KR20190007865A - 무인 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

무인 이송 장치가 개시된다. 본 발명은 외부에 표시되어 있는, 무인 이송 장치의 이동 유도선을 촬영하는 촬영부, 및 촬영부가 촬영한 영상 이미지를 분석하여 무인 이송 장치의 이동 경로를 설정하는 제어부를 구비하며, 제어부는, 설정한 이동 경로 정보에 기초하여, 무인 이송 장치의 조향각을 조정하는 조향부를 제어한다. 본 발명에 따르면, 촬영부에 의해 촬영되는 이동 유도선을 구성하는 직선 구간 및 곡선 구간에서의 이동 가이드 라인을 추출할 수 있게 됨에 따라, 별도의 표식없이도 곡선 이동 구간에서의 선회 각도를 계산함으로써, 이동 가이드 라인에 따른 추적 이동이 가능하게 된다.

Description

무인 이송 장치{Automated Guided Vehicle}
본 발명은 무인 이송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬영부에 의해 촬영되는 이동 유도선을 구성하는 직선 구간 및 곡선 구간에서의 이동 가이드 라인을 추출할 수 있게 됨에 따라, 별도의 표식없이도 곡선 이동 구간에서의 선회 각도를 계산함으로써, 이동 가이드 라인에 따른 추적 이동이 가능하게 될 뿐만 아니라, 설치 및 변경이 용이한 색 테이프 또는 페인트 도색을 통해 이동 유도선의 자유로운 형성이 가능하게 됨에 따라 무인 이송 장치의 자유로운 이동 경로 선택이 가능토록 하는 무인 이송 장치에 관한 것이다.
최근 공장 생산라인의 다품종 소량화가 진행됨에 따라 컨베이어 벨트를 중심으로 한 기존 생산라인이 유연성이 높은 무인 이송 장치(AGV) 기반 시스템으로 대체되고 있다.
한편, 무인이송장치를 운용하기 위해서는 AGV가 작업장 사이를 이동할 수 있도록 유도해주는 시스템이 필요하며, 이와 같은 유도 시스템은 레이저 센서 이용 방식으로 대표되는 위치 기반 유도 방식과, 유도선 추적 방식으로 크게 구분된다.
먼저, 위치 기반 유도 방식은 측정된 주행 지점과 목표 지점을 비교한 후 주행하는 방식으로서, 가이드 라인이 불필요하기 때문에 주행 공간이 주어진다면, 작업공간의 확장 및 변경이 용이하다는 장점이 있다.
한편, 유도선 추적 방식은 매설된 마그네틱 또는 광학 테이프 사용하여 가이드 라인(guideline)을 만든 후 이를 추출하여 주행하는 방식으로, 레이저 센서를 이용한 유도 방식보다 가격이 저렴하고, 이동 속도가 빠르며, 보다 높은 정확성을 갖는다는 장점이 있다.
그러나, 유도선 추적 방식의 자기 테이프를 매설하는 방법은 노면에 부착시키는 방법에 비해 경로 변경시 공사 시간이 오래 걸리며, 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
구체적으로, 이와 같은 자기 테이프(magnetic tape) 유도 방식은 AGV의 자기장 센서가 이동경로에 설치된 자기 테이프를 감지하여 주행 루트의 편차 및 주행 거리계산을 업데이트하고 오차를 보정하여 주행하는 방식으로서 센서의 감지 범위가 좁아 곡선 부분에서 자기 테이프를 감지하지 못하기 때문에, 별도의 표식을 사용하여 미리 예상되는 이동 정보를 알려주어야 하는 단점이 있다.
아울러, 이와 같은 자기 테이프 유도 방식은 정해진 경로에 따라 주행이 이루어지므로 작업 환경의 변화 및 경로의 변화에 능동적으로 대처할 수 없다는 기술적 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 촬영부에 의해 촬영되는 이동 유도선을 구성하는 직선 구간 및 곡선 구간에서의 이동 가이드 라인을 추출할 수 있게 됨에 따라, 별도의 표식없이도 곡선 이동 구간에서의 선회 각도를 계산함으로써, 이동 가이드 라인에 따른 추적 이동이 가능하게 될 뿐만 아니라, 설치 및 변경이 용이한 색 테이프 또는 페인트 도색을 통해 이동 유도선의 자유로운 형성이 가능하게 됨에 따라 무인 이송 장치의 자유로운 이동 경로 선택이 가능토록 하는 무인 이송 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 이송 장치는, 무인 이송 장치에 있어서, 외부에 표시되어 있는, 상기 무인 이송 장치의 이동 유도선을 촬영하는 촬영부(110); 및 상기 촬영부(110)가 촬영한 영상 이미지를 분석하여 상기 무인 이송 장치의 이동 경로를 설정하는 제어부(130)를 포함하며, 상기 제어부(130)는, 설정한 이동 경로 정보에 기초하여, 상기 무인 이송 장치의 조향각을 조정하는 조향부(170)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부(130)는 상기 영상 이미지에 대한 HSV(hue saturation value) 변환을 실행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 영상 이미지에 대한 IPM(inverse perspective mapping) 변환을 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 촬영부에 의해 촬영되는 이동 유도선을 구성하는 직선 구간 및 곡선 구간에서의 이동 가이드 라인을 추출할 수 있게 됨에 따라, 별도의 표식없이도 곡선 이동 구간에서의 선회 각도를 계산함으로써, 이동 가이드 라인에 따른 추적 이동이 가능하게 된다.
아울러, 본 발명에 따르면, 설치 및 변경이 용이한 색 테이프 또는 페인트 도색을 통해 이동 유도선의 자유로운 형성이 가능하게 됨에 따라 무인 이송 장치의 자유로운 이동 경로 선택이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부가 촬영부의 영상 이미지를 이용하여 무인 이송 장치의 이동을 제어하는 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부에서의 이동 유도선의 구조 해석 과정을 설명하는 절차 흐름도, 및
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부에서의 이동 유도선의 구조 해석 과정의 각 단계에서의 영상 이미지를 나타내 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치는 촬영부(110), 제어부(130), 구동부(150), 통신부(160), 조향부(170), 및 센서부(190)를 포함한다.
먼저, 무인 이송 장치의 촬영부(110)는 무인 이송 장치가 이동하는 바닥면 등과 같은 외부에 표시되어 있는 무인 이송 장치의 이동 유도선을 촬영하는 기능을 수행한다.
본 발명을 실시함에 있어서, 촬영부(110)는 적외선 카메라가 될 수도 있을 것이며, 이동 유도선은 설치 및 변경이 용이한 색 테이프 또는 페인트 도색을 통해 형성할 수 있을 것이다.
한편, 무인 이송 장치의 제어부(130)는 촬영부(110)가 촬영한 영상 이미지를 분석함으로써, 무인 이송 장치의 이동 경로를 설정하며, 설정된 이동 경로 정보에 기초하여 구동부(150) 및 조향부(170)를 제어한다.
구동부(150)는 제어부(130)로부터의 제어 신호에 따라, 전진 구동 또는 후진 구동됨으로써 무인 이송 장치가 전진 이동 및 후진 이동되도록 하며, 제어부(130)로부터의 제어 신호에 따라 조절되는 구동 속도를 통해 무인 이송 장치의 이동 속도를 조절하는 기능을 수행한다.
무인 이송 장치의 통신부(160)는 운행 관제 센터와의 무선 통신을 지원하며, 구체적으로, 무인 이송 장치의 운행 중 위치 정보를 운행 관제 센터로 송신하며, 운행 관제 센터로부터 무인 이송 장치에 대한 제어 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
한편, 무인 이송 장치의 조향부(170)는 이송 바퀴의 조향각을 조절하는 스티어링 모터로서 구현될 수 있으며, 제어부(130)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 이송 바퀴의 조향각을 조절한다.
무인 이송 장치의 센서부(190)는 무인 이송 장치의 전후방에 각각 설치되어 있으며, 초음파 센서 또는 적외선 센서로서 무인 이송 장치 주변의 장애물을 감지하고, 장애물 감지 정보를 제어부(130)로 송신하는 기능을 수행한다.
한편, 제어부(130)는 센서부(190)로부터 수신되는 장애물 감지 정보를 고려하여 무인 이송 장치의 이동 경로를 설정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부(130)가 촬영부(110)의 영상 이미지를 이용하여 무인 이송 장치의 이동을 제어하는 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부(130)가 촬영부(110)의 영상 이미지를 이용하여 무인 이송 장치의 이동을 제어하는 과정을 설명하면, 먼저, 무인 이송 장치의 제어부(130)는 촬영부(110)가 도 4에서와 같이 촬영한 영상 이미지에 대한 영상 전처리 과정을 실행한다(S210).
구체적으로, 제어부(130)에는 프레임 그래버(frame grabber)가 구비되어 있으며, 프레임 그래버는 촬영부(110)의 촬영에 의한 아날로그 영상 신호를 샘플당 정의된 비트로 디지털화하여 컴퓨터가 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 준다.
구체적으로, 촬영부(110)가 1/30초에 한번씩 한 화면을 주사하는 주사 속도에 맞게 영상을 수집하고, 입력된 영상을 제어부(130) 내에 구비된 메모리에 저장한다.
무인 이송 장치의 제어부(130)는 전술한 S210 단계에서의 영상 전처리 과정을 실행한 다음, 이동 유도선의 구조에 대한 해석을 실행한다(S230).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부(130)에서의 이동 유도선의 구조 해석 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이송 장치의 제어부(130)에서의 이동 유도선의 구조 해석 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 무인 이송 장치의 제어부(130)는 전술한 S210 단계에서의 전처리된 영상 이미지에 대한 HSV(hue saturation value) 변환을 실행함으로써, 도 5에서와 같은 영상 이미지를 획득한다(S231).
그 다음, 무인 이송 장치의 제어부(130)는 HSV(hue saturation value) 변환된 영상 이미지에 대한 IPM(inverse perspective mapping) 변환을 실행함으로써, 도 6에서와 같은 영상 이미지를 획득한다(S233).
그 다음, 무인 이송 장치의 제어부(130)는 IPM(inverse perspective mapping) 변환된 영상 이미지로부터 이동 유도선의 가이드 라인에 대한 영상 이미지를 도 7에서와 같이 추출한다(S235).
구체적으로, 무인 이송 장치의 제어부(130)가 이동 유도선의 가이드 라인에 대한 영상 이미지를 추출함에 있어서, 영상 안에서의 픽셀들에 대한 명암값의 분포를 나타내는 분석법인 히스토그램을 이용한 라인 추적 방법과, 임계값(threshold value)을 설정함으로써, 디지털 영상을 검정색과 흰색 두개의 값으로만 표현하는 기법은 이진화 기법을 활용함이 바람직할 것이다.
무인 이송 장치의 제어부(130)는 도 7에서와 같이 추출된 이동 유도선의 가이드 라인에 대한 영상 이미지를 기초로 하여 무인 이송 장치의 목표 이동 지점을 결정하며(S250), 결정된 목표 이동 지점에 따라 조향 바퀴의 조향 각도를 결정하게 된다(S270).
무인 이송 장치의 제어부(130)는 전술한 S270 단계에서 결정된 조향 각도에 대응되는 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 조향부(170)에 송신함으로써, 조향 바퀴의 조향 각도를 조절함과 동시에, 구동부(150)를 제어함으로써 무인 이송 장치를 전방 또는 후방으로 이동시킨다.
본 발명에서 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.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: 촬영부, 130: 제어부,
150: 구동부, 160: 통신부,
170: 조향부, 190: 센서부.

Claims (1)

  1. 무인 이송 장치에 있어서,
    외부에 표시되어 있는, 상기 무인 이송 장치의 이동 유도선을 촬영하는 촬영부(110); 및
    상기 촬영부(110)가 촬영한 영상 이미지를 분석하여 상기 무인 이송 장치의 이동 경로를 설정하는 제어부(130)
    를 포함하며,
    상기 제어부(130)는, 설정한 이동 경로 정보에 기초하여, 상기 무인 이송 장치의 조향각을 조정하는 조향부(170)를 제어하는 것인 무인 이송 장치.
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