KR20180087768A - 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법 및 이를 구현하는 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법 및 이를 구현하는 로봇에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법은 로봇의 센싱모듈이 로봇의 외부에 배치된 제1영역을 센싱하는 단계, 센싱모듈이 센싱한 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는 것으로 판단한 경우, 로봇의 제어부에게 센싱한 값 및 제1영역에 대한 정보를 전달하는 단계, 로봇의 제어부는 제1영역에 대한 정보 및 맵 저장부에 저장된 정보를 비교하여 제1영역으로의 진입 확률을 산출하는 단계, 및 제1영역으로의 진입 확률이 미리 설정된 기준 보다 낮은 경우, 로봇의 제어부는 제1영역에 대한 정보를 맵 저장부에 저장하는 단계를 포함한다.

Description

로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법 및 이를 구현하는 로봇{METHOD OF IDENTIFYING ENTERABLE REGION OF ROBOT AND ROBOT IMPLEMENTING THEREOF}

본 발명은 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법 및 이를 구현하는 로봇에 관한 기술이다.

공항, 학교, 관공서, 호텔, 사무실, 공장 등 인적, 물적 교류가 활발하게 발생하는 공간에서 로봇이 동작하기 위해서는 전체 공간에 대한 맵을 가져야 한다. 한편, 맵에서 진입 가능한 공간으로 표시되어도 해당 공간에 로봇이 진입하기는 적합하지 않은 공간이 있다. 특히, 공항이나 항만, 기차역과 같이 다수의 사람들이 이동하는 공간에서는 무빙워크, 에스컬레이터와 같이 장애물이 배치된 것은 아니지만 로봇이 진입하기에 적합하지 않은 공간들이 많으므로, 이를 로봇이 식별하지 않으면 사람들의 이동을 로봇이 방해하는 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 명세서에서는 로봇이 무빙워크, 에스컬레이터와 같이 일정부분 개방된 공간이 진입 가능한 공간인지를 식별하여 이를 분석하여 로봇이 이동하는 방안을 제시하고자 한다.

본 명세서에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇이 이동하는 과정에서 진입 가능한 영역과 불가능한 영역을 센서들을 이용하여 확인하고 이를 회피하거나 해당 영역에 대한 정보를 저장하는 방법 및 이를 구현하는 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 명세서에서는 전술한 로봇이 진입 불가능한 영역이 가지는 물리적 특징들을 확인하여, 이러한 특징들이 센싱될 경우 진입이 불가능한 영역으로 판단하는 방법 및 이를 구현하는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법은 로봇의 센싱모듈이 로봇의 외부에 배치된 제1영역을 센싱하는 단계, 센싱모듈이 센싱한 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는 것으로 판단한 경우, 로봇의 제어부에게 센싱한 값 및 제1영역에 대한 정보를 전달하는 단계, 로봇의 제어부는 제1영역에 대한 정보 및 맵 저장부에 저장된 정보를 비교하여 제1영역으로의 진입 확률을 산출하는 단계, 및 제1영역으로의 진입 확률이 미리 설정된 기준 보다 낮은 경우, 로봇의 제어부는 제1영역에 대한 정보를 맵 저장부에 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 진입 가능 영역을 식별하는 로봇은 로봇의 외부에 배치된 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는지를 센싱 및 판단하고 센싱한 정보를 제공하는 센싱모듈, 로봇을 이동시키는 이동부, 로봇의 이동에 필요한 맵을 저장하는 맵 저장부, 및 센싱모듈, 이동부, 맵 저장부를 제어하며 센싱모듈이 제공하는 정보 및 맵 저장부에 저장된 정보를 비교하여 제1영역으로의 진입 확률을 산출하여 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예들을 적용할 경우, 로봇이 이동하는 과정에서 진입 가능한 영역과 불가능한 영역을 센서들을 이용하여 확인하고 이를 회피하거나 해당 영역에 대한 정보를 저장하여 해당 로봇 및 다른 로봇들이 해당 영역을 회피할 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 전술한 로봇이 진입 불가능한 영역이 가지는 물리적 특징들을 확인하는 센서를 제공하며, 이들 센서를 이용하여 진입 불가능한 영역의 물리적 특징을 센싱하여 로봇이 사람 혹은 사물들의 이동과 충돌하지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 효과에 한정되지 않으며, 본 발명의 당업자들은 본 발명의 구성에서 본 발명의 다양한 효과를 쉽게 도출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진입 불가 영역을 판단하는 센싱모듈의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 공간을 단위 영역으로 구성되는 맵으로 구성한 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 센싱모듈의 각 센싱된 값을 이용하여 동작하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 측면 센싱부의 배치를 보여주는 도면이다.
도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 진입 불가 영역을 판별하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 맵 정보가 업데이트된 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 측면 센싱부를 로봇의 일측면에 다수 배치한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 측면 센싱부의 높이와 방향을 조절하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 진입 불가 영역에 대한 정보를 서버 또는 인접한 로봇 사이에 통신을 통하여 공유하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 제어부가 맵을 이용하여 진입 불가 영역을 확인하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

이하, 본 명세서에서 로봇은 특정한 목적(청소, 보안, 모니터링, 안내 등)을 가지거나 혹은 로봇이 이동하는 공간의 특성에 따른 기능을 제공하며 이동하는 장치를 포함한다. 따라서, 본 명세서에서의 로봇은 소정의 정보와 센서를 이용하여 이동할 수 있는 이동수단을 보유하며 소정의 기능을 제공하는 장치를 통칭한다.

본 명세서에서 로봇은 맵을 보유하면서 이동할 수 있다. 맵은 공간에서 이동하지 않는 것으로 확인된 고정된 벽, 계단 등에 대한 정보를 의미한다. 또한, 로봇은 맵 위에 별도의 객체들에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 고정된 벽에 부착된 안내 플랫폼, 새로이 설치된 자판기 등은 고정된 물체는 아니지만 일정 시간동안 고정성을 가지고 있으므로, 이는 맵에 추가적인 고정물로 저장되는 것이 필요하다.

또한, 본 명세서에서 로봇은 맵에서 확인된 개방된 공간이 무빙워크 또는 에스컬레이터의 진입 공간인 경우, 이를 진입 불가한 공간이라는 정보로 설정할 수 있다.

이하 무빙워크, 에스컬레이터와 같이 진입 공간이 개방되어 있으나 로봇의 진입이 불가능한 영역을 진입 불가 영역으로, 그 외에 로봇의 진입이 가능한 영역을 진입 가능 영역으로 지시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진입 불가 영역을 판단하는 센싱모듈의 구성을 보여주는 도면이다. 로봇에 하나 또는 다수가 장착될 수 있다.

센싱모듈(100)은 측면 센싱부(110), 하면 센싱부(120), 그리고 뎁스 센싱부(130)와 센싱 데이터 분석부(150)를 포함한다. 센싱모듈(100)을 구성하는 각각의 구성요소들은 논리적 구성요소들이므로, 이들이 반드시 물리적으로 하나의 장치 내에 구현될 필요는 없다. 예를 들어, 측면 센싱부(110)는 로봇의 측면에 배치되고, 하면 센싱부(120)는 로봇의 아래 부분에 배치되며, 뎁스 센싱부(130)는 로봇의 전면에 배치되며, 이들 각각의 센싱부들과 센싱 데이터 분석부(150)는 데이터 링크 또는 무선 신호를 통해 센싱된 정보를 송수신할 수 있다. 또한 각각의 센싱부들은 다양한 센서들의 집합일 수 있다. 예를 들어 측면 센싱부(110)가 측면에서 수신되는 적외선 신호를 센싱하는 경우, 물리적으로 적외선 수광부가 다수 배치되는 것을 논리적으로 측면 센싱부(110)로 지시할 수 있다.

센싱모듈(100)은 로봇의 외부에 배치된 특정한 영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는지를 센싱 및 판단하고, 센싱한 정보를 로봇에게 제공한다. 특히, 진입 불가 영역의 후보에 해당하는지에 대해, 전술한 세 가지의 센싱부들(110, 120. 130)이 각각 취합한 정보를 토대로 센싱모듈(100)이 1차적으로 판단하고, 판단에 사용한 센싱된 정보들을 로봇의 제어부(도 2의 900)에게 제공할 수 있다.

각각의 센싱부를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

측면 센싱부(110)는 진입 불가 영역에 배치된 구조물을 센싱한다. 무빙워크, 에스컬레이터에는 사람들이 진입하는 공간과 진출하는 공간에 인체 감지를 위한 센서를 배치할 수 있는데, 본 발명의 실시예에 의한 측면 센싱부(110)는 전술한 인체 감지를 위한 센서를 센싱할 수 있다. 또한, 측면 센싱부(110)는 인체 감지를 위한 센서가 배치되는 막대형의 구조물을 센싱할 수 있다.

인체 감지를 위한 센서가 적외선 송수신을 이용한 센서인 경우, 본 발명의 일 실시예에 의한 측면 센싱부(110)는 적외선 수광부를 포함할 수 있다. 이 경우, 로봇은 맵을 통해 별도의 장애물이 없는 것으로 식별하지만, 측면 센싱부(110)가 인체 감지를 위한 센서에서 송신하는 적외선과 같은 신호를 수신할 경우, 해당 공간은 진입 불가 영역으로 식별하여 이에 대한 정보를 저장할 수 있다.

하면 센싱부(120)는 본 발명의 일 실시예에 의한 하면, 즉 바닥 공간의 재질의 변화를 확인하는 센서를 포함한다. 무빙워크, 에스컬레이터와 같은 진입 불가 영역은 주변에 금속 재질의 바닥을 설치하게 된다. 이는 무빙워크나 에스컬레이터의 기계적 조작부분을 보호하기 위해 설치되는 것이다. 따라서, 하면 센싱부(120)는 로봇의 하면에 배치되어 바닥의 재질이 급격하게 변경되는 지점을 확인할 수 있다. 일 실시예로 초음파를 이용하여 바닥의 재질을 확인하거나, 혹은 금속이 바닥에 배치되었는지를 확인하는 금속 탐지형 센서가 하면 센싱부(120) 내에 포함될 수 있다.

뎁스 센싱부(130)는 뎁스 카메라를 이용하는 센싱부로, 무빙워크, 에스컬레이터에는 사람들이 진입하는 공간과 진출하는 공간에 인체 감지를 위한 센서가 배치되는 막대형의 구조물을 식별할 수 있다. 이들 구조물은 포스트 빔 형태를 가질 수 있으며, 뎁스 센싱부(130)는 이를 인식하여 전방에 진입 불가 영역이 있음을 확인할 수 있다. 이하, 에스컬레이터와 무빙워크와 같이 진입 불가 영역의 진입부 또는 진출부에 하나 또는 두 개의 기둥으로 구성되는 구조물을 포스트 빔이라고 지시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 구성을 보여주는 도면이다. 로봇(1000)은 외부의 무빙워크 또는 에스컬레이터를 센싱하는 센싱모듈(100), 맵을 저장하는 맵 저장부(200), 이동을 제어하는 이동부(300), 로봇의 소정의 기능을 수행하는 기능부(400), 다른 로봇과 맵 또는 무빙워크 또는 에스컬레이터와 같은 진입 불가 영역에 관한 정보를 송수신하는 통신부(500), 카메라부(600), 그리고 이들 각각의 구성요소들을 제어하는 제어부(900)를 포함한다. 이동부(300)는 바퀴와 같이 로봇(1000)을 이동시키는 수단으로, 제어부(900)의 제어에 따라 로봇(1000)을 이동시킨다. 이때, 제어부(900)는 맵 저장부(200)에 저장된 영역에서 로봇(1000)의 현재 위치를 확인하여 이동부(300)에 이동 신호를 제공할 수 있다. 또한, 센싱모듈(100)에서 센싱된 외부의 객체에 대한 정보를 제어부(900)가 분석하여 진행 방향에 진입 불가 영역이 존재하는지를 확인한 후, 이동부(300)의 이동을 제어할 수 있다. 기능부(400)는 로봇의 특화된 기능을 제공하는 것을 의미한다. 예를 들어, 청소 로봇인 경우 기능부(400)는 청소에 필요한 구성요소를 포함한다. 안내 로봇인 경우 기능부(400)는 안내에 필요한 구성요소를 포함한다. 기능부(400)는 로봇이 제공하는 기능에 따라 다양한 구성요소를 포함할 수 있다.

무빙워크 또는 에스컬레이터 영역이 전술한 센싱모듈(100)에서 감지하거나 제어부(900)가 판단하면, 로봇이 속도를 줄이게 되는데, 이 과정에서 카메라부(600)는 바닥의 움직임을 촬영하여 이를 분석하여 진입 가능한 영역인지를 확인할 수 있다. 앞서, 하면 센싱부(120)가 바닥의 재질을 확인한다면, 카메라부(600)는 바닥의 이미지적인 특징을 추출하여 이를 차분영상기법을 이용하여 진입 불가 영역을 판별할 수 있다. 따라서, 전술한 센싱모듈(100)에서 센싱된 정보들과 맵의 정보들을 모두 이용할 수 있다. 카메라부(600)의 일 실시예로는 비전 카메라(Vision Camera)가 될 수 있다.

맵 저장부(200)는 맵을 저장한다. 맵은 로봇(1000)이 이동할 수 있는 공간에 대한 정보를 의미한다. 맵은 전체 공간을 세분화된 단위 영역으로 나누어 단위 영역에 고정 객체가 배치되어 있는지, 혹은 해당 고정 객체의 높이나 재질이 무엇인지 등을 저장할 수 있다. 또한, 맵 저장부는 맵 뿐만 아니라 진입 불가 영역에 대한 정보도 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 무빙워크의 측면의 유리 벽은 맵에 고정 객체로 배치될 수 있으나, 무빙워크의 진입 및 진출 영역은 고정 객체가 없으므로 맵에는 표시되지 않을 수 있다. 따라서, 로봇(1000)은 도 1의 센싱모듈(100)을 이용하여 진입 불가 영역으로 판단한 영역에 대해서 고정 객체와는 구별되는 진입 불가 영역에 대한 정보를 맵에 저장할 수 있다.

맵은 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 일 실시예로 전체 공간을 X 및 Y축으로 하고, 일정한 단위 영역으로 나누어 각 단위 영역에 고정된 객체가 존재하는지, 혹은 진입 불가 영역이 존재하는지에 대한 정보를 저장할 수 있다.

도 2에서 맵 저장부(200)는 로봇(1000) 내에 포함되어 있으나, 다른 실시예에 의하면 맵 저장부(200)가 서버에 배치될 수 있다. 이 경우, 로봇(1000)은 실시간으로 혹은 일정한 시간 간격을 두고 서버에 저장된 맵을 서버의 통신부와 통신을 이용하여 수신할 수 있다. 또한, 로봇(1000)이 추가로 저장해야 할 정보를 서버에 전송할 수 있다.

또한, 맵 저장부(200)에 저장되는 맵은 라이다(Lidar) 센서를 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 추가적으로 라이다 센서가 배치되어 로봇은 지속적으로 맵을 생성 및 업데이트할 수 있다. 또한, 라이다 센서가 열린 공간으로 판단하는 무빙워크, 에스컬레이터와 같은 진입 불가 영역에 대해서는 측면 센싱부(110), 하면 센싱부(120), 뎁스 센싱부(130) 등을 이용하여 식별할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 공간을 단위 영역으로 구성되는 맵으로 구성한 실시예를 도시한 도면이다. 도 3의 210과 같이 단위 영역을 20x20으로 구성하여 맵의 단위 영역의 컬러가 검은 색인 경우 벽, 유리 등과 같은 고정 객체가 배치된 공간으로 정보를 저장한다. 맵의 단위 영역이 하얀 색인 경우 해당 공간은 장애물과 같은 객체가 존재하지 않아 로봇(1000)이 이동할 수 있는 공간이다. 도 3의 210은 일종의 비트맵과 같이 구성할 수 있다. 이미지 파일의 비트맵에서 각 비트가 하나의 단위 영역을 나타내도록 구성할 수 있다. 각 단위 영역은 좌측 하단을 (0, 0)으로, 우측 상단을 (19, 19)로 지시할 수 있다.

또한, 맵 저장부(200)는 고정된 객체들로 구성된 맵(210) 외에도 장애물은 없지만 로봇이 진입할 수 없는 진입 불가 영역에 대한 정보를 저장할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 4에서는 센싱모듈 중 측면 센싱부(110)와 센싱 데이터 분석부(150)가 진입 불가 영역을 확인하는 과정을 보여주는 도면이다. 또한, 맵 저장부(200)에 저장된 맵을 이용하여 로봇의 제어부(900)가 진입 가능한 영역인지 진입 불가능한 영역인지를 파악하여 이를 맵 저장부(200)에 저장하는 과정도 함께 보여준다.

로봇은 주행 상태에서(S111) 측면 센싱부(110)가 제1영역에서 적외선 신호를 수신한다(S112). 수신한 적외선 신호는 센싱 데이터 분석부(150)에 전달되고, 센싱 데이터 분석부(150)가 수신된 적외선 신호의 유효성을 판단한다(S113). 이 과정에서 로봇의 주행을 정지시키거나 주행 속도를 낮출 수 있다.

적외선 신호의 유효성 판단은 포스트 빔과 같은 구조물에서 인체를 감지하기 위해 송신하는 적외선 신호인지 아니면 외부의 다른 구조물에서 전송한 적외선 신호인지를 판단하는 것을 일 실시예로 한다. 이러한 구분은 적외선 신호의 주파수를 이용할 수 있다. 유효한 적외선 신호인 경우(S114), 센싱 데이터 분석부(150)는 제어부(900)에게 적외선 수신 상태를 통지한다(S115). 혹은 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 센싱 데이터 분석부(150)는 S112 단계에서 적외선 신호가 센싱된 것으로 확인되면 이를 별도의 유효성 판단 과정 없이 제어부(900)에게 적외선 수신 상태를 통지할 수도 있다. 만약 S114에서 유효하지 않은 적외선 신호로 판단된 경우에는 다시 S111 단계로 가서 로봇의 주행 상태를 복원 또는 유지한다. 또한, 수신된 적외선 신호를 재차 확인하기 위해 측면 센싱부는 전후 혹은 상하로 이동할 수 있다. 이에 대해서는 도 14에서 후술한다.

적외선 신호가 수신되면, 제어부는 로봇의 주행을 정지하고(S156), 적외선 신호가 수신된 것으로 통지된 제1영역과 맵을 비교한다(S157). 비교한 결과 제1영역이 진입 불가 영역인 것으로 식별되면 제1영역이 진입 불가 영역이라는 정보를 맵 저장부(200)에 저장한다(S158). 이후 로봇의 주행방향을 재설정하여(S158) 로봇이 제1영역으로 진입하지 않도록 한다. 만약 S157에서 비교한 결과 제1영역이 진입 가능 영역인 것으로 식별되면 계속 진행 방향으로 로봇을 진행시키도록 제어부(900)가 제어할 수 있다.

S158은 무빙워크나 에스컬레이터에 대해 회피 동작을 수행하도록 맵 저장부(200)에 저장된 맵을 업데이트하는 것을 의미한다.

무빙워크 또는 에스컬레이터의 진입부와 진출부에는 사람의 이동을 감지하는 자동감지센서가 배치되어 진입 또는 진출에 따라 운행을 시작하거나 정지하도록 구성된다. 특히, 자동감지센서는 포스트빔의 구조물에 배치되며, 일 실시예로 적외선 신호를 송신 이용하고 이를 수신한다. 본 명세서의 측면 센싱부(110)는 이러한 포스트빔에 배치된 센서가 송신하는 신호를 감지하여 무빙워크 또는 에스컬레이터로 진입을 하지 않도록 로봇(1000)에게 센싱된 정보를 제공한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 5에서는 센싱모듈 중 하면 센싱부(120)와 센싱 데이터 분석부(150)가 진입 불가 영역을 확인하는 과정을 보여주는 도면이다.

로봇은 주행 상태에서(S121) 하면 센싱부(120)가 제1영역에서 하면의 재질을 센싱한다(S122). 하면 센싱부(120)는 근거리의 금속을 탐지하는 센서로 구성될 수 있다. 또한 하면 센싱부(120)가 센싱한 하면의 재질 정보는 누적하여 센싱 데이터 분석부(150)가 저장할 수 있다. 하면, 즉 바닥의 재질이 금속이거나 또는 하면의 재질이 진입 불가 영역에 대응하는 재질인 것으로 센싱되면 센싱된 정보는 센싱 데이터 분석부(150)에 전달되고, 센싱 데이터 분석부(150)가 센싱된 하면의 재질의 분석한다(S123).

전술한 분석 과정에서 로봇의 주행을 정지시키거나 주행 속도를 낮출 수 있다. 분석은 이전에 누적하여 저장된 하면의 재질 정보와 비교하는 것을 일 실시예로 한다. 이전에 금속이 배치되지 않은 바닥의 재질로 센싱되었고, 제1영역에서 새로이 금속이 배치된 바닥으로 센싱한 경우, 하면의 재질에 변화가 발생한 것이며, 이를 진입 불가 영역에 대응하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 센싱 데이터 분석부(150)는 제어부(900)에게 제1영역의 하면 재질 변경을 통지한다(S125). 이후 S156 내지 S159 단계는 도 4에서 살펴본 바와 같이 동일하게 진행된다. 즉. 제어부(900)는 하면의 재질이 금속으로 변화된 것으로 통지된 제1영역을 맵과 비교하고(S157) 비교한 결과에 따라 S158 및 S159 단계를 진행할 수 있다. 만약 S124에서 하면의 재질이 진입 불가 영역에 대응하지 않는 경우에는 다시 S121 단계로 가서 로봇의 주행 상태를 복원 또는 유지한다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 로봇의 센싱모듈이 진입 불가 영역을 식별하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 6에서는 센싱모듈 중 뎁스 센싱부(130)와 센싱 데이터 분석부(150)가 진입 불가 영역을 확인하는 과정을 보여주는 도면이다.

로봇은 주행 상태에서(S131) 뎁스 센싱부(130)가 제1영역에서 포스트 빔 형태의 구조물을 센싱한다(S132). 이는 뎁스 센싱부(130)가 제1영역의 구조물의 뎁스를 센싱하는 것을 포함한다. 뎁스 센싱부(130)는 비전 카메라(vision camera)를 이용하여 촬영된 전방의 이미지의 뎁스(depth) 값을 산출할 수 있다. 산출 결과 전방에 에스컬레이트 또는 무빙워크에 세워진 포스트 빔 형태의 구조물이 센싱되면 센싱 데이터 분석부(150)는 센싱된 구조물의 유효성을 판단할 수 있다(S133). 즉, 센싱된 구조물의 뎁스에서 포스트 빔이 센싱되었는지 여부를 센싱 데이터 분석부가 판단할 수 있다. 예를 들어, 촬영된 영상에서 두 개의 막대형 기둥이 센싱되며, 두 기둥의 거리를 나타내는 뎁스가 같고, 이들 기둥의 크기가 포스트 빔의 유효 크기 범위 내에 포함된다면, 포스트 빔이 센싱된 것으로 판단할 수 있다.

전술한 판단 과정에서 로봇의 주행을 정지시키거나 주행 속도를 낮출 수 있다. 판단 결과 두 개의 기둥으로 판단된 구조물이 유효한 포스트 빔 구조물인 것으로 판단되면(S134), 제어부(900)에게 제1영역에서의 포스트 빔 구조물의 센싱을 통지한다(S135). 한편 두 개의 기둥으로 판단되었으나 짧은 시간을 두고 다시 센싱한 결과 기둥의 위치가 바뀌었거나 기둥이 이동하는 등 포스트 빔 구조물로 판단하기 어려운 객체가 센싱된 경우에는 다시 S131 단계로 가서 로봇의 주행 상태를 복원 또는 유지한다.

센싱 데이터 분석부(150)가 제어부(900)에게 제1영역이 진입 불가 영역의 포스트 빔이 배치된 것으로 S135와 같이 통지한 후 S156 내지 S159 단계는 도 4에서 살펴본 바와 같이 동일하게 진행된다. 즉. 제어부(900)는 포스트 빔 구조물이 배치된 것으로 통지된 제1영역을 맵과 비교하고(S157) 비교한 결과에 따라 S158 및 S159 단계를 진행할 수 있다.

도 4 내지 도 6에서는 로봇의 센싱모듈이 3 가지의 센싱된 정보를 이용하여 진입 불가 영역을 확인하는 과정을 살펴보았다. 그러나 센싱 데이터 분석부(150)는 각각의 센싱부들(110, 120, 130)이 센싱한 정보들을 모두 이용하거나 각각의 센싱한 정보에 가중치를 두어 진입 불가 영역을 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 로봇(1000)은 측면 센싱부(110)가 로봇의 측면에 배치되고 포스트빔에서 전송한 적외선 신호가 감지되면 이를 제어부(900)에게 전달할 수 있다. 그리고 제어부(900)는 하면 센싱부(120) 또는 뎁스 센싱부(130)가 센싱한 정보와, 맵 저장부(200)의 맵 및 로봇의 위치 등을 이용하여, 로봇이 진입 가능한지 혹은 진입 불가능한지 여부를 판단하여 로봇의 이동을 제어할 수 있다.

특히, 무빙워크나 에스컬레이터에 배치된 사람을 감지하는 센서의 오작 등으로 인해, 로봇의 측면 센싱부(110)가 적외선 신호를 수신하지 못하는 경우에도 뎁스 센싱부(130)와 맵 저장부(200)의 맵을 이용하여 진입 가능 여부를 확인할 수 있다. 맵 저장부(200)에서 특정한 패턴(길게 늘어선 벽이 배치되며 양쪽이 개방된 공간)의 고정된 구조물이 배치된 것으로 확인되거나, 뎁스 센싱부(130)의 데이터로 로봇 진입 방향의 양쪽에 포스트빔 구조물이 배치되었는지를 확인하여 무빙워크 또는 에스컬레이터 영역을 인식할 수 있다. 뿐만 아니라, 하면 센싱부(120) 역시 무빙워크 또는 에스컬레이터 영역에 배치된 금속 재질을 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 센싱모듈의 각 센싱된 값을 이용하여 동작하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 4 내지 도 6에서 살펴보았던 각각의 센싱부들(110, 120, 130)의 정보에 가중치를 주는 등 조합을 통하여 진입 가능한 영역과 진입 불가능한 영역을 확인할 수 있다.

제어부(900)는 이동부(300)를 제어하여 로봇의 주행을 제어한다(S710). 따라서 이동부(300)는 로봇의 주행 상태를 유지한다(S711). 이후 센싱모듈(100)을 구성하는 센싱부들(110, 120, 130)이 각각 주변에 대한 사물들에 대해 센싱을 진행하고(S721, S722, S723), 센싱된 결과를 제어부(900)에게 송부한다(S731, S732, S733). 보다 상세히 살펴보면 측면 센싱부(110)는 적외선 신호를 센싱하여(S721), 적외선 신호를 센싱한 결과를 송부한다(S731). 하면 센싱부(120)는 하면의 재질이 변경되었음을 센싱하여(S722), 하면 재질의 변경에 관한 센싱 결과를 송부한다(S732). 뎁스 센싱부(130)는 카메라를 통해 촬영된 정보를 토대로 포스트 빔 구조물이 배치되는지를 센싱하여(S723), 포스트 빔 구조물의 센싱 결과를 송부한다(S733).

본 발명의 일 실시예에 의하면, 각각의 센싱부들(110, 120, 130)이 주변을 센싱하고, 센싱한 결과를 제어부(900)에게 제공하는 과정은 독립적으로 이루어질 수 있다. 따라서, 각각의 센싱부들(110, 120, 130)이 센싱한 결과는 제어부(900)에게 송부되어 제어부(900)가 수신된 정보를 누적하여 주변에 진입 불가 영역이 배치되는지를 확인할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 각각의 센싱부들(110, 120, 130)이 미리 설정된 기준에 따라 우선 순위를 가지도록 할 수 있다. 예를 들어, 측면 센싱부(110)가 적외선 신호의 센싱 여부에 따라 하면 센싱부(120) 및 뎁스 센싱부(130)의 센싱된 결과를 조합하여 센싱모듈(100)이 제어부(900)에게 제공할 수 있다. 또한, 하면 센싱부(120)가 하면의 재질 변경을 센싱하면, 여기에 따라 측면 센싱부(110) 및 뎁스 센싱부(130)의 센싱된 결과를 조합하여 센싱모듈(100)이 제어부(900)에게 제공할 수 있다. 마찬가지 방식으로, 뎁스 센싱부(130)가 포스트 빔 구조물을 센싱하는 경우에 측면 센싱부(110) 및 하면 센싱부(120)의 센싱된 결과를 조합하여 센싱모듈(100)이 제어부(900)에게 제공할 수 있다.

제어부(900)는 수신된 정보들을 기반으로 로봇의 주변에 진입 불가영역이 배치될 가능성이 있음을 감지하고 수신된 정보와 맵을 기반으로 진입 불가영역을 판별한다(S740). 예를 들어, 무빙워크의 양측에 배치되는 벽 또는 에스컬레이터의 양측에 배치되는 벽이 맵에 배치되어 있는지를 확인할 수 있다. 도 3의 맵(210)에서 (10, 5)에서 (10, 14)에 검게 표시된 부분과 (13, 5)에서 (13, 14)에 검게 표시된 부분 사이에 공백으로 되어 있는 영역이 무빙워크의 영역으로 판별할 경우, 이들의 진입 및 진출 영역 근처에서 센싱된 정보를 토대로 진입 불가 영역을 판별할 수 있다.

즉, 로봇의 제어부(900)는 수신된 제1영역으로 진입할 수 있는 확률을 산출하기 위해, 맵 저장부(200) 또는 저장된 맵을 이용하여 제1영역 주변에 고정된 구조물이 배치되는지를 확인하고, 확인된 구조물의 길이가 설정된 기준 이상인지를 확인하여, 제1영역이 진입 불가 영역인지 여부를 판단하고 진입 확률을 산출할 수 있다. 진입 확률은 진입 가능 영역을 식별하는 기준이 된다.

진입 확률은 0에서 100의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 최초에 로봇이 주행하면서 맵 저장부(200)에 벽이나 유리와 같은 구조물이 없는 경우에는 해당 영역에 대한 진입 확률이 100이 될 수 있다. 그리고, 이후 센싱모듈(100)이 센싱한 값에 따라 해당 영역에 대한 진입확률을 줄일 수 있다. 각 센서들에 가중치를 제공할 수 있는데, 센싱모듈(100) 중에서 측면 센싱부(110)가 포스트빔 구조물에서 전송한 적외선 신호가 수신된 경우에는 진입 확률을 -50으로 하고, 뎁스 센싱부(130)가 포스트빔 구조물을 센싱하는 경우 진입 확률을 -20으로 하고, 하면 센싱부(120)가 하면의 재질이 금속과 같은 물질로 재질변경이 발생하면 -20으로 할 수 있다. 또한 제어부(900)가 전술한 센싱모듈(100)에서 진입 불가 영역의 후보로 산출한 영역을 맵 저장부(200)와 비교하여 무빙워크나 에스컬레이터의 존재를 추정할 수 있는 벽이나 유리 등이 배치된 것으로 확인되면, 진입확률을 0으로 할 수 있다. 또는, 다른 로봇이 해당 영역에 대한 정보를 제공한다면 이를 토대로 진입확률을 산출할 수도 있다.

정리하면, 센싱된 정보들 중에서 우선순위 또는 가중치를 주어서 센싱된 정보를 선별할 수 있다. 예를 들어, 적외선 신호나 포스트 빔 구조물이 전혀 센싱되지 않은 상태에서 하면 재질만 변경된 경우 진입 불가 영역으로 판단하지 않을 수 있다. 이 경우 제어부(900)는 진입 확률을 낮은 값 또는 0으로 설정하지 않는다.

또한, 제어부(900)는 센싱모듈(100)이 적외선 신호, 하면 재질 변경, 포스트 빔 구조물 등이 센싱된 결과를 제공하면 우선적으로 로봇의 속도를 낮추면서 보다 정확하게 주변을 센싱하도록 이동부(300)와 센싱모듈(100)을 제어할 수 있다.

전술한 판별 과정을 통하여 제어부(900)가 진입 불가영역, 예를 들어 무빙워크 또는 에스컬레이터라고 판단한 경우 로봇의 동작을 제어한다(S745). 예를 들어, 청소 로봇이며 물걸레를 이용하여 청소를 진행 중인 경우, 이를 중단할 수 있다. 또한, 먼지나 쓰레기를 흡입하는 청소를 진행 중인 경우, 무빙워크나 에스컬레이터에 영향을 미치지 않도록 흡입압을 조절할 수 있다.

그리고 로봇이 진입 불가 영역을 회피하도록 이동부(300)를 제어한다(S750). 또한, 해당 영역이 진입 불가 영역이라는 정보를 맵에 업데이트한다(S760).

반면, 무빙워크 또는 에스컬레이터로 판단하지 않은 경우 로봇의 동작을 유지한다(S770). 이 과정에서 로봇의 속도에 있어서 비정상적으로 변화가 발생할 경우(S773), 이동부(300)는 속도 변화를 제어부(900)에게 통지한다(S775). 예를 들어, 무빙워크의 내부로 진입할 경우, 무빙워크의 역주행 또는 정주행 상황에 따라 로봇의 속도가 갑자기 느려지거나 빨라질 수 있다. 이에 제어부(900)는 로봇의 주행을 정지시키고 센싱모듈(100)을 통해 주변 정보를 센싱한다(S777). 이후 앞서 살펴본 S721 내지 S740 과정을 수행할 수 있다.

전술한 실시예를 통해, 공항, 터미널, 병원 등과 같이 대면적에 배치되어 있는 구조물인 무빙워크, 에스컬레이터에 배치된 IR 센서를 이용하여 로봇이 진입할 수 없는 영역인지를 판단할 수 있다. 또한, 판단의 정확성을 높이기 위해 로봇은 하면 센싱부(120)와 뎁스 센싱부(130)를 포함할 수 있다.

한편, 전술한 무빙워크 또는 에스컬레이터의 양측 혹은 일측에 배치된 IR 센서가 송신하는 신호를 정확하게 수신하기 위해, 측면 센싱부(110)를 로봇의 측면에 다수 배치할 수 있다. 또는 측면 센싱부(110)가 로봇의 측면에서 상하로 이동할 수 있도록 배치할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 정리하면 다음과 같다. 로봇(1000)의 센싱모듈(100)이 로봇의 외부에 배치된 제1영역을 센싱하고(S112, S122, S132, S721, S722, S723), 센싱모듈(100)이 센싱한 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는 것으로 판단한 경우, 로봇(1000)의 제어부(900)에게 센싱한 값 및 상기 제1영역에 대한 정보를 전달한다(S115, S125, S135, S731, S732, S733). 그리고 로봇(1000)의 제어부(900)는 제1영역에 대한 정보 및 맵에 저장된 정보를 비교하여(S157, S740) 제1영역으로의 진입 확률을 산출한다. 진입 확률을 산출하는 실시예로는, 제1영역이 무빙워크이거나 에스컬레이터로 판단한 경우 진입 확률을 0 또는 매우 낮은 값으로 설정하는 것을 의미한다. 그리고, 제1영역으로의 진입 확률이 미리 설정된 기준 보다 낮은 경우, 로봇(1000)의 제어부(900)는 제1영역에 대한 정보를 맵 저장부에 저장(S158, S760)한다.

진입 확률은 이전에 누적된 뎁스 센싱부(130)와 하면 센싱부(120)에서 제공한 센싱 정보가 진입 불가 영역으로 판단한 경우에 진입 확률의 값을 낮출 수 있다. 한편, 뎁스 센싱부(130)와 하면 센싱부(120)에서 제공한 센싱 정보로는 진입 가능한 영역으로 판단하였는데, 적외선 신호가 수신되는 경우라면, 이는 진입 확률의 값을 높일 수 있다. 또한, 수신되는 적외선 신호의 파장이나 주파수, 혹은 신호의 식별정보를 이용하여 포스트 빔 구조물에서 송신한 적외선 신호와 그렇지 않은 적외선 신호를 구별하여 이를 진입 확률의 값에 반영할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 측면 센싱부의 배치를 보여주는 도면이다. 로봇(1000)의 측면에 배치된 적외선 수광부(810a, 810b)는 측면 센싱부(110)의 일 실시예이다. 또한, 로봇(1000)의 하면에 배치된 하면 센싱부(120)는 로봇의 진행 방향의 바닥에 대한 정보를 센싱할 수 있다. 로봇(1000)의 전면에 배치된 뎁스 센싱부(130)는 전면에 배치된 포스트 빔(890)의 형상을 확인할 수 있다.

적외선 수광부(810a, 810b)는 포스트 빔(890)에 배치되는 적외선 송신부(891a, 891b)에서 송신되는 적외선 신호를 감지할 수 있으며, 적외선 신호가 수신될 경우, 포스트 빔(890)을 통과하는 것이므로, 제어부(900)에게 적외선 신호가 수신되었다는 정보를 제공하고, 제어부(900)는 앞서 살펴본 과정에 따라 로봇의 주행을 중단하고 방향을 바꿀 수 있다.

적외선 수광부(810a, 810b)는 로봇(1000)의 양측에 배치될 수 있다. 또한, 적외선 수광부(810a, 810b)는 상하로 위치를 가변적으로 조정할 수 있다.

도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇이 진입 불가 영역을 판별하는 과정을 도시한 도면이다. 로봇이 주행하는 방향을 위에서 도시한 도면이다.

도 9에서 로봇(1000)은 무빙워크 또는 에스컬레이터에 배치된 포스트 빔(890, 990)에 근접하여 이동한다. 이 과정에서 먼저 뎁스 센싱부(130)가 진행 방향을 카메라로 촬영하여 촬영된 이미지에서 뎁스를 산출한다. 그 결과, 동일한 뎁스를 가지는 사물이 포스트 빔의 형태(수직으로 길게 배치됨)로 확인되는 경우(930 참조), 센싱된 정보를 제어부(900)에게 제공한다. 한편, 도 9에서 로봇(1000)의 하면 센싱부(120)는 진행 방향의 바닥(901)의 재질을 센싱한다. 센싱된 정보 역시 제어부(900)에게 제공되거나, 혹은 센싱모듈(100)이 정보를 보유하고 판단할 수 있다. 제어부(900)는 제공된 정보와 현재 로봇(1000)이 주행 중인 영역의 특징을 맵(210)에서 확인하고 로봇의 동작 혹은 로봇의 이동 속도를 조절할 수 있다.

도 10에서 로봇(1000)은 무빙워크 또는 에스컬레이터에 배치된 포스트 빔(890, 990)에 보다 근접하여 이동한다. 이 과정에서 뎁스 센싱부(130)는 도 9에서 센싱된 영상(930)과 도 10에서 센싱된 영상(1030)을 비교한다. 즉, 제1뎁스 영상(930)과 제2뎁스 영상(1030)은 로봇(1000)의 주행 과정에서 저장되고, 저장된 두 개의 영상들(930, 1030)을 비교하여 센싱된 구조물이 보다 근접하였음을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 촬영된 영상(930)에서 확인된 구조물의 폭(w1)과 도 10에서 촬영된 영상(1030)에서 확인된 구조물의 폭(w2)이 상이하거나 w2가 w1보다 클 수 있다. 마찬가지로, 도 9에서 촬영된 영상(930)에서 확인된 구조물의 높이(h1)와 도 10에서 촬영된 영상(1030)에서 확인된 구조물의 높이(h2)가 상이하거나 h2가 h1보다 클 수 있다. 이 과정에서 카메라부(600)에서 촬영한 전방 이미지도 함께 비교할 수 있다.

한편, 도 9에서 촬영된 영상(930)에서 확인된 구조물 사이의 거리(d1)와 도 10에서 촬영된 영상(1030)에서 확인된 구조물 사이의 거리(d2)가 이하거나 d2가 d1보다 클 수 있다. 뎁스 센싱부(130)에서 센싱한 정보는 센싱모듈(100) 내에서 저장하거나, 혹은 제어부(900)에게 전달될 수 있다. 또한, 도 10에서 로봇(1000)의 하면 센싱부(120)는 진행 방향의 바닥의 재질을 센싱한다. 센싱된 정보 역시 제어부(900)에게 제공되거나, 혹은 센싱모듈(100)이 정보를 보유하고 판단할 수 있다. 도 9에서와 마찬가지로 바닥의 재질이 금속임이 유지된다는 센싱 정보를 센싱모듈(100)이 제어부(900)에게 제공할 수 있다. 제어부(900)는 제공된 정보와 현재 로봇(1000)이 주행 중인 영역의 특징을 맵(210)에서 확인하고 로봇의 동작 혹은 로봇의 이동 속도를 도 9보다 낮추도록 조절할 수 있다.

도 9 및 도 10에서 로봇(1000)이 청소 로봇인 경우, 로봇은 청소를 유지할 수 있다. 다만, 속도를 줄임으로써, 로봇이 진입 불가 영역에 진입하였음을 확인하는 즉시 방향을 선회할 수 있도록 한다.

도 9 및 도 10의 영상은 뎁스 센싱된 결과를 나타낸 것이 될 수 있다. 또한, 다른 실시예로, 카메라부(600)가 촬영한 영상을 도 9 및 도 10과 같이 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면 도 9 및 도 10의 영상이 뎁스 센싱부(130)가 촬영한 결과물을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면 도 9 및 도 10의 영상이 카메라부(600)에서 촬영한 결과물을 포함한다. 본 발명의 또다른 실시예에 의하면 도 9 및 도 10의 영상은 카메라부(600) 및 뎁스 센싱부(130)가 촬영한 결과물을 조합한 것을 포함한다.

도 11에서 로봇(1000)이 포스트 빔(890, 990) 사이를 통과하면서 포스트 빔(890, 990)의 적외선 송신부(891a, 891b)에서 송신한 적외선 신호가 로봇(1000)의 양측에 배치된 적외선 수광부(810a, 810c)에 수신되는 경우, 센싱모듈(100)은 적외선 신호가 수신되었다는 정보를 제어부(900)에게 제공한다. 이 과정에서 센싱모듈(100)은 이전의 뎁스 센싱부(130) 및 하면 센싱부(120)가 센싱한 정보를 함께 제어부(900)에게 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예로 센싱모듈(100)은 지속적으로 뎁스 센싱부(130) 및 하면 센싱부(120)가 센싱한 정보를 제어부(900)에게 제공하고 제어부(900)는 누적된 정보를 보유할 수 있다.

제어부(900)는 센싱모듈(100)로부터 제공된 정보와 맵(210)에서 확인되는 로봇의 위치 등을 종합하여, 진입 불가 영역인지를 확인하고, 무빙워크 또는 에스컬레이터와 같이 진입 불가 영역인 것으로 확인되면 이에 대한 정보를 맵(210)에 저장하고, 로봇을 후진시켜 다른 곳으로 이동하도록 이동부(300)를 제어한다. 또는 제어부(900)는 센싱모듈(100)로부터 적외선 센싱에 대한 정보가 제공되면, 주행을 곧 중단하고 진입 불가 영역인지를 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 맵 정보가 업데이트된 도면이다. 도 9 내지 도 11의 과정을 통해 제어부(900)는 맵을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 210에서 살펴본 맵은 도 12의 1210으로 업데이트 될 수 있다. 1201 부분은 로봇(1000)이 도 9 내지 도 11의 과정을 진행하며 확인한 진입 불가 영역이다.

한편, 제어부(900)는 1201의 영역이 진입 불가 영역이므로, 그 반대편인 1202 영역 역시 진입 불가 영역으로 맵(1210)을 업데이트할 수 있다. 즉, 두 개의 벽(혹은 유리)가 평행하게 배치되며, 양쪽이 개방된 영역 중 어느 한 영역(1201)이 진입 불가 영역으로 확인될 경우, 다른 한쪽의 개방된 영역도 진입 불가 영역으로 설정하여, 별도의 탐색 과정 없이도 무빙워크 또는 에스컬레이터로 진입하지 않도록 할 수 있다. 다만, 에스컬레이터와 무빙워크의 구조가 상이하므로, 제어부(900)는 무빙워크의 벽으로 판단할 만큼의 벽의 길이 Length_MW가 무빙워크의 최소 길이로 설정된 길이(예를 들어, 5미터)보다 길거나 같을 경우에는 진입 불가 영역을 양측(1201, 1202)에 설정하고, 그러하지 않은 경우에는 에스컬레이터로 판단할 수 있다. 또한, 에스컬레이터라도, 꼭대기 층 혹은 가장 낮은 층이 아니라면 에스컬레이터가 양방향으로 배치될 수 있으므로, 로봇(1000)이 배치된 층의 구조에 따라 에스컬레이터로 판단되어도, 양쪽이 개방된 영역 중 어느 한 영역(1201)이 진입 불가 영역으로 확인될 경우, 다른 한쪽의 개방된 영역도 진입 불가 영역으로 설정할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 측면 센싱부를 로봇의 일측면에 다수 배치한 도면이다. 로봇(1000)의 측면에는 4개의 적외선 수신부들(1310a~1310d)이 배치되어 있다. 로봇(1000)의 전면에는 하면 센싱부(120) 및 뎁스 센싱부(130)가 배치되어 있다. 4개의 적외선 수신부들(1310a~1310d)이 측면 센싱부(110)를 구성할 수 있으며, 이들 적외선 수신부들(1310a~1310d)은 높이가 상이한 포스트 빔의 적외선 신호를 수신할 수 있다. 로봇(1000)의 하단에는 이동부(1330a, 1330b)가 배치되어 로봇을 이동시킨다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 측면 센싱부의 높이와 방향을 조절하는 도면이다. 로봇(1000)의 측면에는 2개의 적외선 수신부들(1410a, 1410b)이 배치되어 있다. 이들 적외선 수신부들(1410a, 1410b) 모두 상하로 이동이 가능하다. 확대하여 살펴보면, 적외선 수신부(1410a)를 1480과 같이 상하로 이동시키는 이동지지부(1420a)에 적외선 수신부(1410a)가 결합되어 있다.

일 실시예로 하면 센싱부(120) 또는 뎁스 센싱부(130) 중 어느 하나 이상의 센싱부에서 진입 불가한 영역으로 판단하였으나 적외선 신호가 수신되지 않으면, 로봇(1000)을 전후로 이동시키면서 동시에 적외선 수신부들(1410a, 1410b)을 상하로 이동시켜 적외선 신호를 센싱할 수 있다. 이는 적외선 신호가 송신되는 위치가 상이할 경우, 이에 대응하여 로봇(1000)이 측면 센싱부(110)를 구성하는 적외선 수신부들(1410a, 1410b)의 위치를 조절하는 것을 포함한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 측면 센싱부(110)는 포스트빔에서 송신되는 적외선 신호를 잘 수신할 수 있도록 상하 각도를 조절할 수 있다. 또한, 다른 실시예로 측면 센싱부(110)가 1490과 같이 좌우로 각도를 움직이도록 할 수 있다.

맵과 뎁스 센싱부(130), 하면 센싱부(120) 등에서 무빙워크 또는 에스컬레이터가 배치된 것으로 추정되는 영역에 로봇(1000)이 근접하여 이동하는 경우, 적외선 신호를 보다 정확하게 센싱하기 위해 측면 센싱부(110)의 전후 또는 상하로 조절할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 진입 불가 영역에 대한 정보를 서버 또는 인접한 로봇 사이에 통신을 통하여 공유하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 15에서는 로봇의 제어부(900)가 맵 저장부(200)에 진입 불가 영역으로 식별된 제1영역에 대한 정보를 로봇의 통신부(500)를 이용하여 다른 로봇 또는 서버에게 전송하는 과정을 보여준다. 이 과정에서 서버가 다수의 로봇들로부터 취합한 진입 불가 영역에 대한 정보를 다운로드 전송을 수행할 수 있다. 진입 불가 영역은 앞서 도 3 및 도 12에서 살펴본 좌표 정보들을 포함하는 것을 일 실시예로 한다.

서버(2000)는 다수의 로봇들(1000a, ..., 1000z)에게 진입 불가 영역에 대한 정보를 다운로드(S1501, S1502) 송신한다. 로봇들(1000a, ..., 1000z)은 수신된 진입 불가 영역에 대한 정보를 맵 저장부(200)에 업데이트한다. 서버(2000)는 다수의 로봇들(1000a, ..., 1000z)이 전송한 진입 불가 영역에 대한 정보를 분석하여 동일한 위치에서 중복하여 센싱된 정보는 새로이 업데이트 하여 하나의 진입 불가 영역에 대한 정보로 저장할 수 있다.

이후 로봇들(1000a, ..., 1000z)은 주행 과정에서 진입 불가 영역 정보를 업데이트한다(S1510, S1520). 일 실시예로 각 로봇이 보유하는 맵 저장부(200)의 정보를 업데이트하는 것을 포함한다. 또한, 로봇 중에서 인접하여 위치하는 로봇 사이에게 새로이 습득한 진입 불가 영역에 대한 정보를 전송하거나 혹은 이를 공유하는 쉐어링을 수행할 수 있다(S1515). 이때 진입 불가 영역에 대한 정보의 쉐어링은 일정한 범위 내에 근접해있는 로봇들에게만 한정하여 제공할 수 있다. 또는, 로봇 이후에 해당 공간으로 이동하는 것이 예정된 로봇에게 제공할 수도 있다.

그리고 각각의 로봇들(1000a, ..., 1000z)은 주행 중 취득한 진입 불가 영역 정보를 서버로 업로드(S1511, S1521) 송신한다.

서버(2000)는 수신한 진입 불가 영역 정보를 업데이트 하며(S1530) 이 과정에서 중복된 정보를 하나의 객체에 대한 정보로 정리하여 새로운 진입 불가 영역 정보를 다수의 로봇들(1000a, ..., 1000z)에게 다운로드한다(S1531, S1532). 진입 불가 영역 정보를 다운로드 과정에서는 맵에 대한 변동 정보도 함께 다운로드가 이루어질 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 제어부가 맵을 이용하여 진입 불가 영역을 확인하는 도면이다. 전술한 실시예를 적용하여 로봇이 1601로 지시되는 영역에서 센싱모듈(100)의 센싱된 값들 혹은 카메라부(600)의 촬영된 이미지 등을 이용하여 무빙워크 또는 에스컬레이터가 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 이 경우, 맵에서는 길게 배치된 벽 사이의 개방된 공간이 진입 불가한 영역이므로 그 반대편인 1602 영역도 진입 불가능한 영역으로 맵을 업데이트할 수 있다.

뿐만 아니라, 무빙워크가 이어져 있는 경우도 있으므로, 유사한 형태로 벽이 설치된 것으로 판단되는 1605 영역에 대해서도 무빙워크로 판단할 수 있다. 이 경우 1605의 진입/진출 영역(1603, 1604) 모두 진입 불가능한 영역으로 맵을 업데이트할 수 있다.

따라서, 로봇(1000)이 무빙워크의 주변을 탐색하지 않아도, 어느 한 영역에서 무빙워크임을 확인하고 맵을 업데이트할 수 있다. 뿐만 아니라, 로봇(1000)이 1601에서 무빙워크를 센싱하지 못하여 1601을 통과하여 무빙워크로 진입할 경우, 로봇의 속도가 갑자기 느려지거나 빨라짐을 감지하면 해당 구간을 맵에서 확인하고 1601 및 1602를 진입 불가 영역으로 등록한다. 또한 연달아 배치되는 1605 영역 역시 맵에 기반하여 무빙워크가 배치될 가능성이 높은 것으로 판단하고 1602에서 진출하면 속도를 줄이면서 우회하여 회피하거나 보다 상세히 1605의 공간에 대해 센싱을 수행할 수있다.

한편 도 16에서 로봇(1000)은 무빙워크와 에스컬레이터를 구분할 수 있다. 예를 들어, 진입과 진출 사이의 거리가 크지 않은 경우, 이를 에스컬레이터로 판단할 수 있다. 이 경우, 로봇(1000)은 무빙워크에 대해서는 청소 혹은 보안을 위한 기능을 수행할 수 있는데, 예를 들어, 무빙워크가 동작하지 않거나, 사람이 없는 시간에 대한 정보를 이용하여 해당 시점에 무빙워크로 진입하여 청소 혹은 보안 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 맵 상에 무빙워크와 에스컬레이터를 달리 저장할 수 있다. 즉, 에스컬레이터는 진입이 불가능한 곳으로, 무빙워크는 진입가능시간이 별도로 있는 것으로 저장할 수 있다.

한편, 포스트빔과 같은 구조물 외에도, 뎁스 센싱부(130)를 이용하여 무빙워크와 에스컬레이터를 구별하고, 전술한 무빙워크만 선별적으로 청소/보안 등의 기능을 수행할 수 있다. 뎁스 센싱부(130)는 상행 에스컬레이터에서는 전방에 벽이 배치된 것으로 센싱할 수 있고, 하행 에스컬레이터에서는 전방이 아무 것도 없는 것으로 센싱할 수 있다. 이 정보와 에스컬레이터를 구성하는 측면 벽의 길이를 이용하여 무빙워크와 에스컬레이터를 구분하여 맵에 저장할 수 있다.

본 발명을 적용할 경우, 전술한 맵 저장부(200)에 저장되는 맵이 라이다 센서로 구성되는 경우, 벽과 유리를 이용하여 생성된 고정된 구조물만을 기준으로 로봇(1000)이 이동할 경우, 본 발명의 센싱모듈(100)은 무빙워크와 에스컬레이터를 식별하므로 그 결과, 로봇이 진입하지 않도록 한다. 따라서, 로봇이 무빙워크나 에스컬레이터로 진입함으로 인해 발생하는 로봇의 손상 또는 로봇에 사람이 상해를 입는 사고를 미연에 방지할 수 있다. 특히 본 발명을 적용할 경우, 공항, 터미널, 항구, 기차역 등과 같이 많은 사람들이 오가는 장소에 있는 무빙워크, 에스컬레이터에 청소로봇, 안내로봇과 같은 자율 주행 로봇이 진입하지 않도록 하는 효과가 있다.

본 발명을 적용할 경우, 로봇의 진입 불가 영역인 에스컬레이터, 무빙워크 등과 같은 영역에 배치된 인체 감지 센서를 활용하여 로봇을 제어할 수 있다. 또한, 이미지 혹은 맵을 이용하여 무빙워크나 에스컬레이터로의 진입을 제어하는 것에 보다 정확성을 제공하고, 맵의 오류 혹은 맵이 유실되는 문제, 이미지 센서의 오작동에 대비하기 위해 다양한 센싱부들(110, 120, 130)를 적용하여 로봇의 진입을 제어할 수 있으며 로봇의 이동에 정확도와 안정성을 높일 수 있다.

특히, 본 발명을 적용할 경우, 로봇이 맵을 작성하고 업데이트 할 뿐만 아니라, 진입이 불가능한 영역에 대해서도 로봇이 자동으로 판단하여 무빙워크, 에스컬레이터에 진입하지 않도록 제어할 수 있다. 공항, 항만, 터미널, 기차역과 같이 대규모로 사람들이 이동하는 공간에서는 무빙워크와 에스컬레이터가 반드시 배치되어 있으며, 이를 정확하게 판별하여 로봇이 진입하지 않도록 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 범위 내에서 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 반도체 기록소자를 포함하는 저장매체를 포함한다. 또한 본 발명의 실시예를 구현하는 컴퓨터 프로그램은 외부의 장치를 통하여 실시간으로 전송되는 프로그램 모듈을 포함한다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

100: 센싱모듈 110, 810: 측면 센싱부
120: 하면 센싱부 130: 뎁스 센싱부
200: 맵 저장부 500: 통신부
600: 카메라부 900: 제어부
1000: 로봇

Claims (13)

1. 로봇의 센싱모듈이 로봇의 외부에 배치된 제1영역을 센싱하는 단계;
   상기 센싱모듈이 상기 센싱한 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는 것으로 판단한 경우, 로봇의 제어부에게 센싱한 값 및 상기 제1영역에 대한 정보를 전달하는 단계;
   상기 로봇의 제어부는 상기 제1영역에 대한 정보 및 맵 저장부에 저장된 정보를 비교하여 상기 제1영역으로의 진입 확률을 산출하는 단계; 및
   상기 제1영역으로의 진입 확률이 미리 설정된 기준 보다 낮은 경우, 상기 로봇의 제어부는 상기 제1영역에 대한 정보를 맵 저장부에 저장하는 단계를 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센싱하는 단계는
   상기 센싱모듈의 측면 센싱부가 상기 제1영역에서 적외선 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 적외선 신호의 유효성을 센싱 데이터 분석부가 판단하는 단계를 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱하는 단계는
   상기 센싱모듈의 뎁스 센싱부가 상기 제1영역의 구조물의 뎁스를 센싱하는 단계; 및
   상기 제1영역에서 센싱된 구조물의 뎁스에서 포스트 빔의 센싱 여부를 센싱 데이터 분석부가 판단하는 단계를 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 판단하는 단계는,
   상기 뎁스 센싱부가 제1시점에서 두 개의 포스트 빔의 제1뎁스 영상을 저장하는 단계;
   상기 뎁스 센싱부가 제2시점에서 상기 두 개의 포스트 빔의 제2뎁스 영상을 저장하는 단계; 및
   상기 제1뎁스 영상과 상기 제2뎁스 영상을 비교하여 상기 두 개의 포스트 빔에 근접하였음을 판단하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1영역으로의 진입 확률을 산출하는 단계는
   상기 맵 저장부를 통해 상기 제1영역 주변에 고정된 구조물이 배치되는지를 확인하는 단계; 및
   상기 확인된 구조물의 길이가 미리 설정된 기준 이상인지를 확인하는 단계를 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 맵 저장부에 저장하는 단계 이후에 상기 로봇의 제어부는 상기 제1영역에 대한 정보를 상기 로봇의 통신부를 이용하여 다른 로봇 또는 서버에게 전송하는 단계를 더 포함하는, 로봇의 진입 가능 영역을 식별하는 방법.
   
7. 로봇의 외부에 배치된 제1영역이 진입 불가 영역의 후보에 해당하는지를 센싱 및 판단하고 센싱한 정보를 제공하는 센싱모듈;
   상기 로봇을 이동시키는 이동부;
   상기 로봇의 이동에 필요한 맵을 저장하는 맵 저장부; 및
   상기 센싱모듈, 상기 이동부, 상기 맵 저장부를 제어하며 상기 센싱모듈이 제공하는 정보 및 상기 맵 저장부에 저장된 정보를 비교하여 상기 제1영역으로의 진입 확률을 산출하여 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1영역으로의 진입 확률이 미리 설정된 기준 보다 낮은 경우, 상기 제1영역에 대한 정보가 상기 맵 저장부에 저장되는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 센싱모듈은
   상기 제1영역에서 적외선 신호를 수신하는 측면 센싱부; 및
   상기 적외선 신호의 유효성을 판단하는 센싱 데이터 분석부를 더 포함하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 센싱모듈은
    상기 제1영역의 구조물의 뎁스를 센싱하는 뎁스 센싱부; 및
    상기 제1영역에서 센싱된 구조물의 뎁스에서 포스트 빔의 센싱 여부를 판단하는 센싱 데이터 분석부를 더 포함하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 센싱 데이터 분석부는
    상기 뎁스 센싱부가 제1시점에서 저장한 두 개의 포스트 빔의 제1뎁스 영상과 제2시점에서 저장한 상기 두 개의 포스트 빔의 제2뎁스 영상을 비교하여 상기 두 개의 포스트 빔에 근접하였음을 판단하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 맵 저장부를 통해 상기 제1영역 주변에 고정된 구조물이 배치되는지를 확인하고, 상기 확인된 구조물의 길이가 미리 설정된 기준 이상인지를 확인하여 상기 제1영역으로의 진입 확률을 산출하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
    
13. 제7항에 있어서,
    상기 로봇의 제어부는 상기 맵 저장부에 저장된 진입 불가 영역에 대한 정보를 다른 로봇 또는 서버에게 전송하도록 상기 로봇의 통신부를 이용하여 제어하는, 진입 가능 영역을 식별하는 로봇.
    
    
    
    

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