KR20150053632A - 무인반송차 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

무인반송차 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유지 보수가 필요한 바닥의 가이드 마크 없이 무인반송차의 주행을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 무인반송차 주행 제어 방법은 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 방법으로서, 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계, 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 획득하는 단계, 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 획득하는 단계, 무인반송차의 현재 센서정보 및 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계, 주행방향에 따라 무인반송차를 주행시키는 단계, 주행한 무인반송차의 센서정보가 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 단계를 포함한다.

Description

무인반송차 주행 제어 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRAVELING OF AUTOMATIC GUIDED VEHICLE}
본 발명은 유지 보수가 필요한 바닥의 가이드 마크 없이 무인반송차의 주행을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인반송 시스템이란 작업장의 내부에서 생산에 필요한 물품들을 옮길 때 사용되는 이송체계를 가리키는 데, 사람이 직접 운반하지 않고 정해진 궤도를 따라 무인반송차에 의하여 자동으로 이송되도록 함으로써, 인력에 의존한 부품 이송작업은 인력낭비는 물론 작업자 안전사고를 방지하고 있다.
이러한 무인반송 시스템에서는 전자유도 현상을 이용한 방식이 널리 사용되고 있는데, 이 방식은 무인반송차가 이동될 경로의 바닥 면에 미리 동축케이블을 매입 설치해 놓은 상태에서 이동대차의 저면에는 전자유도현상에 의한 자장을 인식할 수 있는 감지시스템을 설치하여 이 감지시스템이 동축케이블을 따라 흐르는 전류에 의해 생성된 자장을 인식하여 이동대차의 주행방향 및 속도 등을 제어하여 원하는 목적지까지 반송되도록 하고 있다.
또한, 최근에는 동축케이블을 대신하여 바닥면에 부착된 자기테이프와 같은 가이드 마크를 인식하여 자동으로 무인반송차의 주행을 제어하여 원하는 목적지까지 반송되도록 하는 무인반송시스템이 보급되고 있다.
그러나 이러한 무인반송 시스템은 바닥면에 가이드 마크를 부착해야 하므로 시스템을 구축하기 위한 설치가 어려울 뿐만 아니라, 작업장의 구조 변경으로 인해 반송 경로가 바뀌면 가이드 마크를 수정해야 하므로 불편한 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 제1996-271269호 일본 공개특허공보 제1997-269820호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 유지 보수가 필요한 바닥의 가이드 마크 없이 무인반송차의 위치를 추정하여 주행을 제어하는 무인반송차 주행 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 무인반송차 주행 제어 방법은 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 방법으로서, 상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계; 상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 획득하는 단계; 상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 획득하는 단계; 상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계; 상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 단계; 및 상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서정보는,상기 무인반송차가 해당 지점에서 촬영한 영상 프레임, 상기 지점에서 무인반송차의 방향 및 이동거리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 사전에 상기 무인반송차로 작업장을 주행하면서 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 상기 각 경로상에서 상기 센서정보를 획득하여 데이터베이스를 구축하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하는 단계; 상기 센서정보들 중 상기 데이터베이스에 저장된 상기 시작지점의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하는 단계; 상기 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 상기 무인반송차의 초기 주행방향을 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최단경로를 획득하는 단계는, 상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서정보들을 획득하는 단계는, 상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계는, 상기 무인반송차의 현재지점에서 상기 센서정보 및 상기 데이터베이스로부터 상기 현재지점 주변의 지점들에 대한 센서정보들을 획득하는 단계; 상기 데이터베이스로부터 획득한 센서정보들을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬하는 단계; 정렬된 상기 센서정보들을 기준으로 하는 상기 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출하는 단계; 상기 무인반송차의 센서정보를 기준으로 하는 상기 기준 센서정보의 상대적인 방향인 제2방향을 산출하는 단계; 및 상기 제1방향 및 상기 제2방향을 합산한 방향을 상기 무인반송차의 주행방향으로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1방향을 산출하는 단계는,
Figure pat00001
에 의해 상기 제1방향을 산출하고, V는 상기 센서정보 중 방향을, ω는 상기 센서정보를 획득한 각 지점으로부터 상기 무인반송차까지의 거리에 반비례하는 가중치를 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무인반송차를 주행하는 단계는, 상기 주행방향에 따라 설정된 속도대로 상기 무인반송차를 주행시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되지 않는 경우 상기 주행한 무인반송차의 현재 위치에서 상기 센서정보들을 획득하는 단계, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계 및 상기 무인반송차를 주행하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 무인반송차 주행 제어장치는 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 장치로서, 사전에 상기 무인반송차로 작업장을 주행하면서 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 상기 각 경로상에서 상기 센서정보를 획득하여 저장하는 데이터베이스; 상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 사용자 인터페이스; 상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 경로 생성부; 상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하고, 상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 주행방향 결정부; 상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 주행부; 및 상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하고, 상기 센서정보들 중 상기 데이터베이스에 저장된 상기 시작지점의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하여, 상기 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 상기 무인반송차의 초기 주행방향을 결정하는 초기 주행방향 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주행부는, 상기 주행방향에 따라 설정된 속도대로 상기 무인반송차를 주행시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서정보는, 상기 무인반송차가 해당 지점에서 촬영한 영상 프레임, 상기 지점에서 무인반송차의 방향 및 이동거리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 주행방향 결정부는, 상기 무인반송차의 현재지점에서 상기 센서정보 및 상기 데이터베이스로부터 상기 현재지점 주변의 지점들에 대한 센서정보들을 획득하는 획득부; 상기 데이터베이스로부터 획득한 센서정보들을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬하는 정렬부; 정렬된 상기 센서정보들을 기준으로 하는 상기 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출하는 제1방향 산출부; 상기 무인반송차의 센서정보를 기준으로 하는 상기 기준이 센서정보의 상대적인 방향인 제2방향을 산출하는 제2방향 산출부; 및 상기 제1방향 및 상기 제2방향을 합산한 방향을 상기 무인반송차의 주행방향으로 결정하는 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1방향 산출부는,
Figure pat00002
에 의해 상기 제1방향을 산출하고V는 상기 센서정보 중 방향을, ω는 상기 센서정보를 획득한 각 지점으로부터 상기 무인반송차까지의 거리에 반비례하는 가중치를 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되지 않는 경우 상기 주행한 무인반송차의 현재 위치에서 상기 센서정보들을 획득하여, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정한 후 상기 무인반송차를 주행하는 것을 반복 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 무인반송차 주행 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 방법으로서, 상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계; 상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 획득하는 단계; 상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 획득하는 단계; 상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계; 상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 단계; 및 상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가이드 마크 설치 및 수정 비용 없이, 무인반송차의 센서정보 및 데이터베이스를 기반으로 현재 위치를 파악하고 주행을 제어함으로써, 손쉽게 무인반송차를 목적지점까지 주행시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인반송차 주행 제어 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1의 무인반송차가 주행하는 작업장 레이아웃의 일 실시 예를 보이는 도면이다.
도 3은 도 2의 작업장 레이아웃 중 일 실시 예에 따른 최단경로 및 해당 최단경로에서 획득한 센서 정보를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1 중 주행방향 결정부의 상세 구성도 이다.
도 5는 도 1 중 주행방향 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인반송차 주행 제어 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
도 7은 도 6 중 주행방향 결정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인반송차 주행 제어 장치의 구성을 보이는 블록도 이다. 도 1을 참조하면 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 주행부(110), 환경 인식부(120), 데이터베이스(130), 사용자 인터페이스(130), 경로 설정부(150), 주행방향 결정부(160), 주행부(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
주행부(110)는 예를 들면, 구동 모터(미도시) 등을 포함하여 무인반송차를 이동시키는 것으로, 제어부(170)로부터의 구동 제어 신호에 의해 작업장 내에서 무인반송차를 주행한다. 여기서 주행부(110)는 무인반송차를 설정된 속도로 주행시킨다.
환경 인식부(120)는 제어부(170)의 제어 하에 예를 들면, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 센서 등을 포함하는 거리 측정 센서(미도시)를 이용하여 작업장 내의 임의의 지점을 스캔(환경 인식)함으로써 획득된 무인반송차의 주행방향 및 이동거리 정보를 포함하는 센서정보들을 취합한다. 더 나아가 환경 인식부(120)는 예를 들어 카메라 또는 스테레오 카메라 등을 포함하는 영상 촬영부(미도시)를 이용하여 작업장 내의 임의의 지점을 촬영한 영상 프레임들을 포함하는 센서정보들을 취합한다. 본 실시 예에서 환경 인식부(120)가 취합하는 센서정보는 임의의 위치에서 촬영된 영상 프레임, 해당 위치에서 무인반송차의 주행방향(이하 설명의 편의상 “방향”이라 표기하기로 함) 및 이동거리를 포함할 수 있다.
데이터베이스(130)는 작업장의 레이아웃을 저장하고 있고, 사전에 무인반송차로 작업장을 주행하면서 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 각 경로상에서 센서정보를 획득하여 저장한다.
도 2에는 무인반송차가 주행하는 작업장 레이아웃의 일 실시 예를 보이고 있다. 도 2를 참조하면, 작업장 레이아웃은 무인반송차가 대기하는 제1 대기 지점(210) 및 제2 대기 지점(220)과, 중간지점으로써의 A 내지 E(210 내지 270)를 포함한다. 본 실시 예에서 무인반송차는 가이드 마크 없이 작업장 내의 시작지점(임의의 위치)에서 목적지점까지 주행한다.
사전에, 무인반송차는 제어부(170)의 제어 하에 작업장 내의 제1 대기 지점(210)부터 각 중간지점(A(230) 내지 E(270))까지 주행하면서 센서정보를 취합하여 데이터베이스(130)에 저장한다. 마찬가지로, 무인반송차는 제어부(160)의 제어 하에 작업장 내의 제2 대기 지점(220)부터 각 중간지점(A(230) 내지 E(270))까지 주행하면서 센서정보를 취합하여 데이터베이스(130)에 저장한다. 또한 데이터베이스(130)에는 설정된 시작지점에서 목표지점까지의 경로가 저장된다. 예를 들어 제1 대기 지점(210)을 시작지점으로 하고, 목표지점을 D(260)로 설정한 경우, 제1 대기지점(210)에서 A(230)를 통하여 D(260)까지 주행하는 제1 경로, 제1 대기지점(210)에서 B(240)를 통하여 D(260)까지 주행하는 제2 경로 및 제1 대기지점(210)에서 C(250) 및 E(270)를 통하여 D(260)까지 주행하는 제3 경로가 저장된다. 시작지점에 중간지점을 통하여 목표지점까지의 경로 상에는 무수히 많은 지점들이 존재하며, 환경인식부(110)는 각 지점들에서 획득한 센서정보를 데이터베이스(130)에 저장한다.
사용자 인터페이스부(140)는 무인반송차가 주행할 수 있도록 시작지점 및 목표지점의 좌표를 수신하거나, 무인반송차에 작업 명령을 입력하기 위해 사용자에 의한 스위치 조작 신호 또는 음성 신호를 수신한다. 본 실시 예에서 사용자 인터페이스(130)를 통하여 시작지점을 제1 대기지점(210)으로, 목표지점을 E(270)로 설정하였다고 가정하고 설명하기로 한다.
경로 설정부(150)는 사용자 인터페이스부(140)에 의해 시작지점 및 목표지점 설정이 완료되면, 데이터베이스(130)로부터 설정된 시작지점 및 목표지점까지의 경로를 검색하고, 그로부터 최단경로를 설정한다.
도 3에는 작업장 레이아웃 중 일 실시 예에 따른 최단경로 및 해당 최단경로에서 획득한 센서 정보가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 사용자 인터페이스(130)를 통하여 시작지점이 제1 대기지점(210)으로, 목표지점이 E(270)으로 설정된 경우, 경로 설정부(150)는 데이터베이스(130)로부터 제1 대기지점(210)에서 E(270)까지의 경로를 검색한다. 경로 검색결과, 제1 대기 지점(210)에서 A(230) 및 D(260)를 통하여 E(270)까지의 제1 경로, 제1 대기 지점(210)에서 B(240) 및 D(260)를 통하여 E(270)까지의 제2 경로, 제1 대기 지점(210)에서 B(240)를 통하여 E(270)까지의 제3 경로 및 제1 대기 지점(210)에서 C(250)를 통하여 E(270)까지의 제4 경로가 존재한다. 경로 설정부(150)는 데이터베이스(130)에 저장된 제1 내지 제4 경로 중 최단경로 즉, 제4 경로를 최종 주행 경로로 설정한다. 또한 도 3에는 후술하는 주행방향 결정부(160)가 데이터베이스(130)로부터 최단경로 즉, 제4 경로 상에 존재하는 각 지점(S)별 센서정보(영상 프레임(I), 방향(V) 및 이동 거리)를 획득한 예가 도시되어 있다.
주행방향 결정부(160)는 설정된 주기 별로 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 데이터베이스(130)로부터 검색하여 획득하고, 무인반송차의 현재 센서정보 및 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 무인반송차의 주행방향을 결정한다.
여기서 주행방향 결정부(160)는 실질적인 무인방송차의 주행방향 결정 전에, 초기 주행방향을 결정하는 초기 주행방향 결정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 주행방향 결정부(160)는 초기 주행방향 결정 시에, 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하고, 센서정보들 중 데이터베이스(130)에 저장된 시작지점(제1 대기 지점(210))의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하여, 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 무인반송차의 초기 주행방향을 결정할 수 있다.
도 4는 주행방향 결정부(160)의 상세 구성도가 도시되어 있고 도 5는 주행방향 결정부(160)의 주행방향 결정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 주행방향 결정부(160)는 획득부(161), 정렬부(162), 제1방향 산출부(163), 제2방향 산출부(164) 및 결정부(165)를 포함한다. 이어서 도 4 및 도 5를 참조하여 초기 주행방향 결정이 완료된 후의 주행방향 결정부(160)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
획득부(161)는 무인반송차의 현재 센서정보를 획득하고, 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 센서정보들을 데이터베이스(130)로부터 검색하여 획득(도 3에 도시)한다. 여기서 무인반송차의 현재 센서정보라 함은 초기 주행방향이 결정된 제1 대기 지점(210)에서 C(250)로 주행하기 위해 획득한 제1 대기 지점(210)에 대한 센서정보일 수 있다. 그리고 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 센서정보들이라 함은, 제1 대기 지점(210) 주변의 임의의 위치들에 해당하고 데이터베이스(130)에 저장된 센서정보들을 나타낸다. 도 5a에는 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 임의의 지점들 S1 내지 S5에 대한 센서정보들을 데이터베이스(130)로부터 검색하여 도시한 것을 보이고 있다.
정렬부(162)는 데이터베이스(130)로부터 획득한 센서정보들(S1 내지 S5)을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬한다. 도 5b에는 데이터베이스(130)로부터 검색한 최단경로 상의 임의의 지점들 S1 내지 S5에 대한 센서정보들을 S1을 기준으로 정렬한 예가 도시되어 있다.
제1방향 산출부(163)는 정렬된 센서정보들(S1 내지 S5)을 기준으로 하는 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출한다. 도 5c를 참조하면, 제1방향 산출부(143)는 임의의 제1 지점에 대한 센서정보(S1) 중 방향(V1)을 획득하고, 비주얼 오도메트리(visual odometry)에 의해 제1 지점에서 무인반송차의 현재지점까지의 거리(d1)를 산출한다. 이와 같은 방법으로 제1방향 산출부(143)는 제2 지점 내지 제5 지점에 대한 센서정보(S2 내지 S5) 중 방향(V2 내지 V5)을 획득하고, 제2 지점 내지 제5 지점에서 무인반송차의 현재지점까지의 거리(d2 내지 d5)를 산출한다.
정렬된 센서정보들(S1 내지 S5)을 기준으로 하는 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향(VR1)은 하기 수학식1에 산출할 수 있다.
Figure pat00003
수학식 1에서 V(V1 내지 V5)는 센서정보의 방향, ω는 센서정보를 획득한 각 지점(제1 지점 내지 제5 지점)으로부터 현재 무인반송차까지의 거리(d1 내지 d5)에 반비례하는 가중치를 나타낸다.
수학식1에 의해 제1방향(VR1) 산출이 완료되면, 제2방향 산출부(164)는 무인반송차의 센서정보(SR)를 기준으로 하는 기준 센서정보(S1)의 상대적인 방향인 제2 방향(VR2)을 산출한다.
결정부(165)는 산출된 제1방향(VR1) 및 제2 방향(VR2)을 합산한 방향을 무인반송차의 최종 주행방향으로 결정한다.
주행방향이 결정되면, 제어부(170)는 주행부(110)를 제어하여 설정된 속도로 무인반송차를 주행한다.
제어부(170)는 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 현재 센서정보와 목표지점(E(270))의 센서정보를 비교하여 매칭되는 경우 주행을 종료하고, 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 센서정보와 목표지점(E(270))의 센서정보가 매칭되지 않는 경우, 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 현재 위치에서 센서정보들을 획득하여, 무인반송차의 주행방향을 결정한 후 무인반송차를 주행하는 것을 반복 수행하도록 제어한다. 제어부(170)는 마이크로 프로세서(미도시) 등을 포함하여 무인반송차 주행 제어 장치의 전반적인 동작 제어를 수행한다. 제어부(170)는 무인반송의 위치 인식을 통하여, 작업장 내에서 임의의 지점(시작지점)에서 목표지점까지의 주행을 제어하고, 무인반송차의 주행으로 생성된 센서정보들을 취합하여 방향결정을 제어하고, 생성된 모든 센서정보에 대하여 데이터베이스(130)로의 기록(저장) 또는 데이터베이스(130)로부터의 독출을 제어한다.
이와 같이 본 실시 예는, 가이드 마크 설치 및 수정 비용 없이, 무인반송차의 센서정보 및 데이터베이스를 기반으로 현재 위치를 파악하고 주행을 제어함으로써, 손쉽게 무인반송차를 목적지점까지 주행시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 다른 무인반송차 주행 제어 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서, 도 1 내지 도 5에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
무인반송차 주행 제어 장치(100)는 사전에 작업장을 주행하면서 작업장 내의 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 각 경로상에서 센서정보를 취합하여 데이터베이스를 구축하는 단계(S610)를 수행한다. 이밖에 데이터베이스에는 작업장의 레이아웃이 저장되어 있다. 여기서 경로 및 센서정보를 획득하는 지점이라 함은, 도 3에 도시된 제1 및 제2 대기지점(210,220)과, 중간지점(A(230) 내지 E(270))일 수 있다.
이후 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차가 주행할 수 있도록 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계(S620)를 수행한다. 본 실시 예에서 시작지점을 제1 대기지점(210)으로, 목표지점을 E(270)으로 설정하였다고 가정하고 설명하기로 한다.
시작지점 및 목표지점 설정이 완료되면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 설정된 시작지점 및 목표지점까지의 경로를 데이터베이스로부터 검색하고, 그로부터 최단경로를 설정하는 단계(S630)를 수행한다. 도 3을 참조하면, 경로 검색결과, 제1 대기 지점(210)에서 A(230) 및 D(260)를 통하여 E(270)까지의 제1 경로, 제1 대기 지점(210)에서 B(240) 및 D(260)를 통하여 E(270)까지의 제2 경로, 제1 대기 지점(210)에서 B(240)를 통하여 E(270)까지의 제3 경로 및 제1 대기 지점(210)에서 C(250)를 통하여 E(270)까지의 제4 경로가 존재하며, 이 중 최단경로 즉, 제4 경로를 최종 주행 경로로 설정한다.
최단경로 설정이 완료되면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차의 현재 센서정보 및 데이터베이스로부터 검색된 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계(S650)를 수행한다. 여기서 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 실질적인 무인방송차의 주행방향 결정 전에, 초기 주행방향을 결정한다. 초기 주행방향 결정 시에, 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하고, 센서정보들 중 데이터베이스에 저장된 시작지점(제1 대기 지점(210))의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하여, 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 무인반송차의 초기 주행방향을 결정할 수 있다.
도 7은 도 6 중 주행방향 결정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 도 7을 참조하면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차의 현재 센서정보를 획득하고, 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 센서정보들을 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 단계(S651)를 수행한다. 여기서 무인반송차의 현재 센서정보라 함은 초기 주행방향이 결정된 제1 대기 지점(210)에서 C(250)로 주행하기 위해 획득한 제1 대기 지점(210)에 대한 센서정보일 수 있다. 그리고 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 센서정보들이라 함은, 제1 대기 지점(210) 주변의 임의의 위치들에 해당하고 데이터베이스(130)에 저장된 센서정보들을 나타낸다. 도 5a에는 무인반송차의 현재 센서정보 주변의 임의의 지점들 S1 내지 S5에 대한 센서정보들을 데이터베이스(130)로부터 검색하여 도시한 것을 보이고 있다.
이어서 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 데이터베이스로부터 획득한 센서정보들을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬하는 단계(S652)를 수행한다. 도 5b에는 데이터베이스로부터 검색한 최단경로 상의 임의의 지점들 S1 내지 S5에 대한 센서정보들을 S1을 기준으로 정렬한 예가 도시되어 있다.
센서정보들의 정렬이 완료되면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 정렬된 센서정보들(S1 내지 S5)을 기준으로 하는 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출하는 단계(S653)를 수행한다. 도 5c를 참조하면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 임의의 제1 지점에 대한 센서정보(S1) 중 방향(V1)을 획득하고, 비주얼 오도메트리(visual odometry)에 의해 제1 지점에서 무인반송차의 현재지점까지의 거리(d1)를 산출한다. 이와 같은 방법으로 제1방향 산출부(143)는 제2 지점 내지 제5 지점에 대한 센서정보(S2 내지 S5) 중 방향(V2 내지 V5)을 획득하고, 제2 지점 내지 제5 지점에서 무인반송차의 현재지점까지의 거리(d2 내지 d5)를 산출한다. 그리고 상기 수학식1을 이용하여 제1방향(VR1)을 산출한다.
수학식1에 의해 제1방향(VR1) 산출이 완료되면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차의 센서정보(SR)를 기준으로 하는 기준 센서정보(S1)의 상대적인 방향인 제2 방향(VR2)을 산출하는 단계(S654)를 수행한다.
제2 방향(VR2) 산출이 완료되면, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 제1방향(VR1) 및 제2 방향(VR2)을 합산한 방향을 무인반송차의 최종 주행방향으로 결정하는 단계(S655)를 수행한다.
다시 도 6으로 돌아와서, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차를 결정된 주행방향에 따라 설정된 속도로 주행하는 단계(S660)를 수행한다.
무인반송차 주행 제어 장치(100)는 결정된 주행방향에 따라 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 현재 센서정보와 목표지점(E(270))의 센서정보를 비교하여 매칭되는지 판단하는 단계(S670)를 수행한다.
판단결과, 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 현재 센서정보와 목표지점(E(270))의 센서정보를 비교하여 매칭이 되는 경우, 무인반송차 주행 제어 장치(100)는 무인반송차가 목표지점에 위치되어 있다고 판단하고 주행을 종료하는 단계(S680)를 수행한다.
그러나 설정된 속도로 주행한 무인반송차의 현재 센서정보와 목표지점(E(270))의 센서정보를 비교하여 매칭되지 않는 경우, S640 단계로 이동하여 무인반송차의 현재 위치에서 센서정보들을 획득하여, 무인반송차의 주행방향을 결정한 후 무인반송차를 주행하는 것을 반복 수행하도록 한다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 무인반송차 110: 주행부
120: 환경 인식부 130: 데이터베이스
140: 사용자 인터페이스 150: 경로 생성부
160: 주행방향 결정부 161: 획득부
162: 정렬부 163: 제1방향 산출부
164: 제2방향 산출부 165: 결정부
170: 제어부

Claims (18)

  1. 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 방법으로서,
    상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계;
    상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 획득하는 단계;
    상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 획득하는 단계;
    상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계;
    상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 단계; 및
    상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서정보는,
    상기 무인반송차가 해당 지점에서 촬영한 영상 프레임, 상기 지점에서 무인반송차의 방향 및 이동거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    사전에 상기 무인반송차로 작업장을 주행하면서 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 상기 각 경로상에서 상기 센서정보를 획득하여 데이터베이스를 구축하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하는 단계;
    상기 센서정보들 중 상기 데이터베이스에 저장된 상기 시작지점의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하는 단계;
    상기 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 상기 무인반송차의 초기 주행방향을 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 최단경로를 획득하는 단계는,
    상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 센서정보들을 획득하는 단계는,
    상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계는,
    상기 무인반송차의 현재지점에서 상기 센서정보 및 상기 데이터베이스로부터 상기 현재지점 주변의 지점들에 대한 센서정보들을 획득하는 단계;
    상기 데이터베이스로부터 획득한 센서정보들을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬하는 단계;
    정렬된 상기 센서정보들을 기준으로 하는 상기 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출하는 단계;
    상기 무인반송차의 센서정보를 기준으로 하는 상기 기준 센서정보의 상대적인 방향인 제2방향을 산출하는 단계; 및
    상기 제1방향 및 상기 제2방향을 합산한 방향을 상기 무인반송차의 주행방향으로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1방향을 산출하는 단계는,
    Figure pat00004

    에 의해 상기 제1방향을 산출하고, V는 상기 센서정보 중 방향을, ω는 상기 센서정보를 획득한 각 지점으로부터 상기 무인반송차까지의 거리에 반비례하는 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 무인반송차를 주행하는 단계는,
    상기 주행방향에 따라 설정된 속도대로 상기 무인반송차를 주행시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되지 않는 경우 상기 주행한 무인반송차의 현재 위치에서 상기 센서정보들을 획득하는 단계, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계 및 상기 무인반송차를 주행하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법.
  11. 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 장치로서,
    사전에 상기 무인반송차로 작업장을 주행하면서 임의의 한 지점에서 다른 지점까지의 경로들을 획득하고, 상기 각 경로상에서 상기 센서정보를 획득하여 저장하는 데이터베이스;
    상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 사용자 인터페이스;
    상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하는 경로 생성부;
    상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 상기 데이터베이스로부터 검색하여 획득하고, 상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 주행방향 결정부;
    상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 주행부; 및
    상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 무인반송차를 회전시키면서 센서정보들을 획득하고, 상기 센서정보들 중 상기 데이터베이스에 저장된 상기 시작지점의 센서정보와 매칭되는 센서정보를 검색하여, 상기 매칭된 센서정보에 포함된 방향으로 상기 무인반송차의 초기 주행방향을 결정하는 초기 주행방향 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 주행부는,
    상기 주행방향에 따라 설정된 속도대로 상기 무인반송차를 주행시키는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 센서정보는,
    상기 무인반송차가 해당 지점에서 촬영한 영상 프레임, 상기 지점에서 무인반송차의 방향 및 이동거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  15. 제 11항에 있어서, 주행방향 결정부는,
    상기 무인반송차의 현재지점에서 상기 센서정보 및 상기 데이터베이스로부터 상기 현재지점 주변의 지점들에 대한 센서정보들을 획득하는 획득부;
    상기 데이터베이스로부터 획득한 센서정보들을, 임의의 한 센서정보를 기준으로 정렬하는 정렬부;
    정렬된 상기 센서정보들을 기준으로 하는 상기 무인반송차의 상대적인 방향인 제1방향을 산출하는 제1방향 산출부;
    상기 무인반송차의 센서정보를 기준으로 하는 상기 기준이 센서정보의 상대적인 방향인 제2방향을 산출하는 제2방향 산출부; 및
    상기 제1방향 및 상기 제2방향을 합산한 방향을 상기 무인반송차의 주행방향으로 결정하는 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제1방향 산출부는,
    Figure pat00005

    에 의해 상기 제1방향을 산출하고V는 상기 센서정보 중 방향을, ω는 상기 센서정보를 획득한 각 지점으로부터 상기 무인반송차까지의 거리에 반비례하는 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되지 않는 경우 상기 주행한 무인반송차의 현재 위치에서 상기 센서정보들을 획득하여, 상기 무인반송차의 주행방향을 결정한 후 상기 무인반송차를 주행하는 것을 반복 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 장치.
  18. 복수의 지점들을 포함하는 작업 경로 내에서 운영되는 무인반송차의 주행을 제어하는 방법으로서,
    상기 무인반송차가 이동할 시작지점 및 목표지점을 수신하는 단계;
    상기 시작지점부터 목표지점까지의 최단경로를 획득하는 단계;
    상기 최단경로 상의 임의의 지점들에 대하여 센서정보들을 획득하는 단계;
    상기 무인반송차의 현재 센서정보 및 상기 최단경로 상의 센서정보를 이용하여 상기 무인반송차의 주행방향을 결정하는 단계;
    상기 주행방향에 따라 상기 무인반송차를 주행시키는 단계; 및
    상기 주행한 무인반송차의 센서정보가 상기 목표지점의 센서정보와 매칭되는 경우 주행을 종료하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인반송차 주행 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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