KR20130056655A

KR20130056655A - 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법

Info

Publication number: KR20130056655A
Application number: KR1020110122377A
Authority: KR
Inventors: 이진수
Original assignee: 주식회사 케이엔소프트
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-05-30

Abstract

본 발명은 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법에 관한 것으로, 매장 내의 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크를 인식하여서 선택된 지정장소로 이동 안내하며, 운반차량의 전/후측에 클리프(Cliff) 또는 장애물을 감지하기 위한 피에스디(Position Sensing Device: PSD)가 구비되어 장애물을 회피하여 주행하도록 하는 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법에 관한 것이다.

Description

무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법{A counter moving method for collision avoidance of unmanned automatic vehicle}

최근, 종래의 산업용 로봇과 달리, 오피스 로봇, 애완 동물 로봇 등 사람의 생활 속에서 이용되는 로봇의 개발이 다수 행해지고 있다. 그들 로봇은 고정 설치가 아니라, 안내 업무, 반송 업무, 경비 업무 등 집이나 오피스 사이를 자율 이동하면서 작업을 행한다. 자율 이동하는 경우에는 안전을 위해 사람이나 물건에 충돌하지 않도록 이동해야만 한다.

종래에는, 초음파 센서나 레이저 레이더 등 진행 방향의 사람이나 물건 등을 검출하는 수단을 설치하여, 근거리에 사람이나 물건 등의 장해물을 검출한 경우에는 장해물을 우회하는 경로로 변경하고 있었다. 그러나, 이동 장해물도 로봇을 회피하려고 하여 동일한 방향으로 우회할 가능성이 있어, 그런 경우 서로 회피가 불가능해진다. 또한, 회피하기 위해 우회 방향을 역방향으로 절환하려고 할 때 그 타이밍이 이동 장해물과 로봇이 동시이면 회피가 또 불가능해져, 그 사이에 이동 장해물과 로봇이 지나치게 접근하여 충돌 회피를 위해 감속, 정지가 필요해진다.

예를 들어, 이하의 특허 문헌 1(일본국 특허3879860호 공보)에서는 장해물로부터 방사되는 적외선을 검출하는 적외선 센서를 설치하여 장해물이 사람인지 여부를 판단하여, 사람인 경우에는 정지하여 일정시간 대기하고, 진행 방향으로부터 사람이 떠나는 것을 기다려, 떠나면 이동을 재개한다고 하는 수단을 설치한 기술이 개시되어 있다.

또한, 이하의 특허 문헌 2(일본국 특개2004-299001호 공보)에서는 본 발명과는 달리, 자동차에 관련하여 드라이버의 사각(死角)으로부터 튀어나오는 이동 물체와의 충돌을 예측하고, 그것에 의해 주행 지원 제어를 실행하는 기술이 개시되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 문제점 및 어려움을 해결하기 위한 것으로, 매장 내에서 지정된 장소까지 안내하도록 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크를 인식하여서 선택된 지정장소로 운반차량을 이동될 수 있도록 하며, 주행중 이동 경로와 장애물 위치를 고려하여 경로를 설정할 수 있는 충돌 회피 경로 설정 장치, 경로 제어 시스템 및 충돌 회피 경로 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 구성은 전측의 구동바퀴와 후측의 보조바퀴가 하부에 형성되며, 지정위치가 프로그램화된 로드맵이 저장된 메모리에 의해 구동바퀴를 제어하고, 장애물 위치를 검출하는 제어부가 내장되며, 상기 제어부에 반영 또는 갱신하도록 전/후측의 일면에 다수의 피에스디(Position Sensing Device: PSD)가 설치되고, 하면의 전측부에는 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크를 감지하는 근적외선센서가 구비된 구동몸체와, 상기 구동몸체의 상부 중앙에 수직으로 축설된 고정축 및, 상기 고정축 상/하부의 양측에 각각 리더기로 구성되는 무인 자율주행 운반차량이 장애물의 충돌회피를 위한 대응방법에 있어서,

상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD) 주행정보를 산출하는 단계; 상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)에서 장애물 거리와 상기 장애물 위치를 산출하는 단계; 상기 근적외선센서가 랜드마크를 감지하여 정보를 수집하는 단계;

상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)가 운반차량의 주위에 상기 장애물 위치가 반영 또는 운반차량이 경로이탈이 된 경우 상기 로드맵을 초기화 하고, 상기 운반차량이 제자리에서 저속으로 회전하여 회전위치를 보정하여 랜드마크로 주행하는 단계를 포함하는 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법을 제공한다.

본 발명에 따른 무인 자율주행 운반차량은, 입력부를 통해 가고자 하는 지정장소를 쉽게 선택할 수 있고, 선택된 지정장소까지 안내하도록 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크를 인식할 수 있는 근적외선센서를 구비하여서, 랜드마크를 따라 자동으로 운행을 안내받으며 이동할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은 운반차량의 전/후측에 장애물을 감지하기 위한 피에스디(Position Sensing Device: PSD)가 구비하여서, 지정장소까지 안내하는 중에 경로를 이탈하여도 경로이탈을 보정하여 원위치에 복귀할 수 있도록 하여 지정장소까지 안전하게 안내하는 이점을 갖춘다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 운반차량의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 무인 운반차량의 좌측도(a), 정면도(b) 및 우측도(c).
도 3은 본 발명에 따른 무인 운반차량의 주행구조도.
도 4는 본 발명에 따른 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법에 따른 제어과정을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 무인 자율주행 운반차량의 제어계통을 나타낸 블럭도.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 구성에 있어 도 1에서 도 5에 나타낸 바와 같이 전측의 구동바퀴(120a, 120b)와 후측의 보조바퀴(125)가 하부에 형성되며, 지정위치가 프로그램화된 로드맵이 저장된 메모리(210)가 내장되며, 구동바퀴(120a, 120b)를 제어하고, 장애물 위치를 검출하는 제어부(200)가 내장되며, 상기 제어부(200)에 반영 또는 갱신하도록 전/후측의 일면에 다수의 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)가 설치되고, 하면의 전측부에는 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크(10)를 감지하는 근적외선센서(112)가 구비된 구동몸체(110)와, 상기 구동몸체(110)의 상부 중앙에 수직으로 축설된 고정축(130) 및, 상기 고정축(130) 상/하부의 양측에 각각 리더기(140)로 구성되는 무인 자율주행 운반차량이 장애물의 충돌회피를 위한 대응방법에 있어서,

상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111) 주행정보를 산출하는 단계; 상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)에서 장애물 거리와 상기 장애물 위치를 산출하는 단계; 상기 근적외선센서(112)가 랜드마크(10)를 감지하여 정보를 수집하는 단계;

상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)가 운반차량(100)의 주위에 상기 장애물 위치가 반영 또는 운반차량(100)이 경로이탈이 된 경우 상기 로드맵을 초기화 하고, 상기 운반차량(100)이 제자리에서 저속으로 회전하여 회전위치를 보정하여 랜드마크(10)로 주행하는 단계를 포함하는 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법을 제공한다.

이하에서는 본 발명에 따른 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법에 대하여 도면(도 4와 도 5)과 함께 설명하기로 한다.

우선, 사용자가 운반차량(100)를 온(ON)시키고 제어부(200)에 주행방식을 포함한 운전조건을 입력하면, 제어부(200)는 운반차량(100)이 운전시작 하도록 한다.

그 다음, 제어부(200)는 메모리(210)에 저장되어 있는 로드맵을 초기화 하며, 다시 말하면, 로드맵에 반영되어 있던 장애물 위치를 삭제하게 되며, 그 다음, 제어부(200)는 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)를 이용하여, 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)와 장애물의 장애물거리를 산출하고, 이렇게 산출된 장애물거리의 장애물 위치를 취득하여 로드맵에 반영된다.

그리고 제어부(200)는 로드맵을 주기적으로 갱신하면서, 로드맵의 갱신은 장애물 위치가 반영되어 로드맵의 주행에 대응되는 정지, 회전 또는 저속주행으로 이동시키는 방식을 반영하면서 장애물 위치를 삭제하게 된다.

이어서, 제어부(200)는 주행방식이 근적외선센서(112)가 랜드마트(10)를 감지하고 있는가를 판단정보를 확인하여 주행을 하게 된다.

그 다음, 제어부(200)는 운반차량(100)이 주행진로를 주행하도록 하면서, 메모리(210)에 저장되는 로드맵의 주행진로 상에 장애물 위치가 반영되어 있는지를 판단한다.

이때에, 주행진로 상에 장애물 위치가 반영됨이 없으면, 제어부(200)는 운전종료조건인지를 판단하여, 운전종료조건이 아니면 주행단계로 회귀 및 그 이후의 단계를 수행하고, 운전종료조건이면 종료한다.

여기서, 운전종료조건은 운반차량(100)이 주행방식 또는 그 이외의 주행방식에 따른 주행경로를 완주한 경우일 수 있다.

반면에, 주행진로 상에 장애물 위치가 반영되어 있으면, 제어부(200)는 장애물 회피 진로를 산출하게 되며, 이에 운반차량(100)은 장애물 회피를 위해 운행정지를 결정하고, 제어부(200)는 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)에 의해 장애물 위치를 계속적으로 전송받게 되어 장애물 위치를 산출한다.

그리고, 주행중 장애물 또는 충돌로 인해 경로이탈이 발생하면 진로 상에 근적외선센서(112)가 랜드마크(10)를 감지못한다는 판단이 제어부(200)로 반영되어 있으면, 제어부(200)는 운반차량(100)의 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)가 랜드마크(10) 상의 거리를 측정하여 운반차량(100)과 랜드마크(10) 간의 최단거리를 판단하여 가속 또는 정속주행을 하는 회귀단계를 수행한다.

상기 제어부(200)는 장애물 또는 충돌로 인해 경로이탈이 발생하여 운반차량(100)을 제어하는 것을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

운반차량(100)이 장애물 또는 충돌로 인해 경로이탈이 발생하면, 메모리(210)에 정장된 로드맵을 초기화 한다.

그 다음, 제어부(200)는 운반차량(100)이 제자리에서 저속으로 회전되도록 하면서, 상기되는 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)를 이용하여, 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)와 랜드마크(10) 간 거리를 산출하고, 이렇게 산출된 이탈거리를 취득하여 로드맵에 주기적으로 갱신한다.

그 다음, 제어부(200)는 운반차량(100)이 좌/우회전을 완료했는지를 판단하여, 미완료이면 계속하여 운반차량(100)이 좌/우회전을 완료했는지를 판단하고, 완료이면 운반차량(100)의 회전을 정지시킨다.

그 다음, 제어부(200)는 로드맵 상에 랜드마크(10)의 거리영역이 있는지를 판단하게 되며, 랜드마크(10)의 인접거리를 산출하여, 산출된 인접거리들 중 운반차량(100)의 최단거리가 있는지를 판단하여 제어부(200)는 로드맵 상에 회귀진로를 산출하고, 운반차량(100)이 회귀진로를 따라 주행하도록 한다.

그 다음, 제어부(200)는 로드맵을 초기화하고, 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)를 이용하여 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)와 장애물의 위치를 산출하는 동시에 근적외선센서(112)가 랜드마크(10)를 계속적으로 감지하게 된다.

그리고, 상기와 같이 랜드마크(10)를 통해 주행하는 도중 장애물 또는 구조물과의 간섭 즉, 상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)들에 의해 장애물 또는 구조물의 위치를 감지하게 되면, 이러한 구조물 또는 장애물을 회피 또는 경로이탈에 따른 회귀를 하기 위하여 상기 제어부(200)에서 상기 구동바퀴(120a, 120b)를 구동하는 주행모터구동부(300)에 의해 구동모터(310a, 310b)를 제어하여 운반차량(100)을 회전시키기 위한 회전명령을 발생시킨다.

상기와 같이 회전명령이 발생하게 되면, 상기 회전명령을 수신한 제어부(200)가 주행모터구동부(300)에 명령을 내려 구동모터(310a, 310b)에서 좌측 또는 우측 구동바퀴(120a, 120b)의 회전수를 달리함으로써 상기 회전명령을 수행하여 운반차량(100)이 회전하여 장애물 또는 구조물을 회피 또는 경로이탈에 따른 회귀를 하여 진로영역을 계속해서 주행하게 된다.

상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법은 다양하게 설계 변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.

랜드마크 : 10, 운반차량 : 100, 구동몸체 : 110, 피에스디 : 111, 근적외선센서 : 112, 구동바퀴 : 120a, 120b, 보조바퀴 : 250, 고정축 : 130, 리더기 : 140, 제어부 : 200, 메모리 : 210, 주행모터구동부 : 300, 구동모터 : 310a, 310b

Claims

전측의 구동바퀴(120a, 120b)와 후측의 보조바퀴(125)가 하부에 형성되며, 지정위치가 프로그램화된 로드맵이 저장된 메모리(210)가 내장되며, 구동바퀴(120a, 120b)를 제어하고, 장애물 위치를 검출하는 제어부(200)가 내장되며, 상기 제어부(200)에 반영 또는 갱신하도록 전/후측의 일면에 다수의 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)가 설치되고, 하면의 전측부에는 바닥에 부착 또는 형성된 랜드마크(10)를 감지하는 근적외선센서(112)가 구비된 구동몸체(110)와, 상기 구동몸체(110)의 상부 중앙에 수직으로 축설된 고정축(130) 및, 상기 고정축(130) 상/하부의 양측에 각각 리더기(140)로 구성되는 무인 자율주행 운반차량이 장애물의 충돌회피를 위한 대응방법에 있어서,
상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111) 주행정보를 산출하는 단계;,
상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)에서 장애물 거리와 상기 장애물 위치를 산출하는 단계;,
상기 근적외선센서(112)가 랜드마크(10)를 감지하여 정보를 수집하는 단계;,
상기 피에스디(Position Sensing Device: PSD)(111)가 운반차량(100)의 주위에 상기 장애물 위치가 반영 또는 운반차량(100)이 경로이탈이 된 경우 상기 로드맵을 초기화 하고, 상기 운반차량(100)이 제자리에서 저속으로 회전하여 회전위치를 보정하여 랜드마크(10)로 주행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자율주행 운반차량의 충돌회피 대응방법.