동 모드 중에 2차원 바코드 스캐너(32)로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더(33)로부터의 RFID 태그 인식 신호와 저장부(37)의 맵 데이터에 따라 자율 이동을 제어한다(단계 S40).
그후, 상기 제어부(31)는 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역의 장애물 영역에서 장애물이 존재하는지를 소정 회수(예를 들면 3회) 확인한다(단계 S41).
상기 단계 S41에서 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역의 장애물 영역에서 장애물이 존재하는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 상기한 단계 S40으로 진행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
한편, 단계 S31에서 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 활동 가능 영역의 장애물 영역에서 장애물이 존재하지 않는 것으로 확인되면, 상기 제어부(31)는 저장부(37)에 저장된 맵 데이터에 근거한 장애물의 영역을 순회하면서 저장부(37)의 가상 맵 저장 영역(37b)에서 해당 장애물 위치에 대응하는 가상 맵 데이 터에 장애물 마킹을 제거하고(단계 S42), 상기한 단계 S40으로 진행하여 자율 이동 제어를 수행한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 2차원 바코드와 RFID 태그를 이용함으로써, 로봇이 자율 이동하게 될 실내 영역에는 설비비용이 저렴한 2차원 바코드를 형성하고 2차원 바코드를 형성할 수 없는 실외 영역에는 RFID 태그를 설치해 놓고서, 자율 이동 로봇이 2차원 바코드 리더기와 RFID 리더를 이용하여 2차원 바코드와 RFID 태그를 인식하면서 정밀하게 자율 이동할 수 있게 된다.
또한, 실내 영역에서도 2차원 바코드를 사용할 수 없는 카페트 등에는 RFID 태그를 설치해 놓고 기타 영역에는 2차원 바코드를 형성해 놓으면, 실내 영역에서도 자율 이동 로봇이 2차원 바코드 리더기와 RFID 리더를 이용하여 2차원 바코드와 RFID 태그를 인식하면서 정밀하게 자율 이동할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 수정 및 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 수정 및 변형이 첨부하는 특허청구범위에 포함되는 것이라면 본 발명에 속하는 것임은 자명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 바닥면에 2차원 바코드가 형성된 2차원 바코드 영역과 바닥면에 RFID 태그가 설치된 RFID 영역을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 RFID 영역에서 RFID 태그의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 2차원 바코드 영역에 형성되는 2차원 바코드의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 채용되는 로봇의 요부 회로 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 로봇의 자율 이동 시스템에서 로봇이 자율 이동하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 도 6에서 로봇이 자율 이동하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 7 및 도 8에서 로봇이 자율 이동하는 방법을 설명하기 위한 도면 이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 2차원 바코드 영역 12 : 2차원 바코드
20 : RFID 영역 22 : RFID 태그
30,30a~30h : 자율 이동 로봇 31 : 제어부
32 : 2차원 바코드 스캐너 33 : RFID 리더
34 : 장애물 감지 센서 35 : 이동감지 센서
36 : 이동구동모듈 37 : 저장부

Claims (16)

  1. 바닥면에 일정 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 2차원 바코드가 형성된 소정 크기의 공간을 갖는 2차원 바코드 영역과;
    바닥에 일정한 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 RFID 태그가 매설된 소정 크기의 공간을 갖는 RFID 영역과;
    2차원 바코드를 인식하는 2차원 바코드 스캐너와 RFID 태그를 인식하는 RFID리더, 이동을 위한 이동수단, 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 RFID 태그의 고유한 좌표값에 대응하는 절대좌표값을 맵핑한 맵 데이터를 저장하는 저장부 및, 제어부를 구비하고, 상기 제어부가 상기 2차원 바코드 영역에서는 2차원 바코드 스캐너에 의하여 인식한 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 상기 RFID 영역에서는 RFID 리더에 의하여 인식한 RFID 태그의 고유한 좌표값을 상기 저장부에 저장된 절대좌표값으로 변환하여 현재 위치를 확인하면서 상기 이동수단을 구동하여 자율 이동하도록 구성된 자율 이동 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇은, 자율 이동 모드의 초기 진입시에 상기 제어부가 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더를 모드 작동시키고, 상기 이동수단에 의하여 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더 중 어느 하나에서 2차원 바코드 또는 RFID 태그를 인식하도록 하며, 2차원 바코드가 인식되면 RFID 리더 의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하며, RFID 태그가 인식되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇의 제어부는 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 2차원 바코드 영역에서 RFID 영역으로 진입한 것으로 확인되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇의 제어부는 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 RFID 영역에서 2차원 바코드 영역으로 진입한 것으로 확인되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또 는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되는지를 확인하고, 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 해당 위치의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않으면, 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 2차원 바코드 또는 RFID 태그 손실을 마킹하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇은 장애물 감지 센서를 더 구비하고,
    상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 장애물을 마킹하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자율 이동 로봇은 장애물 감지 센서를 더 구비하고,
    상기 자율 이동 로봇의 제어부는 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터의 장애물 마킹에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감 지되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에서 장애물 마킹을 제거하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차원 바코드 영역은 실내 공간이고, 상기 RFID 영역은 실외 공간인 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차원 바코드 영역은 실내 공간이고, 상기 RFID 영역은 실내 공간에 설치된 카페트 영역인 것을 특징으로 하는 로봇의 자율 이동 시스템.
  10. 바닥면에 일정 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 2차원 바코드가 형성된 소정 크기의 공간을 갖는 2차원 바코드 영역과, 바닥에 일정한 간격을 두고서 각각 고유한 좌표값을 갖는 복수의 RFID 태그가 매설된 소정 크기의 공간을 갖는 RFID 영역을 자율 이동하는 로봇으로서,
    2차원 바코드를 인식하는 2차원 바코드 스캐너와 RFID 태그를 인식하는 RFID리더와;
    이동을 위한 이동수단과;
    2차원 바코드의 고유한 좌표값과 RFID 태그의 고유한 좌표값에 대응하는 절대좌표값을 맵핑한 맵 데이터를 저장하는 저장부와;
    상기 2차원 바코드 영역에서는 2차원 바코드 스캐너에 의하여 인식한 2차원 바코드의 고유한 좌표값과 상기 RFID 영역에서는 RFID 리더에 의하여 인식한 RFID 태그의 고유한 좌표값을 상기 저장부에 저장된 절대좌표값으로 변환하여 현재 위치를 확인하면서 상기 이동수단을 구동하여 자율 이동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 자율 이동 모드의 초기 진입시에 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더를 모드 작동시키고, 상기 이동수단에 의하여 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너와 RFID 리더 중 어느 하나에서 2차원 바코드 또는 RFID 태그를 인식하도록 하며, 2차원 바코드가 인식되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하며, RFID 태그가 인식되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위 치에서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회 회전하면서 2차원 바코드 스캐너로부터의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 리더로부터의 RFID 태그 인식 신호가 입력되는지를 확인하고, 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 해당 위치의 2차원 바코드 인식 신호 또는 RFID 태그 인식 신호가 입력되지 않으면, 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 2차원 바코드 또는 RFID 태그 손실을 마킹하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 2차원 바코드 영역에서 RFID 영역으로 진입한 것으로 확인되면 2차원 바코드 스캐너의 작동을 종료하고 RFID 리더에 의한 RFID 태그 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 맵 데이터에 근거하여 RFID 영역에서 2차원 바코드 영역으로 진입한 것으로 확인되면 RFID 리더의 작동을 종료하고 2차원 바코드 스캐너에 의한 2차원 바코드 인식에 의하여 자율 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  15. 제10항에 있어서,
    장애물 감지 센서를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에 장애물을 마킹하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 장애물 감지 센서를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 자율 이동 제어 중에 상기 저장부의 맵 데이터의 장애물 마킹에 근거한 위치에서 상기 장애물 감지 센서로부터 장애물이 감지되지 않는 경우, 상기 이동수단을 제어하여 해당 위치에서 일정 간격으로 선회하면서 장애물 감지 신호가 입력되는지를 확인하고 상기 저장부의 맵 데이터에 해당 위치의 맵 데이터에서 장애물 마킹을 제거하는 것을 특징으로 하는 자율 이동 로봇.
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