KR20180064183A - 가시광통신을 이용한 무인 운송장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

가시광통신을 이용한 무인 운송장치 및 시스템을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 조명장치로부터 수신하는 가시광 신호에 따라 이동하는 무인 운반장치에 있어서, 상기 조명장치로부터 가시광 신호를 수신하는 가시광 수신부와 상기 가시광 신호를 전기 신호로 복조하여 상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 확인하거나, 상기 조명장치로 전송할 상태정보를 생성하는 데이터 관리부와 상기 상태정보를 가시광 신호로 변조하여 상기 조명장치로 전송하는 조명부와 상기 무인 운반장치의 조향 및 구동을 제어하는 구동부 및 상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 분석하여, 상기 무인 운반장치를 구동하거나 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치를 제공한다.

Description

가시광통신을 이용한 무인 운송장치 및 시스템{System and Apparatus for Automated Guided Vehicle Using Visible Light Communication}
본 실시예는 가시광통신을 이용한 무인 운송장치 및 무인 운송 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
소재, 반가공품 또는 부품 등을 운송하기 위한 다양한 무인 운송장치(Unmanned Guided Vehicle)들이 생산 라인이나 조립 라인과 같은 산업 현장에서 사용되고 있다.
무인 운송장치는 공장 자동화 생산 라인에서 생산 프로세스 사이를 이동하며 소재나 제품 등을 운송하는 장치이다. 무인 운송장치는 배터리에 충전된 전력을 동력원으로 사용하여 호스트 컴퓨터에서 전달받는 지령에 따라 동작한다. 이러한 무인 운송장치는 바닥에 배열된 유도장치를 읽으면서 이동하는 AGV(Automatic Guided Vehicle)와 시스템에 적용되는 제품의 규모나 정밀도 또는 작업의 난이도 등에 따라서 일정한 궤도를 따라 움직이는 RGV(Rail Guided Vehicle) 등이 있다.
종래의 무인 운송장치들은 유도장치 또는 궤도 등이 배치되어 있어야 하기 때문에, 산업 현장 내 유도장치나 궤도와 같은 별도의 설비를 추가적으로 구비하여야 하는 불편이 있다. 또한, 구비된 유도장치나 궤도에 손상이 갈 우려로 인해, 무인 운송장치의 운행 여부와 무관하게 유도장치나 궤도상에는 어떠한 제품이나 설비를 올려두지 못하기 때문에, 산업 현장에서 유도장치나 궤도가 배치된 영역을 사용하지 못하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 인식하여, 무선 통신을 이용한 무인 운송 시스템이 등장하고 있다. 최근 등장한 무인 운송 시스템은 유도장치나 궤도를 산업 현장의 바닥에 설치하여 무인 운송장치를 유도하는 것이 아니라, 산업 현장의 천장에 무선 신호 송신장치를 설치하여 무선 신호로 무인 운송장치를 유도한다. 무선 신호를 이용하여 무인 운송장치를 유도하기 때문에, 최근 등장한 무인 운송 시스템은 종래의 산업현장에 유도장치나 궤도가 배치됨으로써 발생하는 문제는 해소하고 있다.
그러나 산업 현장의 설비와 IoT 기술이 결합된 스마트 팩토리(Smart Factory) 기술이 대두되며, 최근 등장한 무인 운송 시스템은 스마트 팩토리 내에서 적용이 곤란한 문제가 발생하고 있다. 스마트 팩토리 기술은 공장 내 각각의 설비에 센서를 부착하며, 중앙 관리 서버가 센서로부터 각각의 데이터를 무선 통신으로 수신하여 데이터를 실시간으로 수집, 분석하는 기술이다. 또한, 스마트 팩토리 기술은 수집, 분석한 데이터를 토대로 목적된 바에 따라 각각의 공장 설비를 무인으로 제어하는 기술이다. 이러한 스마트 팩토리 기술이 공장 등의 각 산업 현장에 적용되어 산업 현장에서 무선 통신이 이용되면서, 산업 현장 내에는 스마트 팩토리 기술에 이용되는 무선 통신 외에 다른 무선 통신에 대해서는 민감해지는 현상이 발생한다. 이러한 사정을 고려할 때, 종래의 무선 신호를 이용하는 무인 운송시스템은 스마트 팩토리 기술이 적용된 산업 현장에서 적용이 곤란한 문제가 존재한다.
본 실시예는, 가시광 통신으로 제어되는 무인 운송장치 및 가시광 통신을 이용하여 무인 운송장치를 제어하는 무인 운송시스템을 제공하는데 일 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 조명장치로부터 수신하는 가시광 신호에 따라 이동하는 무인 운반장치에 있어서, 상기 조명장치로부터 가시광 신호를 수신하는 가시광 수신부와 상기 가시광 신호를 전기 신호로 복조하여 상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 확인하거나, 상기 조명장치로 전송할 상태정보를 생성하는 데이터 관리부와 상기 상태정보를 가시광 신호로 변조하여 상기 조명장치로 전송하는 조명부와 상기 무인 운반장치의 조향 및 구동을 제어하는 구동부 및 상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 분석하여, 상기 무인 운반장치를 구동하거나 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 무선통신이 아닌 가시광 통신을 이용하여 무인 운송장치를 제어하기 때문에, 무선 신호에 민감한 산업현장 내에서도 적용 가능한 장점이 있다.
본 실시예의 일 측면에 따르면, 가시광 통신을 이용하여 무인 운송장치를 제어하기 때문에, 산업현장 내 기 설치된 조명을 이용하여 무인 운송장치를 제어할 수 있어 별도의 설비 없이도 무인 운송시스템을 구비할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송시스템이 운영되는 공간의 지도를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송시스템(100)은 서버(110), 조명장치(120, 122, 124, 126) 및 무인 운송장치(130)를 포함한다.
서버(110)는 무인 운송장치(130)의 제어 데이터를 생성하고, 제어 데이터를 무인 운송장치(130)로 전달하도록 조명장치(120, 122, 124, 126)를 제어하며, 무인 운송장치(130)로부터 상태정보를 수신하여 무인 운송장치(130)가 제어대로 동작하고 있는지를 관리하는 무인 운송시스템(100)의 관리장치이다.
서버(110)는 제어를 위해 조명장치(120)와 유선 네트워크로 연결된다. 유선 네트워크는 이더넷(Ethernet) 통신, IEEE 1394 통신, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus), 와이어, 연선(Twisted Pair of Wires), 동축 케이블, 광 링크 등을 이용한 유선 통신 등을 포함할 수 있다.
서버(110)는 무인 운송장치(130)의 제어 데이터를 생성하고, 애그리게이터(115)를 거쳐 조명장치(120, 122, 124, 126)와 연결되어 제어 데이터를 무인 운송장치(130)로 전달하도록 조명장치(120, 122, 124, 126)를 제어한다. 서버(110)는 무인 운송시스템(100)의 관리자로부터 무인 운송장치(130)의 동작을 지시하는 지시정보를 수신한다. 서버(110)는 지시정보를 포함하는 데이터를 생성하여 조명장치(120, 122, 124, 126)로 전달하며, 조명장치(120, 122, 124, 126)는 수신한 데이터를 가시광 통신을 이용하여 무인 운송장치(130)로 전송한다. 관리자의 지시정보를 조명장치(120, 122, 124, 126)를 거쳐 무인 운송장치(130)로 전달함으로써, 서버(110)는 무인 운송장치(130)가 관리자의 지시대로 동작하도록 제어한다.
서버(110)는 무인 운송장치(130)의 상태정보를 조명장치(120, 122, 124, 126)로부터 수신하여 무인 운송장치(130)가 지시대로 제어되고 있는지를 확인하며 관리한다. 무인 운송장치(130)의 상태정보를 수신함으로써, 서버(110)는 자신이 제어한 대로 무인 운송장치(130)가 제어되고 있는지를 확인한다. 또한, 서버(110)는 무인 운송장치(130)의 상태정보를 수신하는 경우, 이를 출력함으로써 무인 운송시스템(100)의 관리자가 무인 운송장치(130)의 관리 상태를 즉각 확인할 수 있도록 한다. 서버(110)에 대한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
애그리게이터(115)는 하나 이상의 조명장치와 연결되어, 서버(110)로부터 수신한 데이터를 조명장치로 전달하거나, 하나 이상의 조명장치가 전송하는 데이터를 수집하여 한번에 또는 순차적으로 전달하는 기기이다. 애그리게이터(115)는 서버(110)와 조명장치(120)의 사이에서 별도의 구성으로 구현될 수도 있고, 서버(110) 내의 하나의 모듈로서 구현되어 서버(110) 내에서 전술한 동작을 수행할 수도 있다.
조명장치(120, 122, 124, 126)는 빛을 발산하는 기기로서, 서버(110)와 유선 네트워크를, 무인 운송장치(130)와는 가시광통신을 이용하여 데이터를 송수신하는 기기이다.
조명장치(120, 122, 124, 126)는 점등(On) 또는 소등(Off)을 반복하여 단말로 전송할 데이터를 표현하는 가시광 신호를 생성하며 이를 단말로 전달한다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 인간의 시신경이 인지하지 못할 속도로 점등(On) 또는 소등(Off)을 반복하기 때문에, 조명의 기능을 유지하면서도 데이터를 전송할 수 있다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 LED(Light Emitting Diode)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광등, 가시광 레이저와 같이 가시광을 발산하는 소자라면 어떠한 것으로 대체될 수 있다.
조명장치(120, 122, 124, 126)는 유선 네트워크 통신이 가능하도록 유선 통신모듈을 구비한다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 유선 네트워크 통신을 이용하여 서버(110)로부터 무인 운송장치(130)로 전송할 데이터를 수신하거나, 무인 운송장치(130)로부터 수신한 데이터를 서버(110)로 전송한다.
조명장치(120, 122, 124, 126)는 가시광 파장 영역의 빛을 이용하여 데이터를 무인 운송장치(130)로 전달하거나 무인 운송장치(130)로부터 데이터를 수신한다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 전술한 바와 같이 서버(110)와 유선 네트워크로 연결되어 있으며, 서버(110)로부터 유선 네트워크로 전송 가능한 형태를 갖는 데이터를 수신한다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 수신한 데이터를 분석하여 데이터 내 포함된 정보를 확인하며, 가시광통신으로 전송 가능한 형태를 갖는 데이터를 생성하여 가시광 통신을 이용해 무인 운송장치(130)로 데이터를 전송한다. 반대로, 조명장치(120, 122, 124, 126)는 무인 운송장치(130)로부터 가시광통신으로 전송 가능한 형태를 갖는 데이터를 수신하며, 수신한 데이터를 분석하여 데이터 내 포함된 정보를 확인한다. 조명장치(120, 122, 124, 126)는 유선 네트워크로 전송 가능한 형태를 갖는 데이터를 생성하여 해당 정보를 포함하는 데이터를 서버(110)로 전송한다. 조명장치(120)에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
무인 운송장치(130)는 인간의 조작 없이 서버(110)의 제어에 따라 구동되어 소재, 가공품, 부품 등을 운송하는 장치로서, 종래와는 달리 별도의 레일이나 유도장치 등의 구비 없이 가시광 통신을 이용하여 조명장치(120, 122, 124, 126)와 데이터를 송수신하는 기기이다. 무인 운송장치(130)는 AGV(Automated Guided Vehicle), RGV 등 인간의 직접적 조작없이 가공품, 부품 등을 실어 운송할 수 있다면 어떠한 것으로 구현될 수 있다.
무인 운송장치(130)는 가시광 수신모듈을 이용하여 조명장치(120, 122, 124, 126)로부터 가시광 신호를 수신한다. 가시광 수신모듈은 카메라, 포토 다이오드(Photo Diode) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 가시광을 수신할 수 있는 모듈이면 어떠한 것으로도 대체될 수 있다. 무인 운송장치(130)는 가시광 수신모듈을 내장 또는 외장할 수 있다. 무인 운송장치(130)는 조명장치(120, 122, 124, 126)로부터 가시광 신호로 방사되는 데이터를 수신한다. 데이터를 수신하는 경우, 무인 운송장치(130)는 수신한 데이터를 분석하여 자신에게 전송된 데이터인지를 파악하며, 자신에게 전송된 데이터인 경우, 데이터 내 포함된 지시사항에 따라 동작한다.
무인 운송장치(130)는 조명부를 구비하며, 가시광 신호를 조명장치(120, 122, 124, 126)로 전송한다. 무인 운송장치(130)는 자신이 어떠한 조명장치의 하에 위치하고 있는지 여부, 지시사항에 따라 동작하였는지 여부 등을 서버(110)에서 확인할 수 있도록 위치, 지시사항에 따라 동작하였는지 여부 등을 포함하는 상태정보를 생성한다. 무인 운송장치(130)는 상태정보를 조명부를 이용하여 가시광 신호로 조명장치(120, 122, 124, 126)로 전송한다. 무인 운송장치(130)에 대한 구체적인 설명은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
이때, 조명장치(120) 또는 무인 운송장치(130)는 조명장치 또는 무인 운송장치 각각을 식별할 수 있는 정보인 식별자를 구비한다. 식별자는 조명장치 또는 무인 운송장치의 생산 시 부여되는 고유의 생산번호 등이 식별자로 이용될 수도 있으며, 조명장치가 이용하는 네트워크 상에서 예컨대, IP 주소 또는 맥 어드레스(MAC Address)와 같은 고유의 식별정보가 식별자로 이용될 수도 있다. 전술한 정보들은 단지 식별자의 일 예일 뿐이며, 식별자에는 조명장치 또는 무인 운송장치 각각을 식별할 수 있는 정보라면 어떤 것이라도 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(110)는 입출력부(210), 데이터베이스(220), 데이터 생성부(230), 제어부(240) 및 통신부(250)를 포함한다.
입출력부(210)는 무인 운송시스템(100)의 관리자로부터 지시사항을 입력받는다. 입출력부(210)는 키보드, 마우스, 터치 스크린 등의 입력장치로 구현될 수 있으며, 무인 운송시스템(100)의 관리자로부터 특정 무인 운송장치(130)가 이동해야 할 경유지 또는 최종 목적지 등의 지시사항을 입력받는다. 관리자로부터 입력받을 수 있는 지시사항에는 경유지 또는 최종 목적지 뿐만 아니라, 경유지 또는 최종 목적지에서 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 특정한 부품, 가공품 등을 적재하라는 지시와 같은 무인 운송장치(130)의 사용자에 대한 동작 지시도 포함될 수 있다.
입출력부(210)는 조명장치(130)로부터 수신한 무인 운송장치(130)의 상태정보를 출력한다. 무인 운송장치(130)의 상태정보는 무인 운송장치(130)의 현재 위치정보를 포함하며, 나아가 지시사항에 무인 운송장치(130)의 사용자에 대한 동작 지시도 포함된 경우, 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 동작을 완료하였는지에 대한 정보도 포함한다. 통신부(250)가 무인 운송장치(130)의 상태정보를 수신하는 경우, 입출력부(210)는 무인 운송시스템(100)의 관리자가 확인할 수 있도록 수신한 상태정보를 출력한다. 입출력부(210)는 음향장치, 디스플레이부 등 특정한 정보를 인간에 전달할 수 있는 출력장치라면 어떠한 구성으로도 구현 가능하다.
데이터베이스(220)는 조명장치의 식별자 및 무인 운송장치의 식별자를 저장하며, 저장된 조명장치 또는 무인 운송장치의 식별자를 이용하여 각각을 구별한다. 가시광통신으로 특정 데이터를 제공받기 위해, 조명장치 및 무인 운송장치는 서버(110)로 미리 등록을 한다. 조명장치 및 무인 운송장치는 각각의 식별자를 서버(110)로 전송함으로써 등록을 하며, 서버(110)는 수신한 조명장치 및 무인 운송장치의 각 식별자를 데이터베이스(220)에 저장한다.
또한, 데이터베이스(220)는 무인 운송시스템(100)이 운영되는 공간에 대한 지도를 저장한다. 무인 운송시스템(100)이 운영되는 공간에 대한 지도는 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송시스템이 운영되는 공간의 지도를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(220)는 무인 운송시스템이 운영되는 공간에 대한 모든 설비들의 위치를 모두 저장할 필요는 없으며, 해당 공간 내 위치하는 각각의 조명장치(120, 121, 122, 123, 124, 125)의 위치를 저장한다. 데이터베이스(220) 내 저장된 조명장치의 위치를 이용하여, 서버(110)는 입출력부(210)가 입력받은 경유지 또는 최종 목적지가 해당 공간 상에 어느 위치인지를 파악할 수 있다.
데이터 생성부(230)는 조명장치(120)를 거쳐 무인 운송장치로 전송할 데이터를 생성한다. 데이터는 헤더와 페이로드로 구성된다. 무인 운송장치로 전송할 데이터의 헤더에는 해당 데이터가 어떠한 무인 운송장치로 전달된 데이터인지를 확인할 수 있도록 무인 운송장치의 식별자가 포함된다. 무인 운송장치로 전송할 데이터의 페이로드에는 관리자의 지시사항을 포함한다. 데이터 생성부(230)는 전술한 정보를 헤더 또는 페이로드에 포함하는 제어 데이터를 생성한다.
제어부(240)는 입출력부(210)가 입력받은 지시사항을 확인하여, 지시사항을 포함하는 제어 데이터를 생성하도록 데이터 생성부(230)를 제어한다. 제어부(240)는 지시사항을 확인하여, 어떠한 무인 운송장치를 제어하기 위한 것인지, 무인 운송장치가 어느 위치까지 이동할 것인지, 무인 운송장치의 사용자에 대한 동작 지시가 존재하는지를 파악한다. 제어부(240)는 어떠한 무인 운송장치를 제어하기 위한 것인지를 확인하여 해당 무인 운송장치의 식별자를 데이터베이스(220)에서 확인함으로써, 해당 무인 운송장치의 식별자가 무인 운송장치로 전송할 데이터에 포함되도록 제어한다. 또한, 제어부(240)는 무인 운송장치의 경유지 또는 최종 목적지와 무인 운송장치의 사용자에 대한 동작 지시를 무인 운송장치로 전송할 데이터에 포함되도록 제어한다. 이때, 입출력부(210)가 경유지 또는 최종 목적지로 특정 위치를 입력받은 경우, 제어부(240)는 데이터베이스(220)에 저장된 각각의 조명장치의 위치 중 입력받은 위치와 가장 근접한 조명장치의 위치를 파악한다. 제어부(240)는 가장 근접한 조명장치의 위치를 경유지 또는 최종 목적지로 대체하여 무인 운송장치로 전송할 데이터에 포함되도록 제어한다.
제어부(240)는 제어 데이터를 조명장치(120, 122, 124, 126)로 전송하도록 통신부(250)를 제어한다.
제어부(240)는 조명장치(130)로부터 수신한 무인 운송장치(130)의 상태정보를 분석한다. 제어부(240)는 무인 운송장치(130)의 상태정보 내 무인 운송장치(130)의 현재 위치정보를 확인하여, 무인 운송장치(130)가 지시대로 동작하고 있는지를 파악한다. 또한, 무인 운송장치(130)의 상태정보 내 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 동작 지시에 따른 동작을 완료하였는지 여부에 대한 정보를 확인하여, 무인 운송장치(130)의 사용자가 지시대로 동작하고 있는지 역시 파악한다. 제어부(240)는 이와 같이 파악한 정보를 입출력부(210)로 전달함으로써, 입출력부(210)가 무인 운송장치(130)의 상태정보를 출력할 수 있도록 한다.
통신부(250)는 제어부(240)의 제어에 따라 제어 데이터를 조명장치(120)로 전송한다. 통신부(310)는 유선 통신모듈을 구비하여 제어 데이터를 유선으로 조명장치(120)로 전송한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(120)는 통신부(310), 제어부(320), 데이터 관리부(330), 조명부(340) 및 가시광 수신부(350)를 포함한다.
통신부(310)는 유선 통신모듈을 이용하여 서버(110)와 연결되며, 서버(110)로부터 제어 데이터를 수신한다. 또한, 통신부(310)는 데이터 관리부(330)가 재생성한 무인 운송장치의 상태정보를 서버(110)로 전송한다.
데이터 관리부(320)는 수신한 제어 데이터를 분석하며, 조명부(340)가 가시광통신을 이용하여 무인 운송장치로 전송할 수 있도록 하는 제어 데이터를 생성한다. 데이터 관리부(320)는 수신한 제어 데이터를 분석하여, 제어 데이터의 헤더와 페이로드로 구분한다. 제어 데이터를 수신하는 무인 운송장치(130)가 어떠한 조명장치로부터 제어 데이터를 수신하였는지를 확인할 수 있도록, 데이터 관리부(320)는 제어 데이터의 헤더에 조명장치(120) 자신의 식별자를 더 포함하도록 한다. 이에 따라, 무인 운송장치로 가시광통신을 이용하여 전송될 제어 데이터의 헤더에는 무인 운송장치의 식별자 및 제어 데이터를 전송하는 조명장치의 식별자를 포함한다. 데이터 관리부(330)는 수신한 제어 데이터의 페이로드에 포함된 정보를 모두 무인 운송장치로 가시광통신을 이용하여 전송될 제어 데이터의 페이로드에 포함한다.
또한, 데이터 관리부(320)는 제어부(330)의 제어에 따라 무인 운송장치(130)로부터 수신한 상태정보를 통신부(310)가 유선 네트워크를 이용하여 서버(110)로 전송할 수 있도록 재생성한다. 데이터 관리부(320)는 제어부(330)의 제어에 따라 상태정보의 페이로드에 무인 운송장치의 위치 정보를 포함하며, 통신부(310)가 유선 네트워크를 이용하여 서버(110)로 전송할 수 있도록 상태정보를 재생성한다.
제어부(330)는 데이터 관리부(320)가 생성한 제어 데이터를 가시광통신을 이용하여 전송도록 조명부(340)를 제어한다.
제어부(330)는 가시광 수신부(350)가 무인 운송장치(130)로부터 수신한 상태정보를 분석한다. 제어부(330)는 무인 운송장치(130)가 전송한 상태정보를 분석하여, 상태정보 내 포함된 조명장치의 식별자를 파악한다. 무인 운송장치(130)가 전송한 상태정보 내 어떠한 조명장치의 식별자가 포함되어 있는지를 통해, 제어부(330)는 무인 운송장치(130)가 어느 조명장치 하에 위치하는지를 파악한다. 제어부(330) 자신이 포함된 조명장치의 식별자와 상태정보 내 포함된 조명장치의 식별자가 일치하지 않는 경우, 제어부(330)는 무인 운송장치(130)가 제어부(330) 자신이 포함된 조명장치 하에 위치하고 있지 않으므로 별다른 처리를 진행하지 않는다. 반면, 양 식별자가 일치하는 경우, 제어부(330)는 가시광 수신부(350)가 무인 운송장치(130)로부터 수신한 가시광 신호(상태정보)의 세기 또는 방향을 확인한다. 가시광 신호(상태정보)의 세기 또는 방향을 확인함으로써, 제어부(330)는 자신이 포함된 조명장치로부터 무인 운송장치(130)가 어느 방향에 어느 정도의 거리만큼 떨어져 있는지를 판단할 수 있다. 무인 운송장치(130)의 위치 정보를 판단한 후, 제어부(330)는 무인 운송장치(130)로부터 수신한 상태정보의 페이로드에 제어부(330)가 판단한 무인 운송장치(130)의 위치 정보를 포함하도록 데이터 관리부(320)를 제어한다. 제어부(330)는 무인 운송장치(130)의 위치 정보를 포함하는 상태정보를 서버(110)로 전송하도록 통신부(310)를 제어한다.
조명부(340)는 데이터 관리부(330)에서 생성된 제어 데이터를 가시광 신호로 변조하여 가시광신호 전송범위 하에 있는 모든 무인 운송장치로 전송한다.
가시광 수신부(350)는 무인 운송장치로부터 가시광 신호로 전송되는 상태정보를 수신한다. 가시광 수신부(350)는 조명장치에 내장 또는 외장된 가시광 수신모듈로 구현되어, 무인 운송장치(130)로부터 가시광 신호로 전송되는 상태정보를 수신한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송장치의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 운송장치(130)는 가시광 수신부(410), 조명부(420), 데이터 관리부(430), 제어부(440), 센서부(450), 입출력부(460), 구동부(470) 및 데이터베이스(480)를 포함한다.
가시광 수신부(410)는 조명장치(120)로부터 제어 데이터를 수신한다. 가시광 수신부(410)는 무인 운송장치(130)에 내장 또는 외장된 카메라 또는 가시광 수신모듈로 구현되어, 가시광 신호로 전송되는 제어 데이터를 수신할 수 있다.
조명부(420)는 데이터 관리부(430)에서 생성된 무인 운송장치의 상태정보를 가시광 신호로 변조하여 가시광신호 전송범위 하에 있는 모든 조명장치로 전송한다.
데이터 관리부(430)는 수신한 제어 데이터를 분석하여, 제어부(440)가 확인할 수 있도록 제어 데이터의 헤더와 페이로드로 구분한다.
또한, 데이터 관리부(430)는 제어부(440)의 제어에 따라 조명부(420)가 가시광 통신을 이용하여 조명장치(120, 122, 124, 126)로 전송할 수 있도록 상태정보를 생성한다.
제어부(440)는 제어 데이터를 분석하여, 제어부(440) 자신이 포함된 무인 운송장치(130)로 전달된 제어 데이터인지를 파악한다. 제어부(440)는 제어 데이터의 헤더에 포함된 무인 운송장치의 식별자를 확인하여, 자신에게 전달된 제어 데이터인지를 파악한다. 자신에게 전달된 제어 데이터가 아닌 경우, 제어부(440)는 별다른 처리를 진행하지 않는다. 반면, 자신에게 전달된 제어 데이터인 경우, 제어부(440)는 제어 데이터에 따라 동작하도록 무인 운송장치(130)를 제어한다.
제어부(440)는 제어 데이터를 분석하여, 무인 운송장치(130)의 위치를 파악한다. 제어부(440)가 제어 데이터를 통해 무인 운송장치(130)의 위치를 파악하는 것은 도 3을 참조하여 설명한 조명장치(120)의 제어부(330)가 무인 운송장치(130)의 위치를 파악하는 것과 동일하다. 제어 데이터의 헤더에 포함된 조명장치의 식별자를 통해 어떤 조명장치 하에 위치하고 있는지 개략적으로 파악하며, 가시광 신호로 수신되는 제어 데이터의 세기 및 방향을 판단하여 무인 운송장치(130)의 현재 위치를 파악한다. 제어부(440)는 복수 개의 조명장치로부터 복수 개의 제어 데이터를 수신하는 경우, 전술한 것과 마찬가지로 각각의 제어 데이터의 세기 및 방향을 판단하여, 복수 개의 조명장치 중 어느 조명장치에 더 가까이 위치하고 있는지를 파악함으로써, 무인 운송장치(130)의 현재 위치를 파악한다.
제어부(440)는 제어 데이터를 분석하여, 경유지 또는 최종 목적지에 해당하는 조명장치의 식별자를 파악하며, 파악 결과에 따라 구동부(470)를 제어한다. 제어부(440)는 무인 운송장치(130)의 현재 위치 및 경유지 또는 최종 목적지를 이용하여 무인 운송장치(130)의 경로를 연산한다. 제어부(440)는 연산한 경로에 따라 무인 운송장치(130)가 구동하거나 회전하도록 구동부(470)를 제어한다.
한편, 가시광 수신부(410)로 수신되는 가시광 신호(제어 데이터)의 세기가 기 설정된 수준 이하로 떨어지는 경우, 무인 운송장치(130)는 조명장치들이 배열된 일정한 경로를 이탈한 것으로 볼 수 있다. 이와 같은 경우, 제어부(440)는 구동부(470)를 제어하여, 무인 운송장치(130)를 기 설정된 각도 만큼 회전하도록 하거나, 또는 무인 운송장치(130)를 정지하도록 할 수 있다. 가시광 수신부(410)로 수신되는 가시광 신호(제어 데이터)의 세기가 기 설정된 수준 이하로 떨어지고 있기 때문에, 제어부(440)는 전술한 제어를 함으로써 현재 진행하고 있는 방향으로의 지속적인 무인 운송장치(130)의 진행을 중단한다. 예를 들어, 제어부(440)는 가시광 신호(제어 데이터)의 세기가 기 설정된 수준 이하로 떨어지는 경우, 진행하고 있는 방향의 정 반대(180도) 방향으로 회전하도록 구동부(470)를 제어할 수 있다.
제어부(440)는 제어 데이터를 분석하여 무인 운송시스템 관리자의 지시사항 내 동작 지시가 포함되어 있는 경우, 동작 지시를 파악하여 동작 지시를 출력하도록 입출력부(460)를 제어한다. 입출력부(460)를 제어함으로써, 제어부(440)는 무인 운송시스템 관리자의 지시사항을 무인 운송장치(130)의 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 또한, 입출력부(460)가 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 동작 지시에 따른 완료 여부를 입력받는 경우, 제어부(440)는 동작 지시에 따른 완료 여부를 상태정보에 포함하도록 데이터 관리부(430)를 제어한다. 이때, 제어부(440)는 동작 지시를 출력하도록 입출력부(460)를 제어한 후, 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 동작 지시에 따른 완료 여부를 입력받을 때까지 구동부(470)를 제어하여 무인 운반장치(130)의 구동을 정지하도록 한다. 무인 운송장치(130)의 사용자가 무인 운송시스템 관리자의 지시사항을 확인한 후 그에 따라 동작할 시간을 보장하기 위해, 전술한 바와 같이 무인 운반장치(130)의 구동을 일정 기간 정지하도록 한다.
센서부(450)는 무인 운송장치(130)의 전방 또는 측방에 위치하는 장애물을 감지한다. 무인 운송장치(130)의 경로 상에 존재하는 장애물을 미리 감지함으로써, 센서부(450)는 무인 운송장치(130)가 회피하여 진행하도록 하거나 입출력부(460)를 통해 외부로 알려 장애물의 존재를 알릴 수 있도록 한다.
입출력부(460)는 무인 운송장치의 사용자로부터 입력을 받거나, 무인 운송장치의 사용자에게 전달할 정보를 출력한다. 입출력부(460)는 제어부(440)의 제어에 따라, 무인 운송시스템 관리자의 지시사항 내 동작 지시를 출력한다. 입출력부(460)는 동작 지시를 출력함으로써, 무인 운송장치(130)의 사용자가 무인 운송시스템 관리자의 동작 지시를 확인할 수 있도록 한다. 또한, 무인 운송장치(130)의 사용자가 동작 지시를 완료한 경우, 입출력부(460)는 무인 운송장치(130)의 사용자로부터 동작 지시대로 동작을 완료하였음을 입력받아 제어부(440)로 전달한다.
구동부(470)는 무인 운송장치(130)의 조향 또는 운전을 제어한다. 구동부(470)는 조향부(미도시)를 구비하여 무인 운송장치(130)가 진행하는 방향에서 일정한 각도로 회전할 수 있도록 한다. 구동부(470)는 엑셀레이터(미도시) 및 브레이크(미도시)를 구비하여 무인 운송장치(130)가 특정한 방향으로 진행하거나 정지하도록 한다.
데이터베이스(480)는 무인 운송장치가 동작하는 공간에 대한 지도를 저장한다. 무인 운송장치가 동작하는 공간에 대한 지도는 도 5에 도시하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(480)는 무인 운송시스템이 운영되는 공간에 대한 모든 설비들의 위치를 모두 저장할 필요는 없으며, 해당 공간 내 위치하는 각각의 조명장치(120, 121, 122, 123, 124, 125)의 위치와 각 조명의 식별자를 저장한다.
제어부(440)는 제어 데이터를 전송한 조명장치의 식별자를 데이터베이스(480) 내에서 파악함으로써, 무인 운송장치(130)의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 제어부(440)는 제어 데이터 내 포함된 경유지 또는 최종 목적지에 해당하는 조명장치의 식별자를 데이터베이스(480) 내에서 파악함으로써, 무인 운송장치(130)의 경유지 또는 최종 목적지를 파악할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 무인 운송시스템 110: 서버
120, 122, 124, 126: 조명장치 130: 무인 운송장치
210, 460: 입출력부 220, 480: 데이터베이스
230: 데이터 생성부 240, 330, 440: 제어부
250, 310: 통신부 320, 430: 데이터 관리부
340, 420: 조명부 350, 410: 가시광 수신부
450: 센서부 470: 구동부

Claims (11)

  1. 조명장치로부터 수신하는 가시광 신호에 따라 이동하는 무인 운반장치에 있어서,
    상기 조명장치로부터 가시광 신호를 수신하는 가시광 수신부;
    상기 가시광 신호를 전기 신호로 복조하여 상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 확인하거나, 상기 조명장치로 전송할 상태정보를 생성하는 데이터 관리부;
    상기 상태정보를 가시광 신호로 변조하여 상기 조명장치로 전송하는 조명부;
    상기 무인 운반장치의 조향 및 구동을 제어하는 구동부; 및
    상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 분석하여, 상기 무인 운반장치를 구동하거나 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가시광 신호에 포함된 데이터는,
    상기 가시광 신호를 전송하는 조명장치의 식별자, 상기 가시광 신호에 따라 동작을 제어할 무인 운송장치의 식별자, 상기 무인 운반장치가 이동할 위치에 있는 조명장치의 식별자 또는 상기 무인 운반장치의 사용자에게 전달할 지시정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가시광 신호에 포함된 데이터를 분석하여, 상기 제어부를 포함하는 무인 운송장치의 식별자와 상기 가시광 신호에 따라 동작을 제어할 무인 운송장치의 식별자가 일치하는지를 판단하여, 일치하는 경우 상기 무인 운반장치를 구동하거나 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  4. 제2항에 있어서,
    기 설정된 영역 내 존재하는 각각의 조명장치의 식별자 및 위치를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 데이터베이스 내에서 상기 가시광 신호를 전송하는 조명장치의 식별자 또는 상기 무인 운반장치가 이동할 위치에 있는 조명장치의 식별자와 일치하는 식별자를 가진 조명장치의 위치를 파악함으로써, 상기 무인 운반장치의 위치 또는 상기 무인 운반장치가 이동할 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무인 운반장치의 위치 또는 상기 무인 운반장치가 이동할 위치를 파악하여, 상기 무인 운반장치의 이동경로를 연산하며, 연산한 이동경로에 따라 상기 무인 운반장치를 구동하거나 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가시광 수신부로 수신되는 가시광 신호가 기 설정된 세기 이하로 수신되는 경우, 상기 무인 운반장치를 기 설정된 각도로 회전하여 구동하거나 정지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가시광 신호에 포함된 데이터 또는 상기 무인 운반장치의 구동여부를 출력하거나, 상기 무인 운반장치의 사용자로부터 데이터를 입력받는 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  9. 제2항 또는 제8항에 있어서,
    상기 입출력부는,
    상기 지시정보를 출력하며, 상기 무인 운반장치의 사용자로부터 상기 지시정보에 따른 동작의 완료 여부를 입력받는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가시광 신호에 포함된 데이터에 상기 무인 운반장치의 사용자에게 전달할 지시정보가 포함되어 있는 경우, 상기 입출력부가 상기 무인 운반장치의 사용자로부터 상기 지시정보에 따른 동작의 완료 여부를 입력받을 때까지 상기 무인 운반장치의 구동을 정지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가시광 신호를 전송하는 조명장치의 식별자 또는 상기 지시정보에 따른 동작의 완료 여부를 상기 상태정보에 포함하여 생성하도록 상기 데이터 관리부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운반장치.




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