KR20190078126A

KR20190078126A - 보행자와의 상호작용에 기반한 자율 주행 로봇의 주행 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20190078126A
Application number: KR1020170179882A
Authority: KR
Inventors: 나기인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-07-04

Abstract

보행자와의 상호작용에 기반한 자율 주행 로봇의 주행 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 자율 주행 로봇에 구비된 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식하는 단계; 상기 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 상기 자율 주행 로봇의 최적 경로를 결정하는 단계; 및 상기 자율 주행 로봇에 구비된 프로젝터로 상기 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사하는 단계를 포함한다.

Description

보행자와의 상호작용에 기반한 자율 주행 로봇의 주행 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR MOVING AUTONOMOUS MOBILE ROBOT BASED ON INTERACTION WITH PEDESTRIAN AND APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 자율 주행 로봇의 주행 기술에 관한 것으로, 특히 보행자가 많은 복잡한 환경에서 자율 주행 로봇의 주행 효율을 향상시키기 위해 자율 주행 로봇이 보행자와의 상호작용에 기반하여 목적지까지 이동할 수 있는 기술에 관한 것이다.

현재 출시되는 무인 이동 로봇은 주로 청소로봇, 경비로봇, 안내로봇 등으로 활용되고 있다. 이러한 이동 로봇은 실시간으로 정적/동적 장애물을 인식하고, 이를 회피하는 경로를 생성하여 할당된 작업을 수행해야 한다. 그러나, 작업 환경이 복잡해질 경우, 이동 로봇은 작업 수행에 어려움을 겪게 된다. 예를 들어, 다양한 방향으로 불특정하게 이동하는 다수의 보행자들이 존재하는 환경에서, 이동 로봇은 최적 경로 계획은 물론 경로 주행 자체가 어렵게 된다.

일반적으로 이동 로봇은 복잡한 환경에서 장애물을 모두 회피하는 경로를 동적으로 발생시켜 주행하거나 또는 이동 경로상에 장애물이 존재하지 않을 때까지 대기하며 주행하는 방법으로 복잡한 환경에서 주행을 수행하였다. 또는, 전방에 보행자가 존재할 경우, 소리를 통해 알려주는 방법으로 보행자에게 회피에 대한 안내를 전달함으로써 보행자의 회피를 유도하여 주행 효율을 높여왔다.

하지만, 이러한 방법들을 이용하여도 다수의 보행자들이 존재하는 복잡한 환경에서는 주행 효율이 현저히 떨어진다. 또한, 소리로 안내하는 경우에는 주변이 시끄러워서 안내가 제대로 전달되지 않을 수도 있고, 주변에 소음으로 작용할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 사람들의 관심을 끄는 이동 로봇의 특성상 사람들이 의도적으로 로봇의 주행을 가로 막거나 주변을 배회하는 상황이 발생한다.

한국 공개 특허 제10-2014-0118637호, 2014년 10월 8일 공개(명칭: 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇)

본 발명의 목적은 다양한 방향으로 불특정하게 이동하는 다수의 보행자들이 존재하는 환경에서 자율 주행 로봇이 보행자들에게 방해받지 않고 효율적으로 주행할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 주변 소음에 영향받지 않고 보행자들에게 자율 주행 로봇의 경로를 회피하도록 유도하는 기술을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 보행자들이 자연스럽게 로봇의 경로에서 회피하도록 유도함으로써 자율 주행 로봇의 주행 효율을 향상시키는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 자율 주행 로봇에 구비된 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식하는 단계; 상기 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 상기 자율 주행 로봇의 최적 경로를 결정하는 단계; 및 상기 자율 주행 로봇에 구비된 프로젝터로 상기 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사하는 단계를 포함한다.

이 때, 최적 경로를 결정하는 단계는 상기 회피가능성이 존재하는 경우, 상기 보행자에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하고, 상기 회피가능성이 존재하지 않는 경우, 상기 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정할 수 있다.

이 때, 최적 경로를 결정하는 단계는 상기 보행자의 이동 정보를 기반으로 판단된 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 회피가능성이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

이 때, 회피율은 상기 자율 주행 로봇과 상기 보행자 사이의 거리, 상기 보행자의 위치, 상기 보행자의 이동 속도, 상기 자율 주행 로봇의 이동 속도 및 상기 보행자의 이동 방향 중 적어도 하나를 고려하여 판단될 수 있다.

이 때, 주행 이미지는 상기 최적 경로에 상응하는 영역별 중요도를 구별하여 투사될 수 있다.

이 때, 주행 이미지는 상기 보행자에 의한 회피를 위한 회피 방향 정보를 포함할 수 있다.

이 때, 투사하는 단계는 목적지까지 남은 거리 및 상기 보행자에 상응하는 인원 수 중 적어도 하나를 고려하여 상기 주행 이미지의 투사거리를 결정하고, 결정된 투사거리에 상응하게 주행 이미지를 투사할 수 있다.

이 때, 센서와 상기 프로젝터는 캘리브레이션될 수 있다.

이 때, 보행자를 인식하는 단계는 상기 자율 주행 로봇이 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇은, 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식하고, 상기 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 최적 경로를 결정하고, 프로젝터로 상기 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사하는 프로세서; 및 목적지 정보, 상기 최적 경로 및 주행 이미지 중 적어도 하나를 저장하는 메모리를 포함한다.

이 때, 프로세서는 상기 회피가능성이 존재하는 경우, 상기 보행자에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하고, 상기 회피가능성이 존재하지 않는 경우, 상기 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정할 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 보행자의 이동 정보를 기반으로 판단된 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 회피가능성이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

이 때, 주행 이미지는 목적지까지 남은 거리 및 상기 보행자에 상응하는 인원 수 중 적어도 하나를 고려하여 결정된 투사거리에 상응하게 투사될 수 있다.

이 때, 센서와 상기 프로젝터는 캘리브레이션될 수 있다.

이 때, 프로세서는 상기 자율 주행 로봇이 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다양한 방향으로 불특정하게 이동하는 다수의 보행자들이 존재하는 환경에서 자율 주행 로봇이 보행자들에게 방해받지 않고 효율적으로 주행할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 주변 소음에 영향받지 않고 보행자들에게 자율 주행 로봇의 경로를 회피하도록 유도하는 기술을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 보행자들이 자연스럽게 로봇의 경로에서 회피하도록 유도함으로써 자율 주행 로봇의 주행 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보행자에 의한 회피를 고려한 최적 경로의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려한 최적 경로의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 영역별 중요도를 구별하여 투사된 주행 이미지의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따라 자율 주행 로봇이 최단 경로를 결정하여 이동하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법을 상세하게 나타낸 동작흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇을 나타낸 블록도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 환경을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇(100)은 다수의 보행자들(121, 122)이 여러 방향으로 이동하는 환경에서 작업 또는 명령을 수행하기 위해 목적지까지 이동해야 한다.

이 때, 자율 주행 로봇(100)은 다수의 보행자들(121, 122)을 회피하여 목적지까지 이동해야 하지만, 다수의 보행자들(121, 122)이 자율 주행 로봇(100)의 존재를 인식하지 않은 상황에서는 자율 주행 로봇(100)의 효율적인 이동을 기대하기 어렵다.

따라서, 본 발명에서는 자율 주행 로봇(100)의 주행 영역(110)을 바닥에 투사함으로써 다수의 보행자들(121, 122)이 자율 주행 로봇(100)의 주행 경로로 접근하는 것을 심리적으로 방지하기 위한 방법을 제공하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 자율 주행 로봇에 구비된 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식한다(S210).

이 때, 센서는 카메라와 같은 영상에 기반한 인식센서에 상응할 수 있다.

이 때, 영상에서 인식된 보행자를 트래킹(tracking)하여 자율 주행 로봇을 기준으로 보행자의 현재 위치와 이동방향 및 이동 속도 등을 측정할 수 있다.

이 때, 자율 주행 로봇은 보행자 이외에도 건물의 기둥이나 계단과 같이 움직이지 않는 장애물을 인식할 수 있다.

이 때, 자율 주행 로봇이 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행할 수 있다.

예를 들어, 자율 주행 로봇과 목적지를 직선으로 연결한 경로를 최단 경로로 인식하고, 최단 경로 상에 위치하는 보행자나 장애물을 인식할 수 있다.

다른 예를 들어, 기둥이나 계단 또는 벽과 같이 자율 주행 로봇이 지나갈 수 없는 공간을 회피하여 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로 상에 위치하는 보행자를 인식할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 자율 주행 로봇의 최적 경로를 결정한다(S220).

이 때, 보행자의 이동 정보는 자율 주행 로봇을 기준으로 판단된 보행자의 위치, 보행자의 이동 방향 및 보행자의 이동 속도 등에 상응할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 자율 주행 로봇은 [표 1]에 도시된 것과 같이 다양한 주행 옵션을 고려하여 최적 경로를 설정할 수도 있다.

	보행자 위치	보행자 속도	보행자 회피가능성
최단 경로	X	X	X
정적 최적 경로	O	X	X
동적 최적 경로	O	O	X
상호작용 최적경로	O	O	O

예를 들어, 자율 주행 로봇은 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 설정하고, 최단 경로 상에 보행자나 장애물이 있는 경우에 정지하는 방법으로 주행할 수 있다.

다른 예를 들어, 자율 주행 로봇은 현재 상황에서 인식되는 보행자나 장애물의 위치만을 고려하여 이를 회피할 수 있는 정적 최적 경로를 설정할 수 있다.

또 다른 예를 들어, 자율 주행 로봇은 보행자나 장애물의 위치와 함께 보행자나 장애물의 이동 속도와 같은 동적 정보를 고려하여 동적 최적 경로를 설정할 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 자율 주행 로봇은 주행 경로 상에서 보행자나 장애물의 위치와 속도를 고려하되, 회피 안내를 통한 보행자의 회피가능성을 반영하여 상호작용 최적경로를 설정할 수도 있다.

이 때, 본 발명에서는 보행자의 위치, 보행자의 이동 방향, 보행자의 이동 속도 및 보행자의 회피가능성을 모두 고려하는 상호작용 최적경로에 상응하게 최적 경로를 결정할 수 있다.

이 때, 회피가능성은 자율 주행 로봇이 회피 안내를 하였을 경우, 보행자의 상태나 주변 환경을 고려하여 보행자가 자율 주행 로봇의 최적 경로에서 이탈하여 자율 주행 로봇을 회피할 수 있는지 여부를 판단한 것일 수 있다.

이 때, 회피가능성이 존재하는 경우, 보행자에 의한 회피를 고려하여 최적 경로를 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 보행자(320)가 서있는 보행자 위치(321)가 자율 주행 로봇(300)이 A까지 이동하기 위한 최단 경로(310) 상에 있는 것을 확인할 수 있다. 이 때, 자율 주행 로봇(300)은 보행자(320)의 위치, 이동 방향 및 이동 속도 등을 측정하고, 보행자(320)의 주변 상황을 체크할 수 있다. 이 때, 자율 주행 로봇(300)은 보행자(320)의 이동 방향과 이동 속도를 기반으로 자신이 현재 보행자 위치(321)로 이동할 즈음에 보행자(320)는 보행자 위치(322)로 이동해 있을 것으로 예상할 수 있다. 또한, 보행자(320)가 이동하고 있는 방향에 보행자(320)를 막고 있는 다른 장애물이 존재하지 않으므로 보행자(320)에게 회피가능성이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 도 3과 같은 경우에는 보행자에 의한 회피가 발생할 것으로 판단하고, 최단 경로(310)를 최적 경로로 결정할 수 있다.

이 때, 회피가능성이 존재하지 않는 경우, 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 최적 경로를 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 4를 참조하면, 두 명의 보행자들(421, 422)의 위치가 자율 주행 로봇(400)이 A까지 이동하기 위한 최단 경로(410) 상에 있는 것을 확인할 수 있다. 이 때, 자율 주행 로봇(400)은 두 명의 보행자들(421, 422)의 위치, 이동 방향 및 이동 속도 등을 측정하고, 두 명의 보행자들(421, 422)의 주변 상황을 체크할 수 있다. 이 때, 자율 주행 로봇(400)은 두 명의 보행자들(421, 422)의 이동 속도를 기반으로 자신이 두 명의 보행자들(421, 422)의 위치로 이동할 즈음에도 두 명의 보행자들(421, 422)이 계속 최단 경로(410) 상에 있을 것으로 예상할 수 있다. 또한, 두 명의 보행자들(421, 422)의 이동 방향에 또 다른 보행자(423)가 위치하고 있으므로 두 명의 보행자들(421, 422)에 대한 회피가능이 더 낮아질 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 도 4와 같은 경우에는 보행자에 의한 회피가 발생하기 어려울 것으로 판단하고, 자율 주행 로봇(400)이 직접 회피하는 경로를 검색하여 최적 경로(411)로 결정할 수 있다.

이 때, 보행자의 이동 정보를 기반으로 판단된 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 회피가능성이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

이 때, 기설정된 기준 값은 자율 주행 로봇의 주행 속도나 자율 주행 로봇이 주행하는 공간의 환경 등을 고려하여 설정 및 변경될 수 있다.

이 때, 회피율은 자율 주행 로봇과 보행자 사이의 거리, 보행자의 위치, 보행자의 이동 속도, 자율 주행 로봇의 이동 속도 및 보행자의 이동 방향 중 적어도 하나를 고려하여 판단될 수 있다.

예를 들어, 자율 주행 로봇과 보행자 사이의 거리가 가까울수록 보행자가 신속하게 회피하기 어렵기 때문에 회피율이 낮아질 수 있다. 또한, 보행자가 벽이나 다른 장애물 근처에 위치하고 있는 경우, 자율 주행 로봇을 피해 이동하기 어렵기 때문에 회피율이 낮아질 수 있다. 또한, 보행자의 이동 속도가 자율 주행 로봇의 이동 속도에 비해 현저하게 느리거나 이동하고 있지 않은 경우에도 회피율이 낮아질 수 있다. 또한, 보행자가 자율 주행 로봇의 이동 방향과 동일한 방향으로 자율 주행 로봇의 앞에서 이동 중인 경우에도 뒤에 있는 자율 주행 로봇을 회피하기 어려울 것으로 판단하고 회피율이 낮아질 수도 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 자율 주행 로봇에 구비된 프로젝터로 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사한다(S230). 즉, 주행 이미지를 통해 보행자에게 자율 주행 로봇의 주행 경로를 미리 알려줌으로써 보행자가 주행 경로로 접근하는 것을 사전에 차단할 수 있다.

예를 들어, 보행자가 이동 중에 주행 이미지를 인식하는 경우에 심리적으로 주행 이미지가 투사된 지면을 피해가도록 유도할 수 있다.

이 때, 주행 이미지는 다양한 방법으로 지면에 투사될 수 있다. 예를 들어, 최단 경로에 상응하게 화살표 모양의 주행 이미지를 출력하거나, 자율 주행 로봇의 부피를 고려하여 일정한 넓이의 주행 영역에 상응하게 주행 이미지를 출력할 수도 있다. 또한, 주행 이미지에 보행자들이 관심 있어하는 광고 내용을 포함시킴으로써 보행자들이 광고를 보기 위해 자율 주행 로봇의 주행 경로에 침범하지 않도록 할 수도 있다. 이 때, 광고 이외에도 다양한 영상이나 이미지들을 주행 이미지에 포함시킬 수도 있다.

이 때, 주행 이미지는 최적 경로에 상응하는 영역별 중요도를 구별하여 투사될 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 자율 주행 로봇(500)은 주행에 중요한 영역인 제1 영역(511)과 나머지 제2 영역(512)으로 구분하여 주행 이미지를 투사할 수 있다. 이 때, 제1 영역(511)과 제2 영역(512)을 시각적으로 구분되도록 투사함으로써 보행자들(521, 522)이 어느 방향으로 회피하여야 할지 판단하는데 도움을 줄 수 있다. 즉, 보행자(522)의 경우, 자신이 제2 영역(512)에 위치하고 있음과 함께 제1 영역(511)의 위치를 파악하고 회피할 방향을 결정할 수 있다. 또한, 보행자(521)의 경우에도, 자신이 자율 주행 로봇(500)의 주행에 중요한 제1 영역(511)에 위치하고 있음을 인식함으로써 보다 신속하게 주행 이미지에서 벗어날 수 있다.

이 때, 주행 이미지는 보행자에 의한 회피를 위한 회피 방향 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 6 내지 도 7을 참조하면, 도 6에 도시된 자율 주행 로봇(600)은 정면에 존재하는 목적지까지 이동하기 위해 직선으로 이동하는 최단 경로(610)를 계획할 수 있다. 하지만, 최단 경로(610) 상에는 주행에 방해가 되는 보행자가 존재하므로, 이를 효율적으로 회피하면서 주행할 수 있는 최적 경로(710)를 도 7과 같이 결정할 수 있다. 이 후, 자율 주행 로봇(600)은 도 7에 도시된 것과 같이 최적 경로(710)에 상응하는 주행 영역(711)을 바닥에 투사하면서 주행할 수 있다. 이 때, 주행에 방해가 되는 보행자들(720, 730)에게 경로를 침범했음을 알리기 위한 경로 침범 안내 이미지(721, 731)와 보행자들(720, 730)의 회피방향을 안내해주는 회피 방향 안내 이미지(722, 732)을 각각 투사할 수 있다.

이를 통해, 자율 주행 로봇(600)이 일방적으로 보행자를 피해가는 경로가 아닌 보행자와 상호작용을 통해 효율적으로 주행할 수 있는 최적 경로를 계획할 수 있고, 최적 경로에 대한 알림을 보행자들에게 제공하면서 주행의 효율을 높일 수 있다.

이 때, 목적지까지 남은 거리 및 보행자에 상응하는 인원 수 중 적어도 하나를 고려하여 주행 이미지의 투사거리를 결정하고, 결정된 투사거리에 상응하게 주행 이미지를 투사할 수 있다.

예를 들어, 자율 주행 로봇이 목적지로 이동하기 위한 최단 경로 내에 기설정된 기준 인원 수 이상의 보행자가 위치하는 경우, 최대한 투사거리를 길게 하여 주행 이미지를 투사함으로써 최단 경로에 위치한 보행자들이 가능한 쉽게 주행 이미지를 인지할 수 있도록 할 수 있다.

다른 예를 들어, 자율 주행 로봇의 최단 경로 내에 기설정된 기준 인원 수 미만의 보행자가 위치하는 경우, 현재 위치하고 있는 보행자의 위치까지만 주행 이미지가 투사되도록 투사거리를 설정할 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 자율 주행 로봇의 최단 경로 내에 보행자가 한 명도 존재하지 않는 경우, 자율 주행 로봇은 주행 이미지를 투사하지 않거나 또는 기설정된 기준 투사거리에 상응하게 주행 이미지를 투사할 수도 있다.

이 때, 보행자를 인식하기 위한 센서와 주행 이미지를 투사하기 위한 프로젝터는 캘리브레이션되어 유기적으로 작동할 수 있다. 즉, 센서와 프로젝터가 유기적으로 작동함으로써 최적 경로에 명확하게 대응되도록 주행 이미지가 투사될 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 상술한 자율 주행 로봇의 주행 과정에서 발생하는 다양한 정보를 별도의 저장 모듈에 저장할 수 있다.

이와 같은 자율 주행 로봇의 주행 방법을 이용함으로써 자율 주행 로봇의 주행 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 구조를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇(800)은 최단 경로 또는 최적 경로 상에 위치하는 보행자나 장애물을 인식하기 위한 센서(810)를 포함할 수 있다.

이 때, 센서(810)는 카메라와 같은 영상 기술 기반의 센서에 상응할 수 있으며, 가능한 먼 거리까지 인식하기 위해서 자율 주행 로봇 중 높은 곳에 구비될 수 있지만, 구비되는 위치는 한정되지 않는다.

이 때, 프로젝터(820)는 이미지나 영상 등을 투사하기 위한 것으로, 바닥 면에 이미지나 영상을 투사할 수 있는 다양한 종류의 프로젝터를 활용할 수 있다. 또한, 프로젝터(820)는 바닥 면에 이미지를 투사하기 위해 자율 주행 로봇(800) 중 낮은 곳에 구비될 수 있지만, 구비되는 위치는 한정되지 않는다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법을 상세하게 나타낸 동작흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행 방법은 먼저 센서를 기반으로 최단 경로 상에서 보행자를 인식한다(S910).

이 때, 카메라와 같은 영상 기반의 센서를 통해 최단 경로를 촬영하고, 촬영된 영상을 기반으로 보행자를 인식 및 감지할 수 있다.

이 후, 최단 경로 상에 보행자가 존재하는지 여부를 판단하고(S915), 보행자가 존재하지 않으면 최단 경로로 주행하여 목적지까지 이동한다(S920).

이 때, 단계(S915)의 판단결과 보행자가 존재하면, 보행자의 이동 정보를 고려하여 보행자의 회피율을 산출한다(S930).

이 후, 보행자의 회피율을 기반으로 보행자의 회피가능성이 존재하는지 여부를 판단하고(S935), 회피가능성이 존재하면 보행자에 의한 회피를 고려하여 최적 경로를 결정한다(S940).

예를 들어, 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 해당하는 보행자에게 회피가능성이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

이 때, 단계(S935)의 판단결과 회피가능성이 존재하지 않으면, 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 최적 경로를 결정한다(S950).

이 후, 자율 주행 로봇은 주행 이미지를 지면에 투사하면서 최적 경로로 주행한다(S960).

이 때, 주행 이미지는 자율 주행 로봇의 주행 영역, 최적 경로 상에서 자율 주행 로봇의 주행을 방해하는 보행자에 대한 경로 침범 안내 이미지, 경로를 침범한 보행자에게 제공되는 회피 방향 안내 이미지 및 주요 영역 정보 등 다양한 정보를 제공하기 위한 이미지를 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇을 나타낸 블록도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행 로봇은 통신부(1010), 프로세서(1020) 및 메모리(1030)를 포함한다.

통신부(1010)는 자율 주행 로봇의 주행에 필요한 정보를 송수신하는 역할을 한다. 예를 들어, 통신부(1010)는 센서로부터 영상을 입력 받을 수 있고, 프로젝터에게 주행 이미지를 투사하도록 명령을 전달할 수 있다. 또한, 네트워크와 같은 통신망을 통해 외부 관리자로부터 명령 수행을 위한 입력정보를 수신할 수도 있다.

프로세서(1020)는 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식한다.

이 때, 보행자 이외에도 건물의 기둥이나 계단과 같이 움직이지 않는 장애물을 인식할 수 있다.

이 때, 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행할 수 있다.

또한, 프로세서(1020)는 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 자율 주행 로봇의 최적 경로를 결정한다.

이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기에 도시된 [표 1]과 같이 다양한 주행 옵션을 고려하여 최적 경로를 설정할 수 있다.

예를 들어, 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 설정하고, 최단 경로 상에 보행자나 장애물이 있는 경우에 정지하는 방법으로 주행할 수 있다.

다른 예를 들어, 현재 상황에서 인식되는 보행자나 장애물의 위치만을 고려하여 이를 회피할 수 있는 정적 최적 경로를 설정할 수 있다.

또 다른 예를 들어, 보행자나 장애물의 위치와 함께 보행자나 장애물의 이동 속도와 같은 동적 정보를 고려하여 동적 최적 경로를 설정할 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 주행 경로 상에서 보행자나 장애물의 위치와 속도를 고려하되, 회피 안내를 통한 보행자의 회피가능성을 반영하여 상호작용 최적경로를 설정할 수도 있다.

또한, 프로세서(1020)는 프로젝터로 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사한다. 즉, 주행 이미지를 통해 보행자에게 자율 주행 로봇의 주행 경로를 미리 알려줌으로써 보행자가 주행 경로로 접근하는 것을 사전에 차단할 수 있다.

예를 들어, 보행자가 이동 중에 지면에 투사된 주행 이미지를 인식하는 경우에 심리적으로 주행 이미지가 투사된 지면을 피해가도록 유도할 수 있다.

메모리(1030)는 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 로봇의 주행을 위한 기능을 지원할 수 있다. 이 때, 메모리(1030)는 별도의 대용량 스토리지로 동작할 수 있고, 동작 수행을 위한 제어 기능을 포함할 수도 있다.

일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛일 수도 있다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 메모리는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 보행자와의 상호작용에 기반한 자율 주행 로봇의 주행 방법 및 이를 위한 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100, 300, 400, 500, 600, 800: 자율 주행 로봇
110, 711: 주행 영역
121, 122, 320, 421, 422, 423, 521, 522, 720, 730: 보행자
411, 710: 최적 경로 321, 322, 721, 731: 보행자 위치
310, 410, 610: 최단 경로 511: 제1 영역
512: 제2 영역 721, 731: 경로 침범 안내 이미지
722, 732: 회피 방향 안내 이미지 810: 센서
820: 프로젝터 1010: 통신부
1020: 프로세서 1030: 메모리

Claims

자율 주행 로봇에 구비된 센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식하는 단계;
상기 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 상기 자율 주행 로봇의 최적 경로를 결정하는 단계; 및
상기 자율 주행 로봇에 구비된 프로젝터로 상기 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 최적 경로를 결정하는 단계는
상기 회피가능성이 존재하는 경우, 상기 보행자에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하고,
상기 회피가능성이 존재하지 않는 경우, 상기 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 최적 경로를 결정하는 단계는
상기 보행자의 이동 정보를 기반으로 판단된 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 회피가능성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 회피율은
상기 자율 주행 로봇과 상기 보행자 사이의 거리, 상기 보행자의 위치, 상기 보행자의 이동 속도, 상기 자율 주행 로봇의 이동 속도 및 상기 보행자의 이동 방향 중 적어도 하나를 고려하여 판단되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 주행 이미지는
상기 최적 경로에 상응하는 영역별 중요도를 구별하여 투사되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 주행 이미지는
상기 보행자에 의한 회피를 위한 회피 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 투사하는 단계는
목적지까지 남은 거리 및 상기 보행자에 상응하는 인원 수 중 적어도 하나를 고려하여 상기 주행 이미지의 투사거리를 결정하고, 결정된 투사거리에 상응하게 주행 이미지를 투사하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 센서와 상기 프로젝터는 캘리브레이션되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보행자를 인식하는 단계는
상기 자율 주행 로봇이 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇의 주행 방법.
센서를 기반으로 주행 경로상에 위치하는 보행자를 인식하고, 상기 보행자의 이동 정보를 고려하여 판단된 회피가능성을 기반으로 최적 경로를 결정하고, 프로젝터로 상기 최적 경로 상에 위치하는 보행자의 회피를 유도하기 위한 주행 이미지를 지면에 투사하는 프로세서; 및
목적지 정보, 상기 최적 경로 및 주행 이미지 중 적어도 하나를 저장하는 메모리
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 10에 있어서,
상기 프로세서는
상기 회피가능성이 존재하는 경우, 상기 보행자에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하고,
상기 회피가능성이 존재하지 않는 경우, 상기 자율 주행 로봇에 의한 회피를 고려하여 상기 최적 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 11에 있어서,
상기 프로세서는
상기 보행자의 이동 정보를 기반으로 판단된 보행자의 회피율이 기설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 회피가능성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 12에 있어서,
상기 회피율은
상기 자율 주행 로봇과 상기 보행자 사이의 거리, 상기 보행자의 위치, 상기 보행자의 이동 속도, 상기 자율 주행 로봇의 이동 속도 및 상기 보행자의 이동 방향 중 적어도 하나를 고려하여 판단되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 11에 있어서,
상기 주행 이미지는
상기 최적 경로에 상응하는 영역별 중요도를 구별하여 투사되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 14에 있어서,
상기 주행 이미지는
상기 보행자에 의한 회피를 위한 회피 방향 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 13에 있어서,
상기 주행 이미지는
목적지까지 남은 거리 및 상기 보행자에 상응하는 인원 수 중 적어도 하나를 고려하여 결정된 투사거리에 상응하게 투사되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 10에 있어서,
상기 센서와 상기 프로젝터는 캘리브레이션되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.
청구항 10에 있어서,
상기 프로세서는
상기 자율 주행 로봇이 목적지까지 이동하기 위한 최단 경로를 기반으로 인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 로봇.