KR20190106910A

KR20190106910A - 이동 로봇과 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR20190106910A
Application number: KR1020190106850A
Authority: KR
Inventors: 이원희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2019-09-18
Also published as: US11370123B2; US20210402610A1; WO2020256159A1

Abstract

본 발명은 이동 로봇이 소정 서비스 요청을 포함하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 이동 로봇이 서빙될 물품을 수령하는 단계; 상기 이동 로봇이 사용자를 탐색하고 사용자 제스처를 분석하여 서빙 위치를 추출하는 단계; 상기 서빙 위치의 영상을 분석하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 단계; 상기 서빙 위치로 이동하고, 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치의 높이까지 올리는 단계; 및 상기 서빙 위치까지 상기 서빙될 물품을 수평 이동하여 상기 서빙 위치 위에 상기 서빙될 물품을 내려놓는 단계를 포함하는 이동 로봇의 제어 방법을 제공한다. 따라서, 사용자가 서빙 물품을 인출하지 않고, 사용자가 원하는 위치에서 서빙 로봇이 수용하고 있는 서빙 물품을 직접 인출하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 서빙 로봇은 배송 위치에서 사용자를 판단하고, 영상으로부터 사용자의 제스처를 판독하여 상기 서빙 물품이 놓일 테이블을 판단함으로써 정확한 위치에 상기 서빙 물품을 놓을 수 있다.

Description

이동 로봇과 그의 제어 방법{THE MOVING ROBOT AND THE CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 물건을 서빙하기 위한 인공지능 이동 로봇의 주행에 있어서, 물건이 최종 목적지까지 목적지의 높이에 맞추어 물건을 수직 및 수평으로 이동하는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다. 이러한 로봇 중에서 자력으로 주행이 가능한 것을 이동 로봇이라고 한다.

로봇 이용의 증가에 따라, 단순 기능의 반복 수행을 넘어서 다양한 정보, 재미, 서비스를 제공할 수 있는 로봇에 대한 요구가 많아지고 있다.

이에 따라, 가정, 식당, 매장, 공공 장소 등에 배치되어 사람에게 편의를 제공하는 다양한 로봇이 개발되고 있다.

또한, 자력으로 주행이 가능한 이동 로봇을 이용한 서비스들에 제안되고 있다. 예를 들어, 선행 문헌(한국 공개특허공보 10-2008-0090150호, 공개일자 2008년 10월 08일)은 서비스 지역을 이동하면서 현재위치에 따른 서비스를 제공할 수 있는 서비스 로봇과 서비스 로봇을 이용하는 서비스 시스템 및 서비스 로봇을 이용하는 서비스 시스템의 제어방법을 제안하고 있다.

또한, 선행 문헌(미국 등록 특허 US9535421호, 공개일자 2017년 1월 3일)에는 서빙 로봇이 개시되어 있다. 미국 등록 특허 US9535421호에 개시되어 있는 서빙 로봇은 사용자의 요청에 대한 인터페이스를 제공 하는 터치 기반 디스플레이와 서빙 물품을 담을 수 있는 컨테이너가 서빙 로봇의 내부에 배치된다. 사용자는 서빙 물품을 서빙 로봇의 컨테이너에 담고 서빙 물품에 관련된 이송 위치를 디스플레이로 입력받으면 내용물 감지 센서로 감지후 컨테이너를 밀폐한 후 배송을 시작한다.

이와 같은 서빙 로봇은 이송 위치에 도착하면 사용자가 해당 컨테이너로부터 상기 서빙 물품을 직접 인출하는 동작을 수행하여야 한다.

따라서, 서빙 로봇은 내부의 컨테이너 내의 서빙 물품을 해당 위치까지만 이동시킬뿐 정확하게 필요한 위치까지 배달하지 않고, 특히 서빙 물품을 인출하여 사용자에게 직접 전달하지 않는다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

한국 공개특허공보 10-2008-0090150호 (공개일자 2008년 10월 08일)

미국 등록 특허 US9535421호 (공개일자 2017년 1월 3일)

본 발명의 제1 과제는 서빙 로봇에 있어서, 사용자가 서빙 물품을 인출하지 않고, 사용자가 원하는 위치로 상기 서빙 물품을 직접 인출하여 사용자에게 제공하는 서빙 로봇을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 과제는 서빙 위치에서 사용자를 판단하고, 영상으로부터 사용자의 제스처를 판독하여 상기 서빙 물품이 놓일 테이블을 판단함으로써 정확한 위치에 상기 서빙 물품을 놓을 수 있는 서빙 로봇을 제공하는데 있다.

본 발명의 제3 과제는 사물 인식을 이용한 테이블의 위치 및 높이를 판단하고 테이블 높이만큼 지지면을 수직 이동하여 사용자에게 상기 서빙 물품을 테이블 위에 제공하는 서빙 로봇을 제공하는데 있다.

본 발명의 제4 과제는 서빙 로봇에서 서빙 물품이 위치하는 지지면의 수직 및 수평 이동을 통해 지지면 위의 서빙 물품을 원하는 높이의 테이블 위로 이동가능한 서빙 로봇을 제공하는데 있다.

본 발명은 이동 로봇이 소정 서비스 요청을 포함하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 이동 로봇이 서빙될 물품을 수령하는 단계; 상기 이동 로봇이 사용자를 탐색하고 사용자 제스처를 분석하여 서빙 위치를 추출하는 단계; 상기 서빙 위치의 영상을 분석하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 단계; 상기 서빙 위치로 이동하고, 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치의 높이까지 올리는 단계; 및 상기 서빙 위치까지 상기 서빙될 물품을 수평 이동하여 상기 서빙 위치 위에 상기 서빙될 물품을 내려놓는 단계를 포함하는 이동 로봇의 제어 방법을 제공한다.

상기 이동 로봇은, 상기 서빙될 물품이 수용되는 적어도 하나의 지지면을 포함하고, 상기 적어도 하나의 지지면을 상하이동함으로써 상기 서빙 위치의 높이까지 상기 서빙될 물품을 올릴 수 있다.

상기 지지면은 상기 서빙될 물품을 수평이동하는 복수의 롤러를 포함하며, 상기 롤러를 회전하여 상기 서빙될 물품이 상기 서빙 위치로 놓여질 수 있다.

상기 이동 로봇의 영상획득부로부터 수신된 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상으로부터 상기 사용자의 외골격 및 상기 사용자의 제스처를 파악하여 상기 서빙 위치를 추출할 수 있다.

상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 단계는, 상기 영상획득부로부터 서빙 위치의 영상을 획득하고, 사물 학습을 수행하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출할 수 있다.

상기 사용자 주문을 수신하는 단계는, 사용자 단말기로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사용자 주문을 수신하는 단계는, 서버로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은 상기 목표 위치로부터 근거리에서 상기 사용자를 탐색하고, 탐색된 사용자를 추종하여 상기 사용자의 영상을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은 상기 서빙될 물품이 상기 서빙 위치에 놓여진 영상을 획득하여 서빙 완료 정보를 상기 서버로 전송하고, 시작점으로 복귀를 진행할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 외관을 형성하는 바디; 상기 바디를 이동시키는 구동부; 주행 영역의 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 영상획득부; 서빙될 물품을 지지하는 적어도 하나의 지지면; 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보를 수신하고, 사용자를 탐색하고 사용자 제스처를 분석하여 서빙 위치를 추출하여 수령된 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치에 내려놓도록 지지면을 제어하는 제어부를 포함하는 이동 로봇을 제공한다.

상기 제어부는, 상기 서빙 위치의 영상을 분석하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 서빙 위치까지 상기 서빙될 물품을 수평 이동하여 상기 서빙 위치 위에 상기 서빙될 물품을 내려놓도록 상기 지지면을 구동할 수 있다.

상기 이동 로봇은 상기 지지면을 상하 방향으로 이동하는 상하이동 모터를 포함할 수 있다.

상기 지지면은 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치로 밀어내도록 수평 방향으로 이동시키는 복수의 롤러가 배치될 수 있다.

상기 지지면의 복수의 롤러를 회전시키는 수평이동 모터를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 영상획득부로부터 수신된 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상으로부터 상기 사용자의 외골격 및 상기 사용자의 제스처를 파악하여 상기 서빙 위치를 추출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 영상 획득부로부터 서빙 위치의 영상을 획득하고, 사물 학습을 수행하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출할 수 있다.

상기 이동 로봇은 복수의 지지면이 수직 방향으로 평행하게 배치되어 각각 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 이동 로봇은 사용자 단말기 또는 서버로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 해결 수단을 통해, 본 발명은 사용자가 서빙 물품을 인출하지 않고, 사용자가 원하는 위치에서 서빙 로봇이 수용하고 있는 서빙 물품을 직접 인출하여 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 서빙 로봇은 배송 위치에서 사용자를 판단하고, 영상으로부터 사용자의 제스처를 판독하여 상기 서빙 물품이 놓일 테이블을 판단함으로써 정확한 위치에 상기 서빙 물품을 놓을 수 있다.

그리고 사물 인식을 이용한 테이블의 위치 및 높이를 판단하고 테이블 높이만큼 지지면을 수직 이동하여 사용자가 원하는 테이블 위에 서빙 물품을 제공할 수 있다.

서빙 물품이 위치하는 지지면의 수직 및 수평 이동을 통해 지지면 위의 서빙 물품을 원하는 높이의 테이블 위로 정확하게 이송가능한 서빙 로봇을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 이동 로봇의 측면을 바라본 입면도이다.
도 3은 도 1의 이동 로봇의 지지면을 상면에서 바라본 입면도이다.
도 4는 도 3의 지지면의 측면 확대도이다.
도 5는 도 3의 지지면을 하면에서 바라본 입면도이다.
도 6은 도 1의 이동 로봇의 제어 관계를 나타낸 블록도이다.
도 7은 도 1의 이동 로봇의 배송 방법을 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 7의 순서도에 따른 상태도이다.
도 9는 도 7의 지지면 판단 방법의 다른 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.

이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2’ 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.

도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여, 이동 로봇 중 서빙 로봇을 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 이동 로봇의 측면을 바라본 입면도이고, 도 3은 도 1의 이동 로봇의 지지면을 상면에서 바라본 입면도이고, 도 4는 도 3의 지지면의 측면 확대도이며, 도 5는 도 3의 지지면을 하면에서 바라본 입면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 하나 이상의 로봇(1)을 구비하여 식당, 집, 호텔, 마트, 의류매장, 물류, 병원 등 다양한 장소에서 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템은 가정 등에서 사용자와 인터랙션(interaction)하며, 사용자의 입력에 기초하여 사용자가 원하는 위치에 소정 물품을 운반할 수 있는 서빙 로봇(1)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 복수의 서빙 로봇(1) 및 복수의 서빙 로봇(1)을 관리하고 제어할 수 있는 서버(2)를 포함할 수 있다.

서버(2)는 원격에서 복수의 로봇(1)의 상태를 모니터링하고, 제어할 수 있고, 로봇 시스템은 복수의 로봇(1)을 이용하여 더 효과적인 서비스 제공이 가능하다.

복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다. 또한, 복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 PC, 이동 단말기, 외부의 다른 서버와 통신할 수 있다.

예를 들어, 복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 무선 통신하게 구현될 수 있다. 로봇(1)은 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버(2)의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.

특히, 복수의 로봇(1)은 5G 네트워크를 통해 다른 로봇(1) 및/또는 서버(2)와 무선통신을 구현할 수 있다. 로봇(1)이 5G 네트워크를 통해 무선 통신하는 경우, 실시간 응답 및 실시간 제어가 가능하다.

또한, 복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) 방식으로 통신할 수 있고, HTTP(HyperText Transfer Protocol) 방식으로 통신할 수 있다.

또한, 복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 HTTP 또는 MQTT 방식으로 PC, 이동 단말기, 외부의 다른 서버와 통신할 수 있다.

경우에 따라서, 복수의 로봇(1) 및 서버(2)는 2이상의 통신 규격을 지원하고, 통신 데이터의 종류, 통신에 참여하는 기기의 종류에 따라 최적의 통신 규격을 사용할 수 있다.

*사용자는 PC(3a), 이동 단말기(3b) 등을 통하여 로봇 시스템 내의 로봇들(1)에 관한 정보를 확인하거나 제어할 수 있다.

본 명세서에서 '사용자'는 적어도 하나의 로봇을 통한 서비스를 이용하는 사람으로, 로봇을 구매 또는 대여하여 가정 등에서 사용하는 개인 고객 및 로봇을 이용하여 직원 또는 고객에게 서비스를 제공하는 기업의 관리자, 직원들과 이러한 기업이 제공하는 서비스를 이용하는 고객들을 포함할 수 있다. 따라서, '사용자'는 개인 고객(Business to Consumer : B2C)과 기업 고객(Business to Business : B2B)을 포함할 수 있다.

서버(2)는 클라우드(cloud) 서버로 구현되어, 사용자는 PC(3a), 이동 단말기(3b) 등 다양한 기기로 통신 연결된 서버(2)에 저장된 데이터와 서버(2)가 제공하는 기능, 서비스를 이용할 수 있다. 로봇(1)에 클라우드 서버(2)가 연동되어 로봇(1)을 모니터링, 제어하고 다양한 솔루션과 콘텐츠를 원격으로 제공할 수 있다.

서버(2)는, 로봇들(1), 기타 기기로부터 수신되는 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇들(1)의 제조사 또는 제조사가 서비스를 위탁한 회사가 제공하는 서버일 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇들(1)을 관리하고 제어하는 관제 서버일 수 있다.

상기 서버(2)는 로봇들(1)을 일괄적으로 동일하게 제어하거나, 개별 로봇 별로 제어할 수 있다. 또한, 서버(2)는 로봇들(1) 중 적어도 일부 로봇에 대해서 그룹으로 설정한 후에 그룹별로 제어할 수 있다.

한편, 상기 서버(2)는, 복수의 서버로 정보, 기능이 분산되어 구성될 수도 있고, 하나의 통합 서버로 구성될 수도 있을 것이다.

로봇(1) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다.

로봇(1)은 서버(2)로 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 서버(2)로 전송할 수 있다.

여기서, 데이터는 공간(space), 사물(Object) 관련 데이터는 로봇(1)이 인식한 공간(space)과 사물(Object)의 인식 관련 데이터이거나, 영상획득부가 획득한 공간(space)과 사물(Object)에 대한 이미지 데이터일 수 있다.

실시예에 따라서, 로봇(1) 및 서버(2)는 사용자, 음성, 공간의 속성, 장애물 등 사물의 속성 중 적어도 하나를 인식하도록 학습된 소프트웨어 또는 하드웨어 형태의 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANN)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇(1) 및 서버(2)는 딥러닝(Deep Learning)으로 학습된 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇(1)의 제어부(140)에는 CNN(Convolutional Neural Network) 등 심층신경망 구조(DNN)가 탑재될 수 있다.

서버(2)는 로봇(1)으로부터 수신한 데이터, 사용자에 의해 입력되는 데이터 등에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 로봇(1)으로 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇(1)이 구비하는 인공지능(artificial intelligence)의 심층신경망(DNN) 구조를 업데이트할 수 있다.

또한, 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 소정 제품, 예를 들어, 로봇(1)의 사용에 따라 획득되는 데이터로, 사용 이력 데이터, 센서부(110)에서 획득된 감지 신호 등이 해당될 수 있다.

학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 포함된 사람, 사물, 공간의 속성을 인식하여, 그 결과를 출력할 수 있다.

또한, 상기 학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 로봇(1)의 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 분석하고 학습하여 사용 패턴, 사용 환경 등을 인식할 수 있다.

한편, 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 통신부(190)를 통하여 서버(2)로 전송될 수 있다.

서버(2)는 수신한 데이터에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 이동 로봇(1)으로 전송하여 업데이트하게 할 수 있다.

이에 따라, 로봇(1)이 점점 스마트하게 되며, 사용할수록 진화되는 사용자 경험(UX)을 제공할 수 있다.

로봇(1) 및 서버(2)는 외부 정보(external information)도 이용할 수 있다. 예를 들어, 서버(2)가 다른 연계 서비스 서버(도시하지 않음)로부터 획득한 외부 정보를 종합적으로 사용하여 우수한 사용자 경험을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 로봇(1)이 능동적으로 먼저 정보를 제공하거나 기능, 서비스를 추천하는 음성을 출력함으로써 사용자에게 더욱 다양하고 적극적인 제어 기능을 제공할 수 있다.

도 2 내지 도 5는 소정 물품을 운반할 수 있는 서빙 로봇(1)을 예시한다.

도면들을 참조하면, 서빙 로봇(1)은 자율 주행, 추종 주행으로 이동할 수 있고, 서빙할 물품을 수용할 수 있는 서빙 지지면(tray)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 호텔에서의 서빙 물품은 수건, 칫솔, 치약, 욕실 용품, 침구류, 음료, 음식, 룸 서비스, 기타 소물 가전 등이 해당될 수 있다. 또한, 식당에서의 서빙 물품은 주문한 음료 또는 음식일 수 있다.

한편, 서빙 로봇(1)은 소정 장소에서 자율 주행하면서 사용자가 지정한 목표위치까지 서빙할 물품을 배송하고, 목표 위치에서 해당 물품을 서빙할 수 있다.

서빙 로봇(1)에는 사용 환경 및 용도에 따라 최적화된 서비스를 제공하기 위해 모듈러 디자인이 적용될 수 있다.

예를 들어, 기본 플랫폼은 바퀴, 모터 등을 구비하여 주행을 담당하는 주행 모듈(20), 디스플레이, 마이크, 스피커 등을 구비하여 사용자와의 인터랙션을 담당하는 UI 모듈(180) 및 서빙할 물품을 보관하는 등의 서비스를 제공하는 서비스 모듈(10)을 포함할 수 있다.

도면들을 참조하면, 주행 모듈(20)은 하나 이상의 절개부(20a)를 포함할 수 있다.

이러한 절개부(20a)는 내부의 전방 라이더(미도시)가 동작 가능하도록 상기 주행 모듈(20)에서 절개되는 부분으로, 상기 주행 모듈(20)의 외주면의 전방에서 측방에 걸쳐 형성될 수 있다.

상기 전방 라이더는 상기 주행 모듈(20)의 내부에서 상기 절개부(20a)와 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 전방 라이더는 상기 절개부(20a)를 통하여 레이저를 방출할 수 있다.

내부의 후방 라이더(미도시)가 동작 가능하도록 상기 주행 모듈(20)에서 절개되는 부분인 다른 절개부(도시하지 않음)가 상기 주행 모듈(20)의 외주면의 후방에서 측방에 걸쳐 형성될 수 있으며, 이는 내부의 후방 라이더가 동작 가능하도록 형성된다.

상기 후방 라이더는 상기 주행 모듈(20)의 내부에서 상기 다른 절개부와 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 후방 라이더는 상기 다른 절개부를 통하여 레이저를 방출할 수 있다.

또한, 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 절벽 감지 센서 등 내부의 센서가 동작 가능하도록 상기 주행 모듈(20)에서 절개되는 또 다른 절개부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 주행 모듈(20)의 외면에도 센서가 배치될 수 있다. 상기 주행 모듈(20)의 외면에는 장애물을 감지하기 위한 초음파 센서 등 장애물 감지 센서가 배치될 수 있다.

예를 들어, 초음파 센서는 초음파 신호를 이용하여 장애물과 서빙 로봇들(1) 사이의 거리를 측정하기 위한 센서일 수 있다. 상기 초음파 센서는 상기 서빙 로봇(1)과 근접한 장애물을 감지하기 위한 기능을 수행할 수 있다.

실시예에 따라서, UI 모듈(180)의 적어도 일부는 회전 가능하게 구현될 수 있다. 예를 들어, UI 모듈(180)은 좌우 방향으로 회전할 수 있는 헤드부(180a)와 상기 헤드부(180a)를 지지하는 바디부(180b)를 포함할 수 있다.

상기 헤드부(180a)는 서빙 로봇(1)의 동작 모드, 현재 상태 등에 기초하여 회전할 수 있다.

UI 모듈(180)은 영상획득부(120)의 카메라를 더 포함할 수 있다. 카메라는 상기 헤드부(180a)에 배치되어 상기 헤드부(180a)가 향하는 방향의 소정 범위의 영상 데이터를 획득할 수 있다.

예를 들어, 서빙 로봇(1)이 사용자를 탐색할 때, 상기 헤드부(180a)는 상기 카메라가 식별되는 사용자를 향하도록 회전할 수 있다.

실시예에 따라서, UI 모듈(180)은 2개의 디스플레이(182a, 182b)를 포함할 수 있고, 2개의 디스플레이(182a, 182b) 중 적어도 하나는 터치스크린으로 구성되어 입력 수단으로도 사용될 수 있다

서빙 로봇(1)의 서비스 모듈(10)은 적어도 하나의 서빙 지지면(400a, 400b)을 포함한다.

서비스 모듈(10)은 상하 방향(z축 방향)으로 주행 모듈(20) 위에 배치되며, 적어도 하나의 서빙 지지면(400a, 400b)을 가질 수 있고, 특히, 2개 이상의 서빙 지지면(400a, 400b)이 평행하게 형성될 수 있다.

각각의 서빙 지지면(400a, 400b)은 서빙 물품을 수용/지지할 수 있는 공간을 구비하여 서빙 물품을 안정적으로 운반할 수 있다. 이러한 서빙 지지면(400a, 400b)(tray)은 하나의 서빙 로봇(1)에 도 2와 같이 복수개가 구비될 수 있다.

서빙 지지면(400a, 400b)은 바닥면에 수평한 방향(xy 평면)으로 소정의 면적을 가지는 판상형의 트레이로서, 서빙할 물품을 지지면(400a, 400b) 위에 배치하고, 배치가 완료되면 서빙 위치까지 이동하여 서빙을 진행할 수 있다.

이때, 서빙 지지면(400a, 400b)은 올려진 물품을 수평한 방향으로 밀어내어 사용자가 원하는 테이블 등의 서빙 위치 위에 올려놓을 수 있는 회전롤러부(401)를 포함한다.

회전 롤러부(401)는 도 2 및 도 3과 같이 서빙 지지면(400a, 400b) 전면에 걸쳐 나란하게 배치되는 복수의 롤러로 형성될 수 있으며, 각각의 롤러는 수평 이동 모터(174)에 의해 동시에 구동되어 평면 상에서 전방 또는 후방으로 지지면(400a, 400b) 위에 배치되는 물품을 수평 이동한다.

서빙 로봇(1)은 이러한 복수의 서빙 지지면(400a, 400b)과 바디부(180b)를 연결하여 상기 복수의 서빙 지지면(400a, 400b)을 수직하게 이동하는 결합부(170a, 170b)를 더 포함한다.

구체적으로, 결합부(170a, 170b)는 각각의 서빙 지지면(400a, 400b)에 대하여 형성될 수 있으며, 바디부(180b)에 길이 방향으로 형성되는 렉기어(171), 상기 렉기어(171)와 연동하여 상기 지지면(400a, 400b)을 수직하게 상하로 이동하는 피니어(173), 그리고 상기 피니어(173)를 회전시켜 상기 지지면(400a, 400b)을 수직하게 이동시키는 상하이동 모터(172)를 포함한다.

상하이동 모터(172)는 도 4 및 도 5와 같이 각 지지면(400a, 400b)의 하면에 부착되어 있을 수 있으며, 수평이동 모터(174)와 이웃하여 배치될 수 있다.

이와 같이, 서빙 로봇(1)은 제어부(140)의 제어 신호에 따라 각 지지면(400a, 400b)에 대한 수평이동 모터(174) 및 상하이동 모터(172)를 각각 구동하여, 소정 높이까지 각 서빙 지지면(400a, 400b)을 이동시키고, 각 서빙 지지면(400a, 400b) 위에 배치되는 서빙 물품을 수평 방향으로 밀어내어 목표되는 서빙 위치에 직접 전달할 수 있다.

이하에서는 서빙 로봇(1)의 제어를 위한 내부 블록도를 설명한다.

도 6은 도 1의 이동 로봇의 제어 관계를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서빙 로봇(1)은, 서빙 로봇(1)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(140), 각종 데이터를 저장하는 저장부(130), 서버(2) 등 다른 기기와 데이터를 송수신하는 통신부(190)를 포함할 수 있다.

제어부(140)는, 서빙 로봇(1) 내 저장부(130), 통신부(190), 구동부(160), 센서부(110), 출력부(180) 등을 제어하여, 서빙 로봇(1)의 동작 전반을 제어할 수 있다.

저장부(130)는 서빙 로봇(1)의 제어에 필요한 각종 정보들을 기록하는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 기록 매체는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장한 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함할 수 있다.

통신부(190)는 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 서빙 로봇(1)이 인터넷, 또는 소정의 네트워크에 연결되도록 할 수 있고 다른 기기와 통신하게 할 수 있다.

또한, 통신부(190)는 서버(2)에 구비되는 통신 모듈과 연결하여 서빙 로봇(1)과 서버(2) 간의 데이터 송수신을 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 서빙 로봇(1)은 마이크를 통하여 사용자의 음성 입력을 수신하는 음성 입력부(125)를 더 포함할 수 있다.

음성 입력부(125)는, 아날로그 소리를 디지털 데이터로 변환하는 처리부를 포함하거나 처리부에 연결되어, 사용자 입력 음성 신호를 제어부(140) 또는 서버(2)에서 인식할 수 있도록 데이터화할 수 있다.

한편, 저장부(130)에는 음성 인식을 위한 데이터가 저장될 수 있고, 상기 제어부(140)는 음성 입력부(125)를 통하여 수신되는 사용자의 음성 입력 신호를 처리하고 음성 인식 과정을 수행할 수 있다.

한편, 제어부(140)는 음성 인식 결과에 기초하여 로봇(1)이 소정 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

한편, 서빙 로봇(1)은 출력부(180)를 포함하여, 소정 정보를 영상으로 표시하거나 음향으로 출력할 수 있다.

출력부(180)는 사용자의 명령 입력에 대응하는 정보, 사용자의 명령 입력에 대응하는 처리 결과, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등을 영상으로 표시하는 디스플레이(182a, 182b)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 서빙 로봇(1)은 복수개의 디스플레이(182a, 182b)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라서는, 상기 디스플레이(182a, 182b) 중 적어도 일부는 터치패드와 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 터치스크린으로 구성되는 디스플레이(182a)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.

또한, 출력부(180)는 오디오 신호를 출력하는 음향 출력부(181)를 더 포함할 수 있다. 음향 출력부(181)는 제어부(140)의 제어에 따라 경고음, 동작모드, 동작상태, 에러상태 등의 알림 메시지, 사용자의 명령 입력에 대응하는 정보, 사용자의 명령 입력에 대응하는 처리 결과 등을 음향으로 출력할 수 있다. 음향 출력부(181)는, 제어부(140)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다.

실시예에 따라서, 서빙 로봇(1)은 소정 범위를 촬영할 수 있는 영상획득부(120)를 더 포함할 수 있다.

영상획득부(120)는 서빙 로봇(1) 주변, 외부 환경 등을 촬영하는 것으로, 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 카메라는 촬영 효율을 위해 각 부위별로 여러 개가 설치될 수도 있다.

영상획득부(120)는, 사용자 인식용 영상을 촬영할 수 있다. 제어부(140)는 상기 영상획득부(120)가 촬영하여 획득된 영상에 기초하여 외부 상황을 판단하거나, 사용자(안내 대상)를 인식할 수 있다.

또한, 로봇(1)이 서빙 로봇인 경우에, 상기 제어부(140)는, 상기 영상획득부(120)가 촬영하여 획득하는 영상에 기초하여 로봇(1)이 주행하도록 제어할 수 있다.

한편, 상기 영상획득부(120)가 촬영하여 획득된 영상은 저장부(130)에 저장될 수 있다.

서빙 로봇(1)은 이동을 위한 구동부(160)를 더 포함할 수 있고, 상기 구동부(160)는 제어부(140)의 제어에 따라, 본체를 이동시킬 수 있다.

구동부(160)는 로봇(1)은 본체를 이동시키는 적어도 하나의 구동 바퀴(미도시)를 포함할 수 있다. 구동부(160)는 구동 바퀴에 연결되어 구동 바퀴를 회전시키는 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 구동 바퀴는 본체의 좌, 우 측에 각각 구비될 수 있으며, 이하, 각각 좌륜과 우륜이라고 한다.

좌륜과 우륜은 하나의 구동 모터에 의해 구동될 수도 있으나, 필요에 따라 좌륜을 구동시키는 좌륜 구동 모터와 우륜을 구동시키는 우륜 구동 모터가 각각 구비될 수도 있다. 좌륜과 우륜의 회전 속도에 차이를 두어 좌측 또는 우측으로 본체의 주행방향을 전환할 수 있다.

한편, 서빙 로봇(1)은 서빙 로봇(1)의 동작, 상태와 관련된 각종 데이터를 센싱하는 센서들을 포함하는 센서부(110)를 포함할 수 있다.

상기 센서부(110)는 로봇(1)의 동작을 감지하고 동작 정보를 출력하는 동작 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 감지 센서로는, 자이로 센서(Gyro Sensor), 휠 센서(Wheel Sensor), 가속도 센서(Acceleration Sensor) 등을 사용할 수 있다.

상기 센서부(110)는 장애물을 감지하는 장애물 감지 센서를 포함할 수 있고, 상기 장애물 감지 센서는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서, 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 절벽 감지 센서, 라이다(light detection and ranging: Lidar) 등 포함할 수 있다.

한편, 상기 장애물 감지 센서는 이동 로봇의 주행(이동) 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(140)에 전달한다. 이때, 제어부(140)는, 감지된 장애물의 위치에 따라 서빙 로봇(1)의 움직임을 제어할 수 있다.

한편, 제어부(140)는 통신부(190)를 통해 서빙 로봇(1)의 동작상태 또는 사용자 입력 등을 서버(2) 등으로 전송하도록 제어할 수 있다.

이러한 제어부(140)는 사용자로부터 제공된 목표 위치에 근접할 때, 해당 위치에서 영상획득부(120)로부터 주변 영상을 수득하고, 상기 영상 데이터에 따라 사용자의 유무를 판독한다.

이때, 사용자가 존재하는 경우, 사용자의 제스처를 읽어들여, 사용자의 제스처에 따라 서빙할 물품을 놓을 정확한 서빙 위치를 판단한다.

제어부(140)가 서빙할 목표 위치를 결정하면 사물 인식을 통해 목표 위치의 높이 및 거리 등을 계산하여 구동부(160)를 통해 이동하고, 수직이동 모터(172) 및 수평이동 모터(174)를 구동하여 해당 목표 위치에 서빙 물품을 정확하게 내려놓는다.

제어부(140)는 이와 같은 영상 데이터로부터의 사용자의 제스처 판단 및 목표 위치 판단을 위하여 카메라 포즈 추출 알고리즘을 적용할 수 있으며, 사물 인식 알고리즘을 통해 해당 서빙 위치, 예를 들어 특정 테이블 위 등의 서빙 위치를 판단할 수 있다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 참고하여, 서빙 로봇(1)의 서빙 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 7은 도 1의 서빙 로봇(1)의 배송 방법을 도시한 순서도이고, 도 8a 내지 도 8e는 도 7의 순서도에 따른 상태도이다.

먼저, 서빙 로봇 시스템은 사용자로부터 주문을 수신한다(S10).

사용자로부터의 주문은 사용자 단말기(3b)로부터 수신할 수도 있고, 사용자가 서버(2)에 접속하여 주문을 할 수도 있다. 또는 사용자가 직접 서빙 로봇(1)의 디스플레이(182a)를 터치하여 주문 정보를 입력할 수 있다.

주문 정보로는 서빙할 목표 위치 및 서빙할 물품, 일 예로 식당의 경우, 메뉴 중 선택되는 음식 또는 음료에 대한 정보일 수 있다.

이와 같이 주문 정보가 서버(2)를 통해 입력되면 서버(2)는 상기 서빙 로봇(1)의 통신부(190)를 통해 상기 주문 정보를 전송한다.

이와 같이 주문 정보가 디스플레이(182a) 또는 통신부(190)를 통해 서빙 로봇(1)에 수신되면, 서빙 로봇(1)은 서빙 물품을 수령한다(S11).

즉, 서빙 로봇(1)은 주문 정보를 확인하고, 데스크 또는 시작점에서 해당하는 서빙 물품을 수령한다. 이러한 서빙 물품의 수령은 서빙 지지면(400a, 400b)에 서빙 물품이 올려지는 것으로 인식한다.

이때, 식당의 경우, 음식물을 올려놓는 물품 컨테이너(200a, 200b)가 도 3과 같이 지지면(400a, 400b) 위에 놓여질 수 있고, 서빙 로봇(1)은 물품 컨테이너(200a, 200b)가 지지면(400a, 400b) 위에 안착되는 것을 인지하면, 배송할 목표 위치로 이동을 시작한다(S12).

이때, 서빙 로봇(1)은 해당 영역에 대한 맵 정보를 서버로부터 수신하여 해당 목표 위치를 해당 영역에 대한 맵 상에 표시하고, 목표 위치로 이동한다.

목표 위치의 근거리에서, 서빙 로봇(1)의 제어부(140)는 사용자 탐색을 진행한다(S13).

이러한 사용자 탐색은 영상획득부(120)를 통해 근거리의 환경을 연속적으로 촬영하면서 사물 인식을 수행함으로써 진행될 수 있다.

즉, 도 8a와 같이 제어부(140)는 획득된 영상 중 일부를 학습 엔진에 입력하면, 학습 엔진은 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 사물 또는 생명체를 인식할 수 있다. 더욱 구체적으로, 제어부(140)는 사물로 인식된 것 중에 특징점을 분석하여 사용자 즉, 생명체 중 사람의 형상을 인식할 수 있다.

제어부(140)는 목표 위치의 근거리에서 사람이 있는 것으로 인식되면, 해당 사람을 향해 헤드부(180a)를 추종하면서 매칭을 진행한다. 제어부(140)는 해당 사람을 사용자라고 가정하고, 사용자의 움직임을 영상획득부(120) 및 센서부(110)를 통해 취득한다(S14).

즉, 제어부(140)는 영상획득부(120)로부터의 2차원 영상을 연속적으로 수신하고, 해당 영상을 모델링(Global Geometry Network)을 통해 사용자의 외골격을 3차원 이미지로 추출하여 사용자의 제스처를 판단한다(S15).

이때, 사용자의 제스처 판단은 Cooperative Holistic 3D indoor scene understanding 기법을 적용하여 추출할 수 있다. 즉, 객체 경계 상자, 룸 레이아웃 및 카메라 포즈를 모두 3차원으로 공동으로 복구하여 파라미터화한다. 이와 같은 3차원 카메라 포즈 변환에 의해 사용자의 제스처 및 사용자의 외곽선을 추정할 수 있다.

이와 같이 추정된 사용자의 제스처에 의해 목표 위치에서 서빙 물품을 내려 놓는 서빙 위치를 정확히 파악한다(S16).

즉, 도 8a와 같이 사용자의 제스처에 따라 사용자의 손가락이 가리키는 제스처가 파악되면 해당 제스처에 따라 가리키는 장소를 서빙 위치로 파악할 수 있다.

이때, 파악되는 제스처는 설정에 따라 다양하게 변경 가능하며, 손가락으로 가리키기, 특정한 목표 위치를 두드리기 등으로 설정할 수 있다.

이때, 파악된 서빙 위치에 대한 정보는 서버(2) 및 저장부(130)에 기록될 수 있다.

다음으로, 서빙 로봇(1)의 제어부(140)는 파악된 서빙 위치가 적절한지 적절성을 판단한다(S17).

즉, 서빙 위치가 서빙 로봇(1)의 지지면(400a, 400b)이 도달할 수 있는 높이인지, 수평한 면을 포함하고 있는지, 그리고 해당 서빙 위치가 목표 위치와 근접한지 여부를 판단할 수 있다.

서빙 위치가 적절하다고 판단되면, 제어부(140)는 영상획득부(120)로부터 해당 서빙 위치에 대한 영상 정보를 수득하여 사물 학습을 통해 서빙 위치의 3차원 형상을 추출한다(S18).

즉, 도 8b와 같이, 서빙 위치가 테이블 위인 경우, 테이블에 대한 영상을 획득하여 사물 학습을 통해 3차원으로 영상을 추출하고 이로부터 정확한 테이블의 위치 및 테이블의 높이를 측정한다(S19).

사물 학습을 통해 서빙 위치에 있는 테이블의 위치 및 높이 정보가 수득되면, 제어부(140)는 해당 테이블의 위치로 상기 지지면(400a, 400b)이 향하도록 방향을 설정하여 구동부(160)를 제어하여 이동한다(S20).

도 8c와 같이, 서빙 로봇(1)이 테이블과 근접할 때까지 이동을 완료하면, 제어부(140)는 도 8d와 같이 상하이동 모터(172)를 구동하여 추출된 테이블 높이만큼 지지면(400a, 400b)을 상하방향으로 이동시킨다(S21).

이때, 지지면(400a, 400b)의 두께를 고려하여 테이블 높이보다 소정 크기만큼 높게 이동시킬 수 있다.

다음으로, 서빙 물품을 테이블로 밀어내도록 지지면(400a, 400b)의 롤러를 회전시키기 위해 수평이동 모터(174)를 구동시킨다.

즉, 제어부(140)는 도 8e와 같이 수평이동 모터(174)를 구동하여 모터의 회전에 의해 지지면(400a, 400b)의 롤러부(401)가 전방으로 회전함으로써 롤러부(401) 위에 배치되어 있던 물품 컨테이너(200a, 200b)가 수평 방향으로 이동한다.

따라서, 물품 컨테이너(200a, 200b)가 테이블 위에 놓여지면, 제어부(140)는 영상획득부(120)를 통해 획득한 영상을 분석하고(S23), 센서부(110)로부터의 감지 신호를 분석하여 지지면(400a, 400b)에 배치되어 있던 물품 컨테이너(200a, 200b)의 부재 및 테이블에 해당 물품 컨테이너(200a, 200b)가 정확히 올려져 있는지를 판단한다(S24).

서빙 위치의 테이블 위에 해당 물품 컨테이너(200a, 200b)가 정확히 올려져 있다고 판단되면, 제어부(140)는 서빙 로봇(1)의 복귀를 위해 맵 정보를 읽어들여 시작점으로 서빙 로봇(1)의 구동부(160)를 구동한다(S25).

이와 같이, 사용자의 영상을 분석하여 사용자의 제스처에 따라 서빙 물품의 위치를 파악하고, 서빙 위치의 높이 등을 분석하여 서빙 물품을 해당 위치에 정확히 내려놓을 수 있다.

따라서, 사용자가 별도로 서빙 로봇(1)의 물품 컨테이너(200a, 200b)에서 물품을 수득하는 동작 없이 서빙 로봇(1)이 사용자가 원하는 위치에 물품을 내려놓을 수 있어 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 서빙 로봇(1)은 지지면(400a, 400b)이 복수개로 장착되어 있는 경우, 도 9와 같은 어느 지지면(400a, 400b)에 물품이 배치되어 있는지 판단하여 서빙을 진행할 수 있다.

즉, 도 7에서 서빙 위치의 테이블의 위치까지 서빙 로봇(1)이 이동하면, 제어부(140)는 도 9와 같이 각 지지면(400a, 400b)에 물품 컨테이너(200a, 200b)가 배치되어 있는지 탐색을 진행한다(S211).

제어부(140)는 센서부(110)를 통해 각 지지면(400a, 400b)에 물품을 운반하는 컨테이너(200a, 200b)가 올려져 있는지 감지 신호를 수신하고 이를 근거로 어느 지지면(400a, 400b)에 물품이 배치되었는지 판단할 수 있다.

일 예로, 지지면(400a, 400b)가 2개 배치되어 있는 경우, 제어부(140)는 제1 지지면(400a) 위에 제1 물품 컨테이너(200a)가 존재하는지 판단한다(S212). 이때, 제1 물품 컨테이너(200a)가 존재하는 경우, 도 8d와 같이 제1 지지면(400a)를 추정된 테이블의 높이까지 상하 이동시킨 후(S213) 수평이동 모터(174)를 구동하여 해당 테이블에 제1 지지면(400a) 위의 물품 컨테이너(200a)를 수평 이동하여 테이블 위에 내려놓는다(S214).

다음으로, 제1 지지면(400a) 위의 센서부(110)의 감지 신호를 통해 제1 지지면(400a)이 비워져 있는지 판단하고, 영상획득부(120)로부터의 영상을 판독하여 테이블 위에 해당 물품 컨테이너(200a)가 정확히 놓여져 있는지 확인 후 서빙 동작을 종료하고 시작점으로 복귀한다(S215).

한편, 제1 지지면(400a)에 물품 컨테이너가 배치되어 있지 않고, 제1 지지면(400a) 하부의 제2 지지면(400b)에 물품 컨테이너(200b)가 배치되어 있는 경우(S216), 제어부(140)는 제1 및 제2 지지면(400a, 400b)를 수직이동 모터(172)를 구동하여 제2 지지면(400a, 400b)이 상기 테이블의 높이까지 올라가도록 수직이동시킨다(S217).

다음으로, 제2 지지면(400b)이 테이블 높이까지 상승하면 수평이동 모터(174)를 구동하여 제2 지지면(400b) 위의 롤러(401)를 구동하여 물품 컨테이너(200b)를 수평 방향으로 밀어낸다(S218). 따라서 제2 지지면(400b) 위의 물품 컨테이너(200b)가 테이블 위로 이동할 수 있다.

이와 같이 제2 지지면(400b) 위의 센서부(110)의 감지 신호를 통해 제2 지지면(400b)이 비워져 있는지 판단하고, 영상획득부(120)로부터의 영상을 판독하여 테이블 위에 해당 물품 컨테이너(200b)가 정확히 놓여져 있는지 확인 후 서빙 동작을 종료하고 시작점으로 복귀한다(S219).

따라서, 서빙 위치의 테이블에 도달하여 서빙 로봇(1)이 복수의 지지면(400a, 400b) 중 물품 컨테이너(200a, 200b)가 존재하는 지지면(400a, 400b)을 판단하여 그에 맞추어 수직 및 수평 동작을 수행할 수 있다.

또한, 서빙 로봇(1)의 복수의 지지면(400a, 400b)에 대하여 서로 다른 물품 컨테이너(200a, 200b)를 각각 수용하고 있는 경우, 각 지지면(400a, 400b)에 따라 서빙 위치가 각각 매핑되어 순차적으로 서빙을 진행할 수 있다.

즉, 제1 지지면(400a, 400b)에 놓인 물품의 서빙 위치를 제1 서빙 위치로, 제2 지지면(400a, 400b)에 놓인 물품의 서빙 위치를 제2 서빙 위치로 설정하여 서빙을 진행할 수 있다.

이와 같이, 한번에 복수개의 물품을 서로 다른 지지면(400a, 400b)에 배치하여 서빙하는 경우, 시작점을 출발한 서빙 로봇(1)이 지지면(400a, 400b)의 수효에 맞추어 복수회에 걸쳐 서빙을 진행한 뒤 복귀함으로써 효율이 향상될 수 있다.

서빙 로봇(1)이 복귀하여 복귀 정보를 수신한 서버(2)는, 복귀 정보에 기초하여 데이터를 업데이트하고, 데이터를 관리할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇(1) 시스템은 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.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1) 시스템의 제어 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 이해되어서는 안될 것이다.

1: 이동 로봇 2: 서버
110: 센서부 120: 영상획득부
160: 구동부 140: 제어부
190: 통신부

Claims

이동 로봇이 소정 서비스 요청을 포함하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
상기 이동 로봇이 서빙될 물품을 수령하는 단계;
상기 이동 로봇이 사용자를 탐색하고 사용자 제스처를 분석하여 서빙 위치를 추출하는 단계;
상기 서빙 위치의 영상을 분석하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 단계;
상기 서빙 위치로 이동하고, 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치의 높이까지 올리는 단계; 및
상기 서빙 위치까지 상기 서빙될 물품을 수평 이동하여 상기 서빙 위치 위에 상기 서빙될 물품을 내려놓는 단계
를 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동 로봇은,
상기 서빙될 물품이 수용되는 적어도 하나의 지지면을 포함하고, 상기 적어도 하나의 지지면을 상하이동함으로써 상기 서빙 위치의 높이까지 상기 서빙될 물품을 올리는
것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 지지면은 상기 서빙될 물품을 수평이동하는 복수의 롤러를 포함하며, 상기 롤러를 회전하여 상기 서빙될 물품이 상기 서빙 위치로 놓여지는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 이동 로봇의 영상 획득부로부터 수신된 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상으로부터 상기 사용자의 외골격 및 상기 사용자의 제스처를 파악하여 상기 서빙 위치를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 단계는,
상기 영상 획득부로부터 서빙 위치의 영상을 획득하고, 사물 학습을 수행하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 사용자 주문을 수신하는 단계는,
사용자 단말기로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 사용자 주문을 수신하는 단계는,
서버로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 이동 로봇은 상기 목표 위치로부터 근거리에서 상기 사용자를 탐색하고, 탐색된 사용자를 추종하여 상기 사용자의 영상을 획득하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동 로봇은 상기 서빙될 물품이 상기 서빙 위치에 놓여진 영상을 획득하여 서빙 완료 정보를 상기 서버로 전송하고, 시작점으로 복귀를 진행하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
외관을 형성하는 바디;
상기 바디를 이동시키는 구동부;
주행 영역의 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 영상 획득부;
서빙될 물품을 지지하는 적어도 하나의 지지면;
상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보를 수신하고, 사용자를 탐색하고 사용자 제스처를 분석하여 서빙 위치를 추출하여 수령된 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치에 내려놓도록 지지면을 제어하는 제어부
를 포함하는 이동 로봇.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 서빙 위치의 영상을 분석하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 서빙 위치까지 상기 서빙될 물품을 수평 이동하여 상기 서빙 위치 위에 상기 서빙될 물품을 내려놓도록 상기 지지면을 구동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제12항에 있어서,
상기 이동 로봇은 상기 지지면을 상하 방향으로 이동하는 상하이동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제13항에 있어서,
상기 지지면은 상기 서빙될 물품을 상기 서빙 위치로 밀어내도록 수평 방향으로 이동시키는 복수의 롤러가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제14항에 있어서,
상기 지지면의 복수의 롤러를 회전시키는 수평이동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상 획득부로부터 수신된 영상을 3차원 영상으로 변환하고, 상기 3차원 영상으로부터 상기 사용자의 외골격 및 상기 사용자의 제스처를 파악하여 상기 서빙 위치를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제16항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상획득부로부터 서빙 위치의 영상을 획득하고, 사물 학습을 수행하여 상기 서빙 위치의 거리 및 높이를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제17항에 있어서,
상기 이동 로봇은 복수의 지지면이 수직 방향으로 평행하게 배치되어 각각 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제18항에 있어서,
상기 이동 로봇은 사용자 단말기 또는 서버로부터 상기 서빙될 물품에 대한 주문 정보 및 서빙할 목표 위치에 대한 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제19항에 있어서,
상기 이동 로봇은 상기 서빙될 물품이 상기 서빙 위치에 놓여진 영상을 획득하여 서빙 완료 정보를 상기 서버로 전송하고, 시작점으로 복귀를 진행하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.