KR20200053744A - 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법 - Google Patents

주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법 Download PDF

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Abstract

주행 시스템은 중앙 콘트롤러, 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들 및 복수의 자동 주행 장치들을 포함한다. 상기 복수의 자동 주행 장치들은 상기 중앙 콘트롤러와의 글로벌 통신을 수행하고, 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 상기 복수의 주행 경로들을 따라 주행한다. 상기 복수의 자동 주행 장치들의 각각은 상기 교차점에 근접하는 경우 상기 중앙 콘트롤러의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작한다. 상기 마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어한다. 교차점 충돌 방지를 위한 별도의 하드웨어를 부가함이 없이 자동 주행 장치들간의 로컬 통신을 통하여 교차점의 통과를 제어함으로써 주행 시스템 및 이를 포함하는 설비의 설치 비용 및 관리 비용을 감소하고, 상기 중앙 콘트롤러의 제어 연산 부하를 감소한다.

Description

주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법{Driving system, automatic vehicle included therein and method of preventing collision at crossing position}
본 발명은 설비 자동화에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 시스템, 상기 주행 시스템에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법에 관한 것이다.
창고나 공장 등에서 물품을 이송하기 위해 고정된 주행 경로들을 주행하는 자동 주행 장치 또는 무인 주행 장치가 이용되고 있다. 예를 들어, 반도체 장치의 제조 설비는 복수의 제조 장치들 사이에서 반도체 웨이퍼 등을 자동 이송하기 위해 복수의 자동 주행 장치들이 고정된 레일들로 구현된 주행 경로들을 따라 주행하는 주행 시스템을 포함한다. 이와 같은 설비가 대형화될수록 제조 장치들의 개수가 증가하기 때문에 주행 경로들의 연결 구조가 복잡해지고 자동 주행 장치들의 개수가 증가하기 때문에 상기 자동 주행 장치들의 주행을 제어하는 것이 점점 어려워지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은, 주행 경로들의 교차점에서의 충돌을 효율적으로 방지할 수 있는 주행 시스템, 상기 주행 시스템에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점에서의 충돌 방지 방법을 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템은 중앙 콘트롤러, 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들 및 복수의 자동 주행 장치들을 포함한다.
상기 복수의 자동 주행 장치들은 상기 중앙 콘트롤러와의 글로벌 통신을 수행하고, 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 상기 복수의 주행 경로들을 따라 주행한다. 상기 복수의 자동 주행 장치들의 각각은 상기 교차점에 근접하는 경우 상기 중앙 콘트롤러의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작한다. 상기 마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어한다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 자동 주행 장치는 중앙 콘트롤러와의 글로벌 통신을 통한 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들을 따라 주행한다. 상기 자동 주행 장치는 상기 교차점에 근접하는 경우 상기 중앙 콘트롤러의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작한다. 상기 자동 주행 장치는 상기 마스터 주행 장치로 결정된 경우 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행장치들의 상기 교차점의 통과를 제어한다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 교차점 충돌 방지 방법은 중앙 콘트롤러 및 복수의 주행 장치들 사이의 글로벌 통신을 수행하는 단계, 상기 중앙 콘트롤러에 의해, 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들을 따른 복수의 자동 주행 장치들의 주행을 제어하는 단계, 상기 중앙 콘트롤러에 의해, 상기 복수의 자동 주행 장치들 중에서 상기 교차점에 근접한 타겟 주행 장치들 중 하나의 타겟 주행 장치를 마스터 주행 장치로 결정하고 다른 타겟 주행 장치들을 슬레이브 주행 장치들로 결정하는 단계, 상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치들 사이의 로컬 통신을 수행하는 단계 및 상기 마스터 주행 장치에 의해, 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 교차점 충돌 방지를 위한 별도의 하드웨어를 부가함이 없이자동 주행 장치들간의 로컬 통신을 통하여 교차점의 통과를 제어함으로써 주행 시스템 및 이를 포함하는 설비의 설치 비용 및 관리 비용을 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 자동 주행 장치들의 전반적인 주행을 중앙 콘트롤러가 제어하고 교차점 통과를 자동 주행 장치들이 제어하게 함으로써 중앙 콘트롤러의 제어 연산 부하를 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 교차점에서의 충돌 방지방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 교차점에서의 충돌 방지를 위한 신호 전달의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템에서 사용되는 메시지들의 실시예들을 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템에 포함되는 중앙 콘트롤러의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템에 포함되는 자동 주행 장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 자동 주행 장치의 동작의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 자동 주행 장치의 교차점 통과 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 8의 교차점 통과 방법에 사용되는 충돌가능성 판단 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템을 포함하는 반도체 제조 설비를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 반도체 제조 시스템에 포함되는 반송 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 교차점에서의 충돌 방지 방법을 나타내는 순서도이다.
중앙 콘트롤러 및 복수의 자동 주행 장치들 사이의 글로벌 통신을 수행한다(S100).
상기 글로벌 통신은 유선 통신, 무선 통신 또는 유선 통신과 무선 통신의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 복수의 자동 주행 장치들은 무선 통신만을 수행할 수 있도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 주행 시스템은 상기 복수의 자동 주행 장치들과 상기 중앙콘트롤러 사이의 통신을 매개하기 위해 상기 주행 시스템 내에 분포하여 배치된 복수의 중계기들을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 중계기들은 상기 중앙 콘트롤러와 무선으로 통신하거나 근거리 통신망(LAN, local area network) 등을 이용하여 유선으로 통신할 수 있다.
상기 중앙 콘트롤러에 의해, 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들을 따른 복수의 자동 주행 장치들의 주행을 제어한다(S200).
상기 복수의 자동 주행 장치들의 각각은 상기 글로벌 통신을 통하여 주기적으로 자신의 상태 정보를 상기 중앙 콘트롤러에 제공할 수 있다.
상기 상태 정보는 자동 주행 장치의 현재 위치, 현재 속도 등을 포함할 수 있다. 상기 중앙 콘트롤러는 이송 시스템에 포함되는 복수의 자동 주행 장치들의 전체 주행 스케쥴을 관리하고 상기 글로벌 통신을 통하여 각각의 자동 주행 장치에게 주행 명령을 전송할 수 있다. 각각의 자동 주행 장치는 상기 중앙 콘트롤러로부터 전송되는 주행 명령을 기초로 주행 경로를 선택하고 목적지로의 운행을 수행할 수 있다.
상기 중앙 콘트롤러에 의해, 상기 복수의 자동 주행 장치들 중에서 상기 교차점에 근접한 타겟 주행 장치들 중 하나의 타겟 주행 장치를 마스터 주행 장치로 결정하고 다른 타겟 주행 장치들을 슬레이브 주행 장치들로 결정한다(S300).
상기 타겟 주행 장치들의 결정 및 상기 마스터 주행 장치의 결정은 실시예들에 따라서 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2를 참조하여 후술하는 바와 같이, 각각의 교차점에 대해서 충돌 위험 영역(CRRG) 및 충돌 주의 영역(CARG)을 설정하고 이에 기초하여 상기 타겟 주행 장치들의 결정및 상기 마스터 주행 장치를 결정할 수 있다.
상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치들 사이의 로컬 통신을 수행한다(S400).
상기 로컬 통신은 유선 통신, 무선 통신 또는 유선 통신과 무선 통신의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 복수의 자동 주행 장치들은 무선 통신만을 수행할 수 있도록 구현될 수 있고, 이 경우, 상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치들 사이의 로컬 통신은 무선으로 수행될 수 있다.
상기 마스터 주행 장치에 의해, 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어한다(S500).
상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치의 결정은 상기 글로벌 통신을 통하여 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 의하되, 일단 마스터 주행 장치가 결정되면 상기 교차점의 통과는 상기 마스터 장치에 의해 수행된다.
종래기술은 교차점마다 자동 주행 장치의 진입 및 진출을 제어하기 위하여 검출 센서, 관리 수단 등의 별도의 장치에 의한 충돌 방지 및 주행 제어가 이루어지는데, 장치의 구성이 복잡하여 유지 및 보수가 어렵고 장애가 발생할 경우 조치가 오래 걸려 생산에 차질이 발생한다. 또한, 종래 기술은 제조 설비의 규모의 증가에 따라서 교차점 및 자동주행 장치의 개수가 증가하게 되면 중앙 제어 시스템의 제어 연산 부하가 과도하게 증가하게 된다.
본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 교차점 충돌 방지를 위한 별도의 하드웨어를 부가함이 없이자동 주행 장치들간의 로컬 통신을 통하여 교차점의 통과를 제어함으로써 주행 시스템 및 이를 포함하는 설비의 설치 비용 및 관리 비용을 감소할 수 있다. 본 발명의 실시예들의 경우에 장애가 발생한 자동 주행 장치를 교차점에서 제거함으로써 교차점을 즉시 다시 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 자동 주행 장치들의 전반적인 주행을 중앙 콘트롤러가 제어하고 교차점 통과를 자동 주행 장치들이 제어하게 함으로써 중앙 콘트롤러의 제어 연산 부하를 감소할 수 있다.
이하, 도시 및 설명의 편의를 위하여 두 개의 주행 경로들이 하나의 주행 경로로 합류하는 합류점(merging position)을 중심으로 본 발명의 실시예들을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들은 주행 방향을 따라서 복수의 주행 경로들이 하나의 주행 경로로 합류하는 합류점, 주행 방향을 따라서 하나의 주행 경로가 복수의 주행 경로들로 분기하는 분기점(diverging position)뿐만 아니라 복수의 주행 경로들이 합류하여 복수의 주행 경로들로 분기하는 임의의 교차점의 충돌을 방지하기 위해 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 주행 시스템(1000)은 중앙 콘트롤러(CCON), 적어도 하나의 교차점(CP)을 형성하는 복수의 주행 경로들, 예를 들어, 제1 주행 경로(PTH1), 제2 주행 경로(PTH2), 제3 주행 경로(PTH3) 및 복수의 자동 주행 장치들, 예를 들어, 제1 자동 주행 장치(101), 제2 자동 주행 장치(102), 제3 자동 주행 장치(103) 및 제4 자동 주행 장치(104)를 포함할 수 있다.
제1 자동 주행 장치(101), 제2 자동 주행 장치(102), 제3 자동 주행 장치(103) 및 제4 자동 주행 장치(104)의 각각은 중앙 콘트롤러(CCON)와의 글로벌 통신(GCM)을 수행하고, 중앙 콘트롤러(CCON)의 제어에 기초하여 제1 주행 경로(PTH1), 제2 주행 경로(PTH2) 및 제3 주행 경로(PTH3)를 따라주행한다.
도 2의 예에서, 제1 자동 주행 장치(101), 제3 자동 주행 장치(103) 및 제4 자동 주행 장치(104)의 각각은 주행 방향(DIR)으로 제1 주행 경로(PTH1) 및 제3 주행 경로(PTH3)을 따라서 주행하고, 제2 자동 주행 장치(102)는 주행 방향(DIR)으로 제2 주행 경로(PTH2) 및 제3 주행 경로(PTH3)을 따라서 주행한다.
제1 자동 주행 장치(101), 제2 자동 주행 장치(102), 제3 자동 주행 장치(103) 및 제4 자동 주행 장치(104)의 각각은 교차점(CP)에 근접하는 경우 중앙 콘트롤러(CCON)의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작한다.
일 실시예에서, 중앙 콘트롤러(CCON)는 교차점(CP)을 식별하기 위한 식별자, 교차점(CP)을 중심으로 일정한 범위의 충돌 위험 영역(collision risk region)(CRRG) 및 교차점(CP)을 중심으로 충돌 위험 영역(CRRG)보다 넓은 범위의 충돌 주의 영역(collision attention region)(CARG)에 관한 정보를 포함하는 교차점 정보를 저장할 수 있다.
도 2에는 편의상 하나의 교차점(CP)만을 도시하였으나, 주행 시스템(1000)은 복수의 교차점들을 포함할 수 있고, 이 경우 중앙 콘트롤러(CCON)는 복수의 교차점들의 각각에 대하여 상기 교차점 정보를 모두 저장할 수 있다.
중앙 콘트롤러(CCON)는 충돌 주의 영역(CARG)에 진입한 타겟 주행 장치들 중에서 가장 먼저 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입하는 타겟 주행 장치를 상기 마스터 주행 장치로 결정하고 나머지 타겟 주행 장치들을 상기 슬레이브 주행 장치들로 결정할 수 있다.
도 2의 예에서, 충돌 주의 영역(CARG)에 진입한 제1 자동 주행 장치(101), 제2 자동 주행 장치(102) 및 제3 자동 주행 장치(103)가 교차점(CP)에 상응하는 타겟 주행 장치들에 해당하고, 제4 자동 주행 장치(104)는 아직 충돌 주의 영역(CARG)에 진입하지 않았으므로 타겟 주행 장치에 해당하지 않는다.
도 2의 예에서, 중앙 콘트롤러(CCON)는 가장 먼저 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입하는 제1 자동 주행 장치(101)를 마스터 주행 장치로 결정하고 나머지 타겟 주행 장치들, 즉 제2 자동 주행 장치(102) 및 제3 자동 주행 장치(103)를 슬레이브 주행 장치들로 결정할 수 있다.
마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신(LCM)을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 교차점(CP)의 통과를 제어한다.
도 2의 예에서, 마스터 주행 장치로 결정된 제1 자동 주행 장치(101)는 슬레이브 주행 장치들로 결정된 제2 자동 주행 장치(102) 및 제3 자동 주행 장치(103)과의 로컬 통신(LCM)을 통하여 제2 자동 주행 장치(102) 및 제3 자동 주행 장치(103)의 교차점(CP)의 통과를 제어할 수 있다. 도 2에는 도시의 편의상 로컬 통신(LCM)을 주행 장치들 사이의 장치간(device-to-device) 통신 방식으로 도시하였으나 로컬 통신(LCM)은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 일 실시예에서 로컬 통신(LCM)은 송신 장치에 해당하는 하나의 자동 주행 장치가 다른 주행 주행 장치들에게 신호 또는 메시지를 발송하는 브로드캐스팅 방식으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 마스터 주행 장치는 상기 슬레이브 주행 장치들보다 먼저 상기 교차점을 통과하고, 상기 슬레이브 주행 장치들의 각각은 자신이 새로운 마스터 주행 장치로 결정되기 전까지 상기 충돌 위험 영역 내의 정지 위치들(STP1, STP2)에서 대기할 수 있다.
도 2의 예에서, 슬레이브 주행 장치로 결정된 제2 자동 주행 장치(102)는 제1 자동 주행 장치(101)가 교차점(CP)을 통과하여 안전한 위치까지 진출하기 전까지는 정지 위치(STP2)에서 대기할 수 있다. 주행 시스템(1000)의 주행 경로들(PTH1, PTH2, PTH3)은 추월이 불가능한 단일의 차선에 해당할 수 있고, 따라서 제3 자동 주행 장치(103)가 제1 자동 주행 장치(101)보다 먼저 교차점(CP)을 통과하는 것은 불가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템의 교차점에서의 충돌방지를 위한 신호 전달의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 실시예들에 따른주행 시스템에서 사용되는 메시지들의 실시예들을 나타내는 도면들이다.
도 3을 참조하면, 순차적으로 제1 자동 주행 장치(V1)가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입하고(S11), 제2 자동 주행 장치(V2)가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입하고(S12), 제3 자동 주행 장치(V3)가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입할 수 있다(S13).
이후, 제1 자동 주행 장치(V1)가 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입할 수 있다(S14). 제1 자동 주행 장치(V1)가 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입한 시점에서, 제1 자동 주행 장치(V1), 제2 자동 주행 장치(V2) 및 제3 자동 주행 장치(V3)가 전술한 타겟 주행 장치들에 해당한다. 중앙 콘트롤러(CCON)는 전술한 글로벌 통신(GCM)을 통하여 주기적으로 제공되는 자동 주행 장치들의 상태 정보에 기초하여 상기타겟 주행 장치들을 결정하고 관리할 수 있다.
제1 자동 주행 장치(V1)가 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입하는 경우, 제1 자동 주행 장치(V1)는 중앙 콘트롤러(CCON)에게 마스터 주행 장치로서의 승인을 요청하는 마스터 요청 메시지(MRMSG)를 전송할 수 있다(S15).
중앙 콘트롤러(CCON)는 마스터 요청 메시지(MRMSG)에 응답하여 마스터 요청 메시지(MRMSG)를 전송한 제1 자동 주행 장치(V1)에게 마스터 주행 장치로 결정되었는지의 여부를 나타내는 메시지를 전송할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 중앙 콘트롤러(CCON)는 마스터 요청 메시지(MRMSG)를 수신할 때 교차점(CP)에 대한 마스터 주행 장치가 존재하지 않는 경우, 마스터 승인 요청 메시지(MRMSG)를 전송한 제1 자동 주행 장치(V1)에게 상기 마스터 주행 장치로 결정되었음을 나타내는 마스터 승인 메시지(MGMSG)를 전송할 수 있다(S16).
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 중앙 콘트롤러(CCON)는 마스터 요청 메시지(MRMSG)를 수신할 때 교차점(CP)에 대한 마스터 주행 장치가 존재하는 경우, 마스터 승인 요청 메시지(MRMSG)를 전송한 제1 자동 주행 장치(V1)에게 상기 마스터 주행 장치로 결정되지 않았음을 나타내는 마스터 불승인 메시지를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 마스터 승인 메시지(MGMSG)는 메시지를 송신하는 중앙 콘트롤러(CCON)의 식별자(CID), 메시지를 수신하는 자동 주행 장치의 식별자(RVID), 마스터 주행 장치로 결정되었는지 여부를 나타내는 마스터 승인 태그(MGT), 타겟 주행 장치 정보(TVI) 및 그 밖의 정보(ETC)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 밖의 정보(ETC)는 교차점을 식별하기 위한 식별자, 메시지를 송신하는 시점을 나타내는 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
마스터 승인 태그(MGT)는 마스터 승인을 나타내는 제1 값 및 마스터 불승인을 나타내는 제2 값 중 하나를 선택적으로 가질 수 있다. 이러한 마스터 승인 태그(MGT)를 이용하여 도 4a의 마스터 승인 메시지(MGMSG)는 전술한 마스터 불승인 메시지로 이용될 수 있다.
타겟 주행 장치 정보(TVI)는 마스터 승인 메시지(MGMSG)를 송신하는 시점에서 타겟 주행 장치들에 해당하는 자동 주행 장치들의 식별자들을 포함할 수 있다. 도 2의 경우에, 메시지를 수신하는 자동 주행 장치의 식별자(RVID)는 제1 자동 주행 장치(V1)의 식별자(V1ID)에 해당하고, 타겟 주행 장치 정보(TVI)는 제1 자동 주행 장치(V1)의 식별자(V1ID), 제2 자동 주행 장치(V2)의 식별자(V2ID) 및 제3 자동 주행 장치(V3)의 식별자(V3ID)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 중앙 콘트롤러(CCON)는 마스터 주행 장치에 해당하는 제1 자동 주행 장치(V1)에게 타겟 주행 장치 정보(TVI)를 통하여 슬레이브 주행 장치들에 해당하는 제2 및 제3 자동 주행 장치들(V2, V3)의 식별자들(V2ID, V3ID)을 전송할 수 있다. 마스터 주행 장치(V1)는 타겟 주행 장치 정보(TVI)에 기초하여 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)을 파악하고 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)의 교차점(CP)의 통과를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 콘트롤러(CCON)는 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)에게 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)를 전송할 수 있다(S17). 다른 실시예에서, 마스터 주행 장치(V1)가 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)에게 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)를 전송할 수 있다. 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)은 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)에 응답하여 슬레이브 주행 장치들로서의 동작을 수행할 수 있다.
슬레이브 주행 장치들(V2, V3)은 마스터 주행 장치(V1)에게 상태 정보 메시지(SIMSG)를 전송할 수 있다(S18). 일 실시예에서, 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)은 주기적으로 마스터 주행 장치(V1)에게 상태 정보 메시지(SIMSG)를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상태 정보 메시지(SIMSG)는 메시지를 송신하는 자동 주행 장치의 식별자(TVID), 메시지를 수신하는 자동 주행 장치의 식별자(RVID), 상태 정보(SI) 및 그 밖의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 밖의 정보(ETC)는 교차점을 식별하기 위한 식별자, 메시지를 송신하는 시점을 나타내는 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
상태 정보(SI)는 현재 위치(PST) 및 현재 속도(SPD)를 포함할 수 있다. 마스터 주행 장치(V1)는 슬레이브 주행 장치들(V2)로부터 수신되는 상태 정보 메시지(SIMSG)에 기초하여 마스터 주행 장치(V1) 및 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)에 대한 교차점(CP)의 통과 순위(PSO)를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상태 정보 메시지(SIMSG)는 각각의 자동 주행 장치의 주행의 긴급한 정도를 나타내는 우선 순위(PRT)를 더 포함하고, 마스터 주행 장치(V1)는 우선 순위(PRT)에 기초하여 통과 순위(PSO)를 조절할 수 있다.
마스터 주행 장치(V1)는 결정된 통과 순위(PSO)를 포함하는 교차 제어 메시지(CCMSG)를 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)에게 전송할 수 있다(S19).
일 실시예에서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 교차 제어 메시지(CCMSG)는 메시지를 송신하는 자동 주행 장치의 식별자(TVID), 메시지를 수신하는 자동 주행 장치의 식별자(RVID), 통과 순위(PSO) 및 그 밖의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그 밖의 정보(ETC)는 교차점을 식별하기 위한 식별자, 메시지를 송신하는 시점을 나타내는 시간 정보 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 통과 순위(PSO)는 제1 자동 주행 장치(V1)의 식별자(V1ID), 제3 자동 주행 장치(V3)의 식별자(V3ID) 및 제2 자동 주행 장치(V2)의 식별자(V2ID)를 순차적으로 포함될 수 있다. 이러한 통과 순위(PSO)에 포함된 자동 주행 장치들의 식별자들의 배열 순서에 따라서 마스터 주행 장치에 의해 결정된 자동 주행 장치들의 통과 순위가 제공될 수 있다.
도 4c의 예시된 통과 순위(PSO)에 따라서, 제1 자동 주행 장치(V1)는 현재의 마스터 주행 장치에 해당하고 제3 자동 주행 장치는 후순위 마스터 주행 장치에 해당함을 나타낼 수 있다.
도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 마스터 주행 장치(V1)는 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)보다 먼저 교차점(CP)을 통과하고(S20), 슬레이브 주행 장치들(V2, V3)의 각각은 자신이 새로운 마스터 주행 장치로 결정되기 전까지 충돌 위험 영역 내(CRRG)의 정지 위치들(STP1, STP2)에서 대기할 수 있다. 마스터 주행 장치의 교차점 통과 방법에 대해서는 도 8을 참조하여 후술한다.
마스터 주행 장치(V1)는 슬레이브 주행 장치들(V2, V3) 중에서 후순위 마스터 주행 장치를 결정하고, 마스터 주행 장치(V1)가 충돌 위험 영역(CRRG)으로부터 진출하거나 장애 발생시 상기 후순위 마스터 주행 장치에게 마스터 변경 메시지(MCMSG)를 전송할 수 있다(S21). 예를 들어, 도 4c를 참조하여 설명한 바와 같이, 제3 자동 주행 장치(V3)가 상기 후순위 자동 주행 장치에 해당할 수 있다.
후순위 마스터 주행 장치(V3)는, 마스터 변경 메시지(MCMSG)에 응답하여 새로운 마스터 주행 장치로서 동작할 수 있다. 후순위 마스터 주행 장치(V3)가 새로운 마스터 주행 장치로 변경된 사실은 다양한 방법으로 나머지 슬레이브 주행 장치(V2)에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 마스터 변경 메시지(MCMSG)는 브로드캐스팅 방식으로 나머지 슬레이브 주행 장치(V2)에게도 전달될 수도 있고, 마스터 변경 메시지(MCMSG)는 중앙 콘트롤러(CCON)에게 전달된 후 중앙 콘트롤러(CCON)가 나머지 슬레이브 주행 장치(V2)에게 새로운 마스터 주행 장치를 통지할 수도 있으며, 상기 예시들에 한정되는 것은 아니다.
새로운 마스터 주행 장치(V3)는 전술한 바와 같이 슬레이브 주행 장치(V2)로부터 상태 정보 메시지(SIMSG)를 수신하고(S22)를, 상태 정보 메시지(SIMSG)에 기초하여 통과 순위(PSO)를 결정하고, 통과 순위(PSO)를 포함하는 교차 제어 메시지(CCMSG)를 슬레이브 주행 장치(V2)에게 전송할 수 있다(S23).
이후 제4 자동 주행 장치(V4)가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입할 수 있다(S24). 중앙 콘트롤러(CCON)는 제4 자동 주행 장치(V4)를 전술한 타겟 주행 장치로 결정하고, 제4 자동 주행 장치(V4)가 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입하는 시점에서 마스터 주행 장치(V3)가 존재하고 있으므로 제4 자동 주행 장치(V4)에게 전술한 바와 같은 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)를 전송할 수 있다(S25). 제4 자동 주행 장치(V4)는 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)에 응답하여 슬레이브 주행 장치로서 동작할 수 있다.
새로운 마스터 주행 장치(V3)는 전술한 바와 같이 슬레이브 주행 장치들(V2, V4)로부터 상태 정보 메시지(SIMSG)를 수신하고(S26)를, 상태 정보 메시지(SIMSG)에 기초하여 통과 순위(PSO)를 결정하고, 통과 순위(PSO)를 포함하는 교차 제어 메시지(CCMSG)를 슬레이브 주행 장치들(V2, V4)에게 전송할 수 있다(S27).
이와 같이, 자동 주행 장치들간의 로컬 통신을 통하여 교차점의 통과를 제어함으로써 주행 시스템 및 이를 포함하는 설비의 설치 비용 및 관리 비용을 감소하고, 중앙 콘트롤러의 제어 연산 부하를 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 도 3 내지 4c를 참조하여 설명한 메시지들은 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 이 경우, 상기 메시지를 수신한 자동 주행 장치는 메시지를 파싱하여 메시지를 수신하는 자동주행 장치의 식별자(RVID)를 추출하고, 이에 기초하여 수신된 메시지의 정보를 선택적으로 이용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템에 포함되는 중앙 콘트롤러의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 중앙 콘트롤러(CCON)은 중앙 통신부(CIF), 중앙 저장부(CMEM), 중앙 주행 제어부(CDC) 및 중앙 교차점 제어부(CCPC)를 포함하여 구현될 수 있다.
중앙 통신부(CIF)는 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)과의 글로벌 통신(GCM)을 수행한다.
전술한 바와 같이, 글로벌 통신(GCM)은 유선 통신, 무선 통신 또는 유선 통신과 무선 통신의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)은 무선 통신만을 수행할 수 있도록 구현될 수 있다.
이 경우, 주행 시스템은 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)과 중앙 콘트롤러(CCON) 사이의 통신을 매개하기 위해 상기 주행 시스템 내에 분포하여 배치된 복수의 중계기들을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 중계기들은 중앙 콘트롤러(CCON)와 무선으로 통신하거나 근거리 통신망(LAN, local area network) 등을 이용하여 유선으로 통신할 수 있다.
중앙 저장부(CMEM)는 경로 정보(RI) 및 교차점 정보(CPI)를 저장할 수 있다. 경로 정보(RI)는 각 주행 경로를 식별하기 위한 식별자, 각 주행 경로의 위치, 각 주행 경로의 최대 속도 등을 포함할 수 있다. 교차점 정보(CPI)는 각 교차점을 식별하기 위한 식별자, 각 교차점을 중심으로 일정한 범위의 충돌 위험 영역 및 각 교차점을 중심으로 상기 충돌 위험 영역보다 넓은 범위의 충돌 주의 영역에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그 밖에 중앙 저장부(CMEM)는 각 자동 주행 장치에 관한 정보를 저장할 수 있다.
중앙 주행 제어부(CDC)는 글로벌 통신(GCM)을 통하여 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)의 주행을 제어할 수 있다. 중앙 주행 제어부(CDC)는 복수의 주행 명령들에 대하여 최적의 자동 주행 장치들을 할당하고 최적의 주행 경로를 판단하여 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)에게 주행 명령을 전송할 수 있다. 또한 중앙 주행 제어부(CDC)는 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)에 대하여 주행 경로 진입 제한, 정체시 주행 경로 재설정, 비상 상황시 긴급 제동 등의 제어를 할 수 있다.
중앙 교차점 제어부(CCPC)는, 전술한 바와 같이, 충돌 주의 영역(CARG)에 진입한 타겟 주행 장치들 중에서 가장 먼저 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입하는 타겟 주행 장치를 마스터 주행 장치로 결정하고 나머지 타겟 주행 장치들을 슬레이브 주행 장치들로 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템에 포함되는 자동 주행 장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)의 각각은, 장치 통신부(DIF), 장치 저장부(DMEM), 장치 주행 제어부(DDC) 및 장치 교차점 제어부(DCPC)를 포함하여 구현될 수 있다. 편의상 도 6을 참조하여 제1 자동 주행 장치(V1)의 구성을 중심으로 설명하지만, 다른 자동 주행 장치들(V2, V3)도 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
장치 통신부(DIF)는 중앙 콘트롤러(CCON)와의 글로벌 통신(GCM) 및 다른 자동 주행 장치들(V2, V3)과의 로컬 통신(LCM)을 수행할 수 있다. 로컬 통신(LCM)은 전술한 바와 같이 유선 통신, 무선 통신 또는 유선 통신과 무선 통신의 조합으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)은 무선 통신만을 수행할 수 있도록 구현될 수 있고, 이 경우, 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치들 사이의 로컬 통신(LCM)은 무선으로 수행될 수 있다.
장치 저장부(DMEM)는 중앙 콘트롤러(CCON)로부터 경로 정보(RI) 및 교차점 정보(CPI)를 수신하여 저장할 수 있다.
장치 교차점 제어부(DCPC)는 상응하는 자동 주행 장치가 마스터 주행 장치로 결정된 경우 로컬 통신(LCM)을 통하여 수신되는 슬레이브 주행 장치들의 상태 정보에 기초하여 교차점의 통과를 제어할 수 있다. 한편, 장치 교차점 제어부(DCPC)는 상응하는 자동 주행 장치가 슬레이브 주행 장치로 결정된 경우 로컬 통신(LCM)을 통한 상기 마스터 주행 장치의 제어에 기초하여 상기 교차점의 통과를 제어할 수 있다.
장치 주행 제어부(DDC)는 중앙 콘트롤러의 제어(CCON) 및 장치 교차점 제어부(DCPC)의 제어에 기초하여 복수의 주행 경로들을 따른 주행을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 장치 교차점 제어부(DCPC)는 상응하는 자동 주행 장치가 마스터 주행 장치로 결정된 경우 마스터 주행 장치의 결정 결과 및 제어 명령을 슬레이브 주행 장치들에게 전송하고 슬레이브 주행 장치들의 상태 정보를 수신하여 충돌 가능성을 확률 모델로서 계산할 수 있다. 충돌 가능성의 결정에 대해서는 도 8 및 9를 참조하여 후술한다.
장치 교차점 제어부(DCPC)는 전술한 바와 같이 상응하는 자동 주행 장치가 마스터 주행 장치로 결정된 경우 슬레이브 주행 장치들의 위치, 속도, 우선 순위 등을 반영하여 후순위 마스터 주행 장치를 결정하고, 교차점 진출시 상기 후순위 마스터 주행 장치에게 마스터 변경 메시지(MCMSG)를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 주행 시스템은 도 6에 도시된 바와 같은, 수동 콘트롤러(MCON)을 더 포함할 수 있다. 수동 콘트롤러(MCON)는 복수의 주행 장치들 중에서 중앙 콘트롤러에 의한 제어가 불가능한 장애가 발생한 자동 주행 장치를 제어할 수 있다. 상기 복수의 주행 장치들의 각각은 상기 장애가 발생한 경우 수동 콘트롤러(MCON)에 의한 제어에 기초하여 동작하는 수동 모드로 전환하도록 구현될 수 있다. 마스터 주행 장치가 장애 발생시 수동 콘트롤러(MCON)를 이용하여 장애가 발생된 주행 장치 제거로 교차점 통행을 복구할 수 있어 장애로 인한 손실을 최소화 할 수 있다.
한편 도면에 도시하지는 않았으나, 복수의 자동 주행 장치들(V1, V2, V3)의 각각은, 동일한 주행 경로 상에서 선행하는 자동 주행 장치와의 충돌 가능성을 모니터링하기 위한 센서, 주행 경로 상의 위치를 식별하기 위한 바코드 등의 태그를 센싱하기 위한 센서, 주행 및 이적재를 수행하는 구동부, 이들을 제어하기 위한 센서 제어부, 모션 제어부 등을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라서, 자동 주행 장치의 장치 교차점 제어부(DCPC)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 있다. 장치 교차점 제어부(DCPC)가 소프트웨어를 포함하는 경우, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 실시예들이 시스템, 방법, 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 제품 등의 형태로 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드는 다양한 컴퓨터 또는 다른 데이터 처리 장치의 프로세서로 제공될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터로 판독 가능한 신호 매체 또는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 명령어 실행 시스템, 장비 또는 장치 내에 또는 이들과 접속되어 프로그램을 저장하거나 포함할 수 있는 임의의 유형적인 매체일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 자동 주행 장치의 동작의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 자동 주행 장치가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입하면(S50), 마스터 주행 장치(MV)가 존재하는지 여부(S51)에 기초하여 상기 자동 주행 장치의 동작 모드가 결정된다.
자동 주행 장치가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입하는 시점에서 교차점에 상응하는 마스터 주행 장치(MV)가 존재하는 경우(S51: YES), 상기 자동 주행 장치는 중앙 콘트롤러(CCON)로부터 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)를 수신하고(S52), 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)에 응답하여 슬레이브 주행 장치로서의 동작(SOP)를 수행할 수 있다.
슬레이브 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 마스터 주행 장치에게 상태 정보 메시지(SIMSG)를 전송하고(S53) 상기 마스터 주행 장치로부터 교차 제어 메시지(CCMSG)를 수신할 수 있다(S54). 이러한 슬레이브 주행 장치 및 마스터 주행 장치 사이의 로컬 통신(LCM)은 슬레이브 주행 장치로 동작하는 후순위 마스터 주행 장치로서 마스터 변경 메시지(MCMSG)를 수신하기 전까지(S55: NO) 반복될 수 있다.
자동 주행 장치가 충돌 주의 영역(CARG)에 진입한 후 슬레이브 주행 장치로 결정되지 않은 상태에서 자동 주행 장치는 충돌 위험 영역(CRRG)에 진입할 수 있다(S56). 이 경우 상기 자동 주행 장치는 중앙 콘트롤러(CCON)에게 마스터 요청 메시지(MRMSG)를 전송할 수 있다. 상기 자동 주행 장치는 마스터 요청 메시지(MRMSG)에 대한 회신으로서 마스터 승인 메시지(MGMSG)를 수신하기 전까지(S58: NO) 대기하거나 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)를 수신할 수 있다. 상기 자동 주행 장치는 슬레이브 통지 메시지(SNMSG)에 응답하여 전술한 바와 같은 슬레이브 주행 장치로서의 동작(SOP)을 수행할 수 있다.
상기 자동 주행 장치는 마스터 요청 메시지(MRMSG)에 대한 회신으로서 마스터 승인 메시지(MGMSG)를 수신한 경우(S58: YES), 마스터 승인 메시지(MGMSG)에 응답하여 마스터 주행 장치로서의 동작(MOP)을 수행할 수 있다.
마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 슬레이브 주행 장치들로부터 상태 정보 메시지(SIMSG)를 수신하고(S59), 상태 정보 메시지(SIMSG)에 기초하여 통과 순위(PSO)를 결정하고, 통과 순위(PSO)를 포함하는 교차 제어 메시지(CCMSG)를 슬레이브 주행 장치들에게 전송할 수 있다(S61).
전술한 바와 같이, 마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 상기 슬레이브 주행 장치들보다 먼저 상기 교차점을 통과할 수 있고, 상기 슬레이브 주행 장치들의 각각은 자신이 새로운 마스터 주행 장치로 결정되기 전까지 상기 충돌 위험 영역 내의 정지 위치에서 대기할 수 있다.
마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치가 충돌 위험 영역(CRRG)으로부터 진출하는 경우(S61), 상기 자동주행 장치는 후순위 자동 주행 장치에게 마스터 변경 메시지(MCMSG)를 전송하여 마스터 주행 장치로서의 동작(MOP)을 종료할 수 있다.
도 7에서 언급한 메시지들(SNMSG, SIMSG, CCMSG, MRMSG, MGMSG, MCMSG) 및 이들에 기초한 동작은 도 3 내지 4c를 참조하여 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 자동 주행 장치의 교차점 통과 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 교차점을 통과하기 전에 통과 통지 메시지(PNMSG)를 상기 마스터 주행 장치와 다른 주행 경로 상에서 상기 교차점에 가장 근접한 위치에 있는 충돌 위험 슬레이브 주행 장치에게 전송할 수 있다.
상기 마스터 주행 장치는 상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치로부터 통과 접수 메시지(PAMSG)를 수신한 후에(S71: YES) 상기 교차점을 통과할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1 주행 경로(PTH1) 상의 마스터 주행 장치(101)는 제2 주행 경로(PTH2)에서 교차점(CP)에 가장 근접한 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(102)에게 통과 통지 메시지(PNMSG)를 전송할 수 있다. 마스터 주행 장치(101)는 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(102)로부터 통과 접수 메시지(PAMSG)를 수신한 후에 교차점(CP)을 통과하여 충돌 위험 영역(CRRG)으로부터 진출할 수 있다(S76).
상기 마스터 주행 장치는 상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치로부터 통과 접수 메시지(PAMSG)를 수신하지 못한 경우(S71: NO), 상기 충돌 위험 슬레이브 주행장치로부터 수신되는 전술한 바와 같은 상태 정보 메시지에 기초하여 상기 마스터 주행 장치와 상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치 사이의 충돌 가능성을 판단할 수 있다(S72). 상기 충돌 가능성의 판단은 도 9를 참조하여 후술한다.
상기 마스터 주행 장치는 상기 충돌 가능성이 없다고 판단한 경우(S73: NO), 상기 교차점을 통과하여 충돌 위험 영역(CRRG)으로부터 진출할 수 있다(S76).
상기 마스터 주행 장치는 상기 충돌 가능성이 있다고 판단한 경우(S73: YES), 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 상기교차점을 통과할 수 있다.
상기 마스터 주행 장치는 상기 충돌 가능성이 있다고 판단한 경우(S73: YES), 중앙 콘트롤러에게 통과 요청 메시지(PRMSG)를 전송할 수 있다(S72). 상기 마스터 주행 장치는 상기 중앙 콘트롤러로부터 통과 명령(PINS)을 수신하기 전까지(S75: NO) 교차점 통과를 중단하고 대기할 수 있다.
상기 마스터 주행 장치는 상기 중앙 콘트롤러로부터 통과 명령(PINS)을 수신한 후에(S75: YES) 상기 교차점을 통과하여 충돌 위험 영역(CRRG)으로부터 진출할 수 있다(S76).
도 9는 도 8의 교차점 통과 방법에 사용되는 충돌가능성 판단 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에는 마스터 주행 장치(MV)는 주행 방향(DIR)으로 제1 주행 경로(PTH1) 및 제3 주행 경로(PTH3)을 따라서 주행하고, 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)는 주행 방향(DIR)으로 제2 주행 경로(PTH2) 및 제3 주행 경로(PTH3)을 따라서 주행하는 예가 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 제1 주행 경로(PTH1) 상의 마스터 주행 장치(MV)는 교차점(CP)을 통과하기 전에 로컬 통신을 통하여 통과 통지 메시지(PNMSG)를 제2 주행 경로(PTH2) 상의 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)에게 전송하고, 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)로부터 통과 접수 메시지(PAMSG)를 수신한 후에 교차점(CP)을 통과할 수 있다.
마스터 주행 장치(MV)는 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)로부터 통과 접수 메시지(PAMSG)를 수신하지 못한 경우 마스터 주행 장치(MV) 및 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV) 사이의 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
먼저, 마스터 주행 장치(MV)는 자신의 위치 및 속도 등을 고려하여 충돌 영역(CREG)의 진입 위치에 해당하는 제1 위치(PM1)에 도달하는 제1 시점(t1) 및 충돌 영역(CREG)의 진출 위치에 해당하는 제2 위치(PM2)에 도달하는 제2 시간(t2)를 계산할 수 있다. 여기서 충돌 영역(CREG)은 도 2를 참조하여 설명한 정지 위치들(STP1, STP2)보다 교차점(CP)에 가까운 범위로 설정될 수 있다.
주행 경로들(PTH1, PTH2, PTH3)의 최대 주행 속도는 표준으로 미리 결정되고, 전술한 경로 정보(RI)로서 중앙 콘트롤러 및 주행 장치들에 의해 저장되고 이용될 수 있다. 또한, 주행 장치들의 최대 속도도 표준으로서 미리 결정되고, 중앙 콘트롤러 및 주행 장치들에 의해 저장되고 이용될 수 있다. 마스터 주행 장치(MV)는 이러한 정보들에 기초하여 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)의 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서의 예상위치들을 계산할 수 있다.
예를 들어, 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)의 계산된 위치가 제1 시점(t1)에서 제3 위치(PS1)이고 제2 시점(t2)에서 제4 위치(PS2)인 경우, 마스터 주행 장치(MV)가 충돌 영역(CREG)로부터 완전히 진출할 때까지 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)가 충돌 영역(CREG)에 진입하지 않는 경우에 해당하므로, 마스터 주행 장치(MV)는 교차점(CP)의 통과를 결정할 수 있다.
한편, 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)의 계산된 위치가 제1 시점(t1)에서 제5 위치(PS1')이고 제2 시점(t2)에서 제6 위치(PS2')인 경우, 마스터 주행 장치(MV)가 충돌 영역(CREG)로부터 완전히 진출하기 전에 충돌 위험 슬레이브 주행 장치(SV)가 충돌 영역(CREG)에 진입하는 경우에 해당하므로, 마스터 주행 장치(MV)는 충돌 확률이 있다고 결정한다. 상기 충돌 확률은 제6 위치(PS2')에 따라 결정될 수 있고, 마스터 주행 장치(MV)는 상기 충돌 확률이 기준 값보다 낮은 경우에만 충돌 가능성이 없다고 판단하고 교차점(CP)의 통과를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 마스터 주행 장치(MV)는 자동 주행 장치들의 속도 및 레일의 최대 주행 속도뿐만 아니라, 경로 상에서 인접한 자동 주행 장치의 감지에 따른 속도 변경, 주행 경로의 곡률 등을 반영한 주행 프로파일에 기초하여 상기 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템을 포함하는 반도체 제조 설비를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 반도체 제조 설비(2000)는 중앙 콘트롤러(CCON), 복수의 주행 레일들(RL1~RL6), 복수의 제조 장치들(201~207) 및 복수의 반송 장치들(101~107)을 포함하여 구현될 수 있다. 복수의 반송 장치들(101~107)은 전술한 자동 주행 장치들에 해당하고 복수의 주행 레일들(RL1~RL6)은 전술한 주행 경로들에 해당한다. 도 10에서 동일한 구성 요소들에 대한 일부 참조 부호들은 편의상 도시가 생략되어 있다.
복수의 제조 장치들(201~207)은 복수의 주행 레일들(RL1~RL6)을 따라 배치되어 반도체 웨이퍼들에 순차적으로 소정의 공정을 실시할 수 있다. 복수의 주행 레일들(RL1~RL6)은 복수의 제조 장치들(201~207)을 경유하도록 천장 도는 바닥에 고정될 수 있다. 복수의 반송 장치들(101~107)은 주행 방향(DIR)으로 주행 레일들(RL1~RL6)을 따라 주행하여 제조 장치들(201~207)들 사이에서 반도체 웨이퍼들를 자동 반송할 수 있다.
복수의 제조 장치들은(201~207) 일련의 관련된 제조 공정들의 시퀀스마다 베이(250)로 나누어 설치될 수 있다. 도 10에는 편의상 하나의 베이(250)만을 도시하였으나 반도체 제조 설비(2000)는 복수의 베이들을 포함할 수 있다.
중앙 콘트롤러(CCON)의 주행 명령에 기초하여 복수의 반송 장치들(101~107)의 각각은 복수개의 반도체 웨이퍼들이 수용된 웨이퍼 캐리어를 홀딩하고, 복수의 주행 레일들(RL1~RL6)을 따라 제조 장치들(201~207) 사이를 주행하여 목적지의 제조 장치 또는 저장소에 상기 웨이퍼 캐리어(20)를 적재하도록 구성되어 있다.
복수의 주행 레일들(RL1~RL6)은 단순한 직선부와 곡선부뿐만 아니라, 분기부, 합류부 등의 교차점들(CP1~CP10)을 형성하도록 배치되어 있다. 예를 들면, 복수의 주행 레일들(RL1~RL6)은 베이들(250) 사이를 연결하는 공정간 레일, 각 베이(250)에 설치된 제조 장치들 사이를 연결하는 공정내 레일, 공정간 레일과 공정내 레일을 연결하는 분기 레일, 주행 레일 상의 반송 장치(107)를 일시적으로 일시 대피시키는 대피 레일들(RL5, RL6) 등을 포함할 수 있다.
도 11은 도 10의 반도체 제조 시스템에 포함되는 반송 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10 및 11을 참조하면, 반송 장치(310)가 제조 장치들(201~207)의 물품 탑재용 스테이션(10)을 경유할 수 있도록 주행 레일(RL)이 천정(40)에 설치되어 주행 경로를 형성할 수 있다. 주행 레일(RL)은, 주행 레일용 브래킷(30)에 의해 천정부에 고정 상태로 설치될 수 있다.
반송 장치(310)는 웨이퍼 캐리어(20)를 매단 상태로 파지(把持)하는 파지부(314)를 포함하고 파지부(314)는 수직 방향으로 이동 가능하게 구현되어 있다. 파지부(314)는, 반송 장치(310)가 정지한 상태에 있어서, 와이어 또는 벨트(313)와 같은 권취 수단을 이용하여 물품 탑재용 스테이션(10)과의 사이에서 웨이터 캐리어(20)를 파지하거나 이탈시킬 수 있다.
물품 탑재 스테이션(10)은, 웨이퍼 캐리어(20)를 반송 장치(310)에 제공하거나 반송 장치(310)로부터 수취하도록 구현된다.
반송 장치(310)는 파지부(314)를 상승 위치에 위치시킨 상태에서 주행 레일(RL)을 따라 이동하고, 발송지 또는 목적지의 물품 탑재용 스테이션(10)에 대응하는 위치에 정지한 상태에서 상승 위치와 하강 위치와의 사이에서 파지부(314)를 승강 또는 하강시킴으로써, 스테이션(10)과의 사이에서 웨이퍼 캐리어(20)의 전달을 행하도록 구성되어 있다.
반송 장치(310)는, 주행 레일(RL) 상을 주행하는 주행 구동부(311)와, 주행 레일(RL)의 아래쪽에 위치하도록 주행 구동부(311)에 연결되어 지지되는 물품 지지부(312)를 구비하여 구성되어 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 반송 장치(310)는, 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, 반송 장치의 주행 및 교차점 통과를 제어 및 수행하기 위한 구성 요소들을 포함할 수 있다.
반송 장치(310)는 중앙 콘트롤러(CCON)와의 글로벌 통신을 통한 중앙 콘트롤러(CCON)의 제어에 기초하여 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 레일들을 따라 주행할 수 있다.
반송 장치(310)는 상기 교차점에 근접하는 경우 중앙 콘트롤러(CCON)의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작한다. 반송 장치(310)는 상기 마스터 주행 장치로 결정된 경우 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 반송 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 교차점 충돌 방지를 위한 별도의 하드웨어를 부가함이 없이자동 주행 장치들간의 로컬 통신을 통하여 교차점의 통과를 제어함으로써 주행 시스템 및 이를 포함하는 설비의 설치 비용 및 관리 비용을 감소할 수 있다. 본 발명의 실시예들의 경우에 장애가 발생한 자동 주행 장치를 교차점에서 제거함으로써 교차점을 즉시 다시 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 주행 시스템, 이에 포함되는 자동 주행 장치 및 교차점 충돌 방지 방법은, 자동 주행 장치들의 전반적인 주행을 중앙 콘트롤러가 제어하고 교차점 통과를 자동 주행 장치들이 제어하게 함으로써 중앙 콘트롤러의 제어 연산 부하를 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 임의의 주행 시스템 및 상기 주행 시스템에 포함되는 자동 주행 장치에 유용하게 이용될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들은 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 임베디드 멀티미디어 카드(eMMC, embedded multimedia card), 컴퓨터(computer), 노트북(laptop), 핸드폰(cellular phone), 스마트폰(smart phone), MP3 플레이어, 피디에이(Personal Digital Assistants; PDA), 피엠피(Portable Multimedia Player; PMP), 디지털 TV, 디지털 카메라, 포터블 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(navigation) 기기, 웨어러블(wearable) 기기, IoT(internet of things;) 기기, IoE(internet of everything:) 기기, e-북(e-book), VR(virtual reality) 기기, AR(augmented reality) 기기 등과 같은 전자 기기를 제조하기 위한 반도체 제조 설비에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 중앙 콘트롤러;
    적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들; 및
    상기 중앙 콘트롤러와의 글로벌 통신을 수행하고, 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 상기 복수의 주행 경로들을 따라 주행하고, 상기 교차점에 근접하는 경우 상기 중앙 콘트롤러의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작하고, 상기 마스터 주행 장치로 결정된 자동 주행 장치는 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어하는 복수의 자동 주행 장치들을 포함하는 주행 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는, 상기 교차점을 식별하기 위한 식별자, 상기 교차점을 중심으로 일정한 범위의 충돌 위험 영역 및 상기 교차점을 중심으로 상기 충돌 위험 영역보다 넓은 범위의 충돌 주의 영역에 관한 정보를 포함하는 교차점 정보를 저장하고,
    상기 복수의 자동 주행 장치들의 각각은, 상기 중앙 콘트롤러로부터 상기 교차점 정보를 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는,
    상기 충돌 주의 영역에 진입한 타겟 주행 장치들 중에서 가장 먼저 상기 충돌 위험 영역에 진입하는 타겟 주행 장치를 상기 마스터 주행 장치로 결정하고 나머지 타겟 주행 장치들을 상기 슬레이브 주행 장치들로 결정하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는,
    상기 슬레이브 주행 장치들을 나타내는 식별자들을 상기 마스터 주행 장치에게 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 슬레이브 주행 장치들의 각각은,
    각각의 자동 주행 장치를 식별하기 위한 식별자, 현재 위치 및 현재 속도를 포함하는 상태 정보 메시지를 상기마스터 주행 장치에게 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는,
    상기 슬레이브 주행 장치들로부터 수신되는 상기 상태 정보 메시지에 기초하여 상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치들에 대한 상기 교차점의 통과 순위를 결정하고 상기 통과 순위를 포함하는 교차 제어 메시지를 상기 슬레이브 주행 장치들에게 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 상태 정보 메시지는 각각의 자동 주행 장치의 주행의 긴급한 정도를 나타내는 우선 순위를 더 포함하고,
    상기 마스터 주행 장치는 상기 우선 순위에 기초하여 상기 통과 순위를 조절하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는, 상기 슬레이브 주행 장치들 중에서 후순위 마스터 주행 장치를 결정하고, 상기 마스터 주행 장치가 상기 충돌 위험 영역으로부터 진출하거나 장애 발생시 상기 후순위 마스터 주행 장치에게 마스터 변경 메시지를 전송하고,
    상기 후순위 마스터 주행 장치는, 상기 마스터 변경 메시지에 응답하여 새로운 마스터 주행 장치로서 동작하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는,
    상기 교차점을 통과하기 전에 통과 통지 메시지를 상기 마스터 주행 장치와 다른 주행 경로 상에서 상기 교차점에 가장 근접한 위치에 있는 충돌 위험 슬레이브 주행 장치에게 전송하고,
    상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치로부터 통과 접수 메시지를 수신한 후에 상기 교차점을 통과하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는,
    상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치로부터 상기 통과 접수 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치로부터 수신되는 상기 상태 정보 메시지에 기초하여 상기 마스터 주행 장치와 상기 충돌 위험 슬레이브 주행 장치 사이의 충돌 가능성을 판단하고, 상기 충돌 가능성이 없다고 판단한 경우 상기 교차점을 통과하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는,
    상기 충돌 가능성이 있다고 판단한 경우 상기 중앙 콘트롤러에게 통과 요청 메시지를 전송하고, 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 상기 교차점을 통과하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  12. 제3 항에 있어서,
    상기 마스터 주행 장치는 상기슬레이브 주행 장치들보다 먼저 상기교차점을 통과하고,
    상기 슬레이브 주행 장치들의 각각은 자신이 새로운 마스터 주행 장치로 결정되기 전까지 상기 충돌 위험 영역 내의 정지 위치에서 대기하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  13. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 주행 장치들의 각각은,
    상기 충돌 위험 영역에 진입하는 경우, 상기 중앙 콘트롤러에게 상기 마스터 주행 장치로서의 승인을 요청하는 마스터 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는,
    상기 마스터 요청 메시지를 수신할 때 상기 교차점에 대한 상기 마스터 주행 장치가 존재하지 않는 경우, 상기 마스터 승인 요청 메시지를 전송한 자동 주행 장치에게 상기 마스터 주행 장치로 결정되었음을 나타내는 마스터 승인 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는,
    상기 마스터 승인 요청 메시지를 수신할 때 상기 교차점에 대한 상기 마스터 주행 장치가 존재하는 경우, 상기 마스터 승인 요청 메시지를 전송한 자동 주행 장치에게 상기 마스터 주행 장치로 결정되지 않았음을 나타내는 마스터 불승인 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 주행 장치들 중에서 상기 중앙 콘트롤러에 의한 제어가 불가능한 장애가 발생한 자동 주행 장치를 제어하기 위한 수동 콘트롤러를 더 포함하고,
    상기 복수의 주행 장치들의 각각은 상기 장애가 발생한 경우 상기 수동 콘트롤러에 의한 제어에 기초하여 동작하는 수동 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙 콘트롤러는,
    상기 복수의 자동 주행 장치들과의 상기 글로벌 통신을 수행하는 중앙 통신부;
    상기 교차점을 식별하기 위한 식별자, 상기 교차점을 중심으로 일정한 범위의 충돌 위험 영역 및 상기 교차점을 중심으로 상기 충돌 위험 영역보다 넓은 범위의 충돌 주의 영역에 관한 정보를 포함하는 교차점 정보를 저장하는 중앙 저장부;
    상기 글로벌 통신을 통하여 상기 복수의 자동 주행 장치들의 주행을 제어하는 중앙 주행 제어부; 및
    상기 충돌 주의 영역에 진입한 타겟 주행 장치들 중에서 가장 먼저 상기 충돌 위험 영역에 진입하는 타겟 주행 장치를 상기 마스터 주행 장치로 결정하고 나머지 타겟 주행 장치들을 상기 슬레이브 주행 장치들로 결정하는 중앙 교차점 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 복수의 자동 주행 장치들의 각각은,
    상기 중앙 콘트롤러와의 상기 글로벌 통신 및 상기 다른 자동 주행 장치들과의 상기 로컬 통신을 수행하는 장치 통신부;
    상기 중앙 콘트롤러로부터 상기 교차점 정보를 수신하여 저장하는 장치 저장부;
    상기 마스터 주행 장치로 결정된 경우 상기 로컬 통신을 통하여 수신되는 상기 슬레이브 주행 장치들의 상태 정보에 기초하여 상기 교차점의 통과를 제어하고, 상기 슬레이브 주행 장치로 결정된 경우 상기 로컬 통신을 통한 상기 마스터 주행 장치의 제어에 기초하여 상기 교차점의 통과를 제어하는 장치 교차점 제어부;
    상기 중앙 콘트롤러의 제어 및 상기 장치 교차점 제어부의 제어에 기초하여 상기 복수의 주행 경로들을 따른 주행을 제어하는 주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행 시스템.
  19. 중앙 콘트롤러와의 글로벌 통신을 통한 상기 중앙 콘트롤러의 제어에 기초하여 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들을 따라 주행하고,
    상기 교차점에 근접하는 경우 상기 중앙 콘트롤러의 결정에 기초하여 마스터 주행 장치 및 슬레이브 주행 장치 중 하나로서 선택적으로 동작하고,
    상기 마스터 주행 장치로 결정된 경우 하나 이상의 슬레이브 주행 장치들로 결정된 다른 자동 주행 장치들과의 로컬 통신을 통하여 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어하는 자동 주행장치.
  20. 중앙 콘트롤러 및 복수의 주행 장치들 사이의 글로벌 통신을 수행하는 단계;
    상기 중앙 콘트롤러에 의해, 적어도 하나의 교차점을 형성하는 복수의 주행 경로들을 따른 복수의 자동 주행 장치들의 주행을 제어하는 단계;
    상기 중앙 콘트롤러에 의해, 상기 복수의 자동 주행 장치들 중에서 상기 교차점에 근접한 타겟 주행 장치들 중 하나의 타겟 주행 장치를 마스터 주행 장치로 결정하고 다른 타겟 주행 장치들을 슬레이브 주행 장치들로 결정하는 단계;
    상기 마스터 주행 장치 및 상기 슬레이브 주행 장치들 사이의 로컬 통신을 수행하는 단계; 및
    상기 마스터 주행 장치에 의해, 상기 슬레이브 주행 장치들의 상기 교차점의 통과를 제어하는 단계를 포함하는 교차점 충돌 방지 방법.
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