KR20210071785A - 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇 - Google Patents

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정우진
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Abstract

본 발명은 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이동 로봇은 본체를 이루는 프레임 모듈, 프레임 모듈의 바퀴에 동력을 공급하는 주행 지원부, 사용자의 단말 모듈 위치를 검출하는 위치 검출부, 및 단말 모듈의 위치에 따라 사용자 추종 모드로 설정해서 상기 주행 지원부를 제어하거나, 수동주행 감지부의 사용자 감지 여부에 따라 주행 동력 지원 모드로 전환해서 주행 지원부의 주행을 지원하는 메인 컨트롤러를 포함하는바, 쇼핑 카트로서의 운반 서비스 외에도 사용자 추종모드로 사용자의 이동 경로를 따라서 주행하거나, 사용자의 수동 주행 동력을 지원할 수 있다.

Description

쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇
본 발명은 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇에 관한 것이다.
공장 자동화의 일 부분을 담당하기 위해, 로봇은 산업용으로 개발되어 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되고 있는바, 의료용 로봇과 우주 항공용 로봇뿐만 아니라 일상 생활에서 사용될 수 있는 로봇도 개발되고 있다.
이에 따라, 최근 다양한 서비스를 제공할 수 있는 로봇에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이러한 일상 생활용 로봇은 사용자의 명령에 응답하여 특정 서비스(예를 들어, 쇼핑, 운반, 서빙, 대화, 청소 등)를 제공한다.
일 예로, 대한민국 공개특허공보 제2010-98056호는 자동 주행이 가능한 카트 로봇 주행 시스템에 대해 개시하고 있다. 이러한 종래의 카트 로봇은 손으로 밀거나 끌면 이동되는 것으로 내부에 상품을 수용하는 바스켓과, 바스켓의 내측 하단에 승강 가능하게 마련되며 상품이 놓여지는 플레이트 및 플레이트를 승강시킴으로써 상품을 바스켓의 내부에서 상승시키는 승강 유닛을 포함하는 구성이 일반적이다.
하지만, 종래 기술에 따른 카트 로봇으로 개시된 바와 같이, 기존의 일상 생활용 로봇들은 특정 서비스를 최상의 기능으로 제공하도록 설계되어 있는바, 한정된 기능만을 수행하는 로봇임에도 불구하고 해당 로봇을 개발하는데 투자되는 비용 대비 활용도가 높지 않다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 쇼핑 카트로서의 운반 서비스 외에도 사용자 추종모드로 사용자의 이동 경로를 따라서 주행하거나, 사용자의 수동 주행시 주행 동력을 지원할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 단말 모듈을 구비한 사용자가 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 내에 있는지 여부를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정해서 주행 동작을 지원할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 단말 모듈을 구비한 사용자의 위치 및 방향에 따라서 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정해서 주행 동작을 지원할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.
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.
전술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 이동 로봇의 메인 컨트롤러는 사용자의 단말 모듈 위치를 검출하고 검출된 단말 모듈의 위치에 따라 사용자 추종 모드로 설정해서 구동 휠 모터의 주행 지원부를 제어할 수 있다. 또한, 수동주행 감지부의 사용자 감지 여부에 따라 주행 동력 지원 모드로 전환해서 주행 지원부의 수동 주행을 지원할 수 있다.
또한, 이동 로봇의 메인 컨트롤러는 사용자 단말 모듈이 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 밖으로 벗어나면 사용자 추종 모드로 설정하고, 단말 모듈이 상기 중립 범위 내에 위치하면 대기 모드로 전환한다. 그리고 중립 범위 내에서 수동주행 감지부로 사용자 터치가 감지되면 주행 동력 지원 모드로 설정해서 주행 지원부의 수동 주행을 지원할 수 있다.
또한, 이동 로봇의 메인 컨트롤러는 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 단말 모듈이 미리 설정된 복수의 기준 범위 중 어느 한 범위에 포함되는지 여부를 확인해서, 단말 모듈이 전면 방향, 측면 방향, 후면 방향 중 어느 방향에 위치하는지 현재 위치 정보를 검출한다. 그리고, 단말 모듈이 상기 위치 검출부의 전면 방향에서 중립 범위 밖으로 이동되면 사용자 추종 모드로 전환해서 주행 지원부를 자동으로 제어한다.
이와 아울러, 이동 로봇의 메인 컨트롤러는 위치 검출부의 측면 방향에서 중립 범위 내로 단말 모듈이 검출되면 대기 모드로 설정 및 전환하고, 단말 모듈이 위치 검출부의 후면 방향에서 중립 범위 내부로 이동되면 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환하여 주행 지원부의 수동 주행을 지원한다.
본 발명에 따른 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇은 쇼핑 카트로서의 운반 서비스 외에도 사용자 추종모드로 사용자의 이동 경로를 따라서 주행하거나, 사용자의 수동 주행 동력을 지원할 수 있는바, 기존의 운반 서비스만을 제공하는 운송기기 대비 활용도를 높일 수 있다.
또한, 단말 모듈을 구비한 사용자가 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 내에 있는지 여부를 자동으로 실시간 감지하여, 그 감지 결과에 따라 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정할 수 있는바, 적용 분야 확대 및 서비스 품질 개선이 가능하다.
또한, 사용자의 위치 및 방향에 따라서 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정해서 주행 동작을 지원하므로, 사용자의 이용 편의성과 만족도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 쇼핑 카드로서의 기능 외에 바구니 외에 다른 적재함이나 수화물 포장 부재 등을 탈착해서 이용할 수 있도록 함으로써, 이동 로봇의 활용도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, UWB(Ultra Wde-Band) 기반의 ToF 센서, Lidar 센서 등 생산 단가가 낮은 센서들을 이용해서 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드로 선택 구동할 수 있도록 함으로써,이동 로봇의 생산 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동 로봇의 구성 요소들을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 1의 바스켓 모듈이 분리된 상태의 이동 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 위치 검출부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 주행 지원부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 메인 컨트롤러 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 위치 정보 확인부의 사용자 위치 정보 확인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 위치 정보 확인부의 사용자 간 거리 검출 및 확인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 주행 경로 설정부의 사용자 추종 지원 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇을 나타낸 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1에 도시된 이동 로봇의 구성 요소들을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. 또한, 도 3은 도 1의 바스켓 모듈이 분리된 상태의 이동 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이동 로봇은 본체를 이루는 프레임 모듈(20), 프레임 모듈의 바퀴에 동력을 공급하는 주행 지원부(300), 사용자 단말 모듈(102)의 위치를 검출하는 위치 검출부(100), 주행 모드를 설정 및 변환하여 주행을 지원하는 메인 컨트롤러(200), 및 주행 지원부(300) 등에 전력을 공급하는 배터리(400)를 포함한다.
프레임 모듈(20)의 상부 또는 전면에는 바스켓 모듈(10)이 결합될 수 있으며, 프레임 모듈(20)의 후면부에는 사용자가 주행 방향을 제어할 수 있도록 지원하는 핸드 프레임이 구성된다.
프레임 모듈(20)의 핸드 프레임에는 주행 지원부(300)의 구성 요소인 수동 주행 감지부가 더 구성될 수 있다. 또한, 핸드 프레임에는 위치 검출부(100)의 단말 모듈(102) 위치 검출 상태, 메인 컨트롤러(200)의 주행 모드 설정 및 변경 상태, 배터리(400) 충전량, 주행 지원부(300)의 구동 상태 등을 표시하는 인터페이스부(500)가 구성될 수 있다.
주행 지원부(300)는 프레임 모듈(20)에 구성된 적어도 하나의 구동휠 모터에 전력을 공급해서 구동 휠모터의 구동력을 제어한다. 주행 지원부(300)는 메인 컨트롤러(200)의 사용자 추종 모드 설정시에는 메인 컨트롤러(200)의 제어에 따라 적어도 하나의 구동휠 모터에 전력을 공급한다.
반면, 메인 컨트롤러(200)의 사용자 추종 주행 동력 지원 모드 설정시, 주행 지원부(300)는 수동 주행 감지부에 인가되는 사용자의 푸쉬력을 감지한다. 그리고 감지된 푸쉬력에 대응되도록 프레임 모듈(20)에 구성된 적어도 하나의 구동휠 모터에 전력을 공급한다.
위치 검출부(100)는 프레임 모듈(20)이나 주행 지원부(300) 등에 실장되어, 사용자 단말 모듈(102)의 위치와 단말 모듈(102)과의 거리, 및 방향 등을 검출한다. 구체적으로, 위치 검출부(100)는 단말 모듈(102)과의 거리 정보, 및 방향 정보 검출 결과에 따라 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보를 생성할 수 있다.
메인 컨트롤러(200)는 인터페이스 모듈(500)을 통해 사용자로부터 설정되는 사용자 추종 모드, 주행 동력 지원 모드, 또는 대기 모드 등의 설정 결과에 따라 주행 지원부(300)를 제어할 수 있다.
이때, 메인 컨트롤러(200)는 위치 검출부(100)에서 검출된 단말 모듈(102)과의 거리 정보, 및 방향 정보에 따라 사용자 추종 모드로 설정해서 주행 지원부(300)를 자동으로 제어하거나, 수동주행 감지부의 사용자 감지 여부에 따라 주행 동력 지원 모드로 전환해서 주행 지원부(300)의 수동 주행을 지원할 수 있다.
구체적으로, 메인 컨트롤러(200)는 위치 검출부(100)에서 검출된 단말 모듈(102)과의 거리 정보, 및 방향 정보에 따라 단말 모듈(102)이 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 밖에 위치하는지 또는 중립 범위 내에 위치하는지 여부를 판단한다. 그리고, 단말 모듈(102)이 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 밖에 위치하는 것으로 판단되면 사용자 추종 모드로 설정 및 변경해서 주행 지원부(300)를 자동으로 제어한다.
메인 컨트롤러(200)는 사용자 추종 모드로 설정되면, 위치 검출부(100)로부터 수신되고 있는 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보를 비교 분석한다. 그리고, 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보를 실시간으로 모니터해서 단말 모듈(102)의 위치 좌표 변동에 따라 단말 모듈(102)의 이동 경로 정보를 생성한다. 이어, 메인 컨트롤러(200)는 단말 모듈(102)의 이동 경로 정보와 위치 검출부(100)의 현재 위치 좌표 정보를 비교해서, 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정한다. 그리고 설정된 주행 좌표와 주행 경로를 따라 단말 모듈(102)과의 미리 설정된 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 주행 지원부(300)를 제어한다.
한편, 메인 컨트롤러(200)는 단말 모듈(102)이 중립 범위 내에 위치한 것으로 판단되면 대기 모드로 설정 및 전환하며, 중립 범위 내에서 수동주행 감지부에 사용자 터치가 감지되면 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환해서 주행 지원부(300)의 수동 주행을 지원할 수 있다. 주행 동력 지원 모드로 설정된 경우, 메인 컨트롤러(200)는 주행 지원부(300)가 수동주행 감지부에 인가되는 사용자의 푸쉬력을 감지해서 프레임 모듈(20)의 구동 휠 모터에 동력을 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(200)는 위치 검출부(100)에서 검출된 단말 모듈(102)과의 방향 정보에 따라서 사용자 추종 모드, 대기 모드, 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정 또는 전환할 수 있다. 다시 말해, 메인 컨트롤러(200)는 단말 모듈(102)이 위치 검출부(100)의 전면 방향에서 중립 범위 밖으로 이동되면 사용자 추종 모드로 전환해서 주행 지원부(300)를 자동으로 제어할 수 있다. 반면, 메인 컨트롤러(200)는 위치 검출부(100)의 측면 방향에서 단말 모듈(102)이 검출되면 대기 모드로 설정 및 전환될 수 있다. 그리고, 단말 모듈(102)이 위치 검출부(100)의 후면 방향에서 중립 범위 내부로 이동되면 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환하여 주행 지원부(300)의 수동 주행을 지원할 수 있다.
이때, 배터리(400)는 주행 지원부(300), 위치 검출부(100), 및 메인 컨트롤러(200)에 실시간으로 구동 전원을 공급한다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 위치 검출부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 위치 검출부(100)는 센싱모듈(110), 카메라 모듈(120), 사용자 위치 검출부(130), 및 카트 위치 검출부(140)를 포함한다.
구체적으로, 센싱모듈(110)은 단말 모듈(102)을 인식해서 단말 모듈(102)과의 거리 및 방향 정보를 검출한다. 이를 위해, 센싱모듈(110)은 적어도 하나의 UWB(Ultra Wde-Band) 기반 센서(예를 들어, ToF 센서, Lidar), 및 센싱 신호를 디지털 신호로 전환하고 거리 및 방향 데이터를 생성하는 마이크로 컨트롤러, 유/무선 통신 모듈 등을 포함해서 구성될 수 있다.
카메라 모듈(120)은 단말 모듈(102)을 촬영해서 단말 모듈(102)과의 방향 정보를 검출한다. 카메라 모듈(120)은 CCD 등의 이미지 센서를 이용해서 단말 모듈(102)을 촬영하고 촬영된 단말 모듈(102)과 카메라 모듈(120)의 위치 및 방향 비교 결과에 따라 단말 모듈(102)의 방향 정보를 검출한다.
사용자 위치 검출부(130)는 단말 모듈(102)의 거리 및 방향 정보를 수신해서 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보를 생성한다. 그리고, 카트 위치 검출부(140)에서 제공되는 위치 검출부(100)의 기준 좌표 정보와 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보를 비교해서, 위치 검출부(100)의 기준 좌표 대비 단말 모듈(102)의 위치 좌표 비교 정보를 생성한다. 여기서, 카트 위치 검출부(140)는 단말 모듈(102)과의 거리, 및 방향 검출 결과에 따라 자체의 위치를 검출해서 자체의 위치 좌표 정보 기준 좌표 정보로 생성할 수 있다.
도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 주행 지원부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 5를 참조하면, 주행 지원부(300)는 복수의 수동주행 감지부(310 내지 340), 제1 및 제2 구동 휠 모터(370,380), 및 제1 및 제2 모터 제어부(350,360)를 포함한다.
복수의 수동주행 감지부(310 내지 340)는 제1 내지 제4 감지부(310 내지 340)를 통해서 사용자의 터치 및 푸쉬력을 감지하고, 감지된 푸쉬력에 대응되는 전후방 감지 신호를 생성한다. 예를 들어, 우측 핸드 프레임에는 제1 및 제2 감지부(310,320)가 전면 방향과 후면 방향에 각각 배치되어 사용자 손잡이로 이용될 수 있다. 이때, 제1 감지부(310)는 사용자의 후면 방향 푸쉬력을 감지하고, 제2 감지부(320)는 사용자의 전면 방향 푸쉬력을 감지한다.
한편, 좌측 핸드 프레임에는 제3 및 제4 감지부(330,340)가 전면 방향과 후면 방향에 각각 배치되어 사용자 손잡이로 이용되며, 제3 감지부(330)는 사용자의 후면 방향 푸쉬력을 감지하고, 제4 감지부(340)는 사용자의 전면 방향 푸쉬력을 감지한다. 이러한 손잡이 형태의 구성으로, 제1 내지 제4 감지부(310 내지 340)는 사용자의 전면 및 후면 방향 터치와 푸쉬력을 감지하고, 감지된 각각의 푸쉬력에 대응되는 전후방 감지 신호를 생성한다.
제1 및 제2 구동 휠 모터(370,380)는 적어도 하나의 전동 모터와 동력 전달 축을 포함해서 구성됨으로써, 프레임 모듈(20)에 구성된 각각의 바퀴 축으로 구동력을 공급한다.
제1 및 제2 모터 제어부(350,360)는 메인 컨트롤러(200)에서 주행 동력 지원 모드로 설정되면, 제1 내지 제4 감지부(310 내지 340)로 부터 각각 감지되는 사용자의 전면 및 후면 방향 터치와 푸쉬력에 대응되도록 제1 및 제2 구동 휠 모터(370,380) 각각의 구동력을 제어할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 모터 제어부(350,360)는 메인 컨트롤러(200)에서 사용자 추종 모드 설정되면, 상기 메인 컨트롤러(200)로부터의 제어 신호에 응답해서 제1 및 제2 구동 휠 모터(370,380) 각각의 구동력을 제어할 수 있다.
도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 메인 컨트롤러 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 6에 도시된 메인 컨트롤러(200)는 위치 정보 확인부(210), 구동 모드 설정부(220), 주행 경로 설정부(230), 복수의 모터 제어신호 생성부(240,250) 중 적어도 하나의 구성 요소를 포함해서 구성될 수 있다. 이러한 구성 요소를 이용해서, 메인 컨트롤러(200)는 인터페이스 모듈(500)을 통해 사용자로부터 설정되는 사용자 추종 주행모드 또는 주행 동력 지원 모드에 따라 주행 지원부(300)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 메인 컨트롤러(200)의 위치 정보 확인부(210)는 실시간으로 위치 검출부(100)를 통해 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보를 수신한다. 그리고, 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보를 비교해서 단말 모듈(102)의 이동 경로 정보를 생성한다.
구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 사용자 추종 모드, 대기 모드, 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정하거나 전환한다. 그리고 각각의 모드 전환 신호를 주행 지원부(300)로 전송한다. 구동 모드 설정부(220)의 모드 설정 및 전환 기술 특징은 이후에 첨부된 도면들을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
주행 경로 설정부(230)는 구동 모드 설정부(220)에서 사용자 추종 모드로 설정 및 전환되면, 단말 모듈(102)의 이동 경로 정보와 위치 검출부(100)의 현재 위치 좌표 정보를 비교한다. 그리고 비교 결과에 따라 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정한다.
복수의 모터 제어신호 생성부(240,250), 즉, 제1 및 제2 모터 제어신호 생성부(240,250)로 구분될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 모터 제어신호 생성부(240,250) 각각은 주행 경로 설정부(230)에서 설정된 주행 좌표 및 주행 경로에 따라 단말 모듈(102)과의 미리 설정된 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 주행 지원부(300)의 제1 및 제2 모터 제어부(350,360)를 각각 제어한다.
도 7은 도 6에 도시된 위치 정보 확인부의 사용자 위치 정보 확인 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 6에 도시된 위치 정보 확인부의 사용자 간 거리 검출 및 확인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 메인 컨트롤러(200)의 구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 단말 모듈(102)이 미리 설정된 중립 범위(RTd) 밖에 위치하는지 또는 중립 범위(RTd) 내에 위치하는지 여부를 판단한다. 그리고 단말 모듈(102)이 미리 설정된 중립 범위(RTd) 밖에 위치하는 것으로 판단되면, 사용자 추종 모드로 설정 및 변경해서 주행 지원부(300)를 자동으로 제어한다.
또한, 메인 컨트롤러(200)의 구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)이 중립 범위(RTd) 내에 위치한 것으로 판단되면 대기 모드로 설정 및 전환한다. 이후, 중립 범위(RTd) 내에서 수동주행 감지부에 사용자 터치가 감지되면 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환해서 주행 지원부(300)의 수동 주행을 지원할 수 있다.
이와 아울러, 주행 동력 지원 모드로 설정된 경우, 메인 컨트롤러(200)는 주행 지원부(300)가 수동주행 감지부에 인가되는 사용자의 푸쉬력을 감지해서 프레임 모듈(20)의 구동 휠 모터에 동력을 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
한편, 메인 컨트롤러(200)의 구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 단말 모듈(102)이 미리 설정된 복수의 기준 범위(기준 1 내지 기준 3) 중 어느 한 범위에 포함되는지 여부를 확인한다. 그리고, 그 확인 결과에 따라 단말 모듈(102)이 전면 방향, 측면 방향, 후면 방향 중 어느 한 방향에 위치하는지 현지 위치 정보를 검출한다.
이에, 구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)이 위치 검출부(100)의 전면 방향에서 중립 범위 밖으로 이동되면, 사용자 추종 모드로 전환해서 주행 지원부(300)를 자동으로 제어할 수 있다.
반면, 구동 모드 설정부(220)는 위치 검출부(100)의 측면 방향에서 중립 범위 내로 단말 모듈(102)이 검출되면 대기 모드로 설정 및 전환할 수 있다. 그리고, 구동 모드 설정부(220)는 단말 모듈(102)이 위치 검출부(100)의 후면 방향에서 중립 범위 내부로 이동되면, 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환하여 주행 지원부(300)의 수동 주행을 지원할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 주행 경로 설정부의 사용자 추종 지원 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 위치 정보 확인부(210)는 실시간으로 위치 검출부(100)를 통해 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보(x2,y2)와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보(x1,y1,H)를 수신한다. 그리고, 단말 모듈(102)의 위치 좌표 정보와 위치 검출부(100) 자체의 좌표 정보를 비교해서 단말 모듈(102)의 전방위 측위(y')와 측위 각도(H,x') 및 이동 경로 정보를 생성한다.
이에, 주행 경로 설정부(230)는 구동 모드 설정부(220)에서 사용자 추종 모드로 설정 및 전환되면, 단말 모듈(102)의 이동 경로 정보(x2,y2,d)와 위치 검출부(100)의 현재 위치 좌표 정보(x1,y1,H)를 비교한다. 그리고 비교 결과에 따라 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정한다.
주행 결과 설정되면, 제1 및 제2 모터 제어신호 생성부(240,250) 각각은 주행 경로 설정부(230)에서 설정된 주행 좌표 및 주행 경로에 따라 단말 모듈(102)과의 미리 설정된 거리(d)를 유지하며 주행할 수 있도록 주행 지원부(300)의 제1 및 제2 모터 제어부(350,360)를 각각 제어한다.
이상 상술한 바에 따르면, 본 발명에 따른 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇은 쇼핑 카트로서의 운반 서비스 외에도 사용자 추종모드로 사용자의 이동 경로를 따라서 주행하거나, 사용자의 수동 주행 동력을 지원할 수 있는바, 기존의 운반 서비스만을 제공하는 운송기기 대비 활용도를 높일 수 있다.
또한, 단말 모듈(102)을 구비한 사용자가 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 내에 있는지 여부를 자동으로 실시간 감지하여, 그 감지 결과에 따라 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정할 수 있는바, 적용 분야 확대 및 서비스 품질 개선이 가능하다.
또한, 사용자의 위치 및 방향에 따라서 사용자 추종 모드, 대기 모드, 및 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정해서 주행 동작을 지원하므로, 사용자의 이용 편의성과 만족도를 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (14)

  1. 본체를 이루는 프레임 모듈;
    상기 프레임 모듈의 바퀴에 동력을 공급하는 주행 지원부;
    사용자의 단말 모듈 위치를 검출하는 위치 검출부;
    상기 단말 모듈의 위치에 따라 사용자 추종 모드로 설정해서 상기 주행 지원부를 제어하거나, 수동주행 감지부의 사용자 감지 여부에 따라 주행 동력 지원 모드로 전환해서 상기 주행 지원부의 주행을 지원하는 메인 컨트롤러를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 검출부는
    상기 단말 모듈을 인식해서 상기 단말 모듈과의 거리 및 방향 정보를 검출하는 센싱모듈;
    상기 단말 모듈을 촬영해서 상기 단말 모듈과의 방향 정보를 검출하는 카메라 모듈; 및
    상기 단말 모듈과 거리 및 방향 정보를 수신해서 상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보를 생성하고, 카트 위치 검출부의 기준 좌표 정보와 상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보를 비교해서 상기 위치 검출부의 기준 좌표 대비 상기 단말 모듈의 위치 좌표 비교 정보를 생성하는 사용자 위치 검출부를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 지원부는
    사용자의 터치 및 푸쉬력을 감지하는 복수의 수동주행 감지부;
    상기 프레임 모듈에 구성된 각각의 바퀴에 구동력을 공급하는 제1 및 제2 구동 휠 모터; 및
    복수의 수동주행 감지부로부터 각각 감지되는 푸쉬력에 대응되도록 상기 제1 및 제2 구동 휠 모터 각각의 구동력을 제어하거나, 상기 메인 컨트롤러로부터의 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 구동 휠 모터 각각의 구동력을 제어하는 제1 및 제2 모터 제어부를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수동주행 감지부는
    핸드 프레임의 일 측 및 측의 전후방에 각각 배치된 제1 내지 제4 감지부를 통해서 사용자의 전면 방향 및 후면 방향 터치와 푸쉬력을 감지하고, 상기 감지된 푸쉬력에 대응되는 전후방 감지 신호를 생성하며,
    상기 제1 및 제2 모터 제어부는
    상기 메인 컨트롤러에서 주행 동력 지원 모드로 설정되면, 상기 제1 내지 제4 감지부로 부터 각각 감지되는 사용자의 전면 및 후면 방향 터치와 푸쉬력에 대응되도록 상기 제1 및 제2 구동 휠 모터 각각의 구동력을 제어하고,
    상기 메인 컨트롤러에서 사용자 추종 모드 설정되면, 상기 메인 컨트롤러로부터의 제어 신호에 응답해서 상기 제1 및 제2 구동 휠 모터 각각의 구동력을 제어하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    실시간으로 상기 위치 검출부를 통해 상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보를 수신하고 비교해서 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보를 생성하는 위치 정보 확인부;
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 사용자 추종 모드, 대기 모드, 상기 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정 또는 전환하는 구동 모드 설정부;
    사용자 추종 모드로 설정 및 전환되면 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보와 상기 위치 검출부의 현재 위치 좌표 정보를 비교해서, 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정하는 주행 경로 설정부; 및
    상기 설정된 주행 좌표 및 주행 경로에 따라 상기 단말 모듈과의 미리 설정된 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 상기 주행 지원부의 제1 및 제2 모터 제어부를 각각 제어하는 복수의 모터 제어신호 생성부를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 모드 설정부는
    인터페이스 모듈을 통해 사용자로부터 설정되는 상기 사용자 추종 모드, 상기 주행 동력 지원 모드, 또는 상기 대기 모드 설정 결과에 따라 상기 주행 지원부가 상기 사용자 추종 모드로 구동되도록 자동으로 제어하거나, 수동주행 감지부의 사용자 감지 여부에 따라 주행 동력 지원 모드로 전환해서 상기 주행 지원부의 수동 주행을 지원하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  7. 본체를 이루는 프레임 모듈;
    상기 프레임 모듈의 바퀴에 동력을 공급하는 주행 지원부;
    사용자의 단말 모듈 위치를 검출하는 위치 검출부;
    상기 사용자 단말 모듈이 미리 설정된 중립 범위(neutral zone) 밖으로 벗어나면 사용자 추종 모드로 설정하고, 상기 단말 모듈이 상기 중립 범위 내에 위치하면 대기 모드로 전환하며, 상기 중립 범위 내에서 상기 수동주행 감지부로 상기 사용자 터치가 감지되면 주행 동력 지원 모드로 설정해서 상기 주행 지원부의 주행을 지원하는 메인 컨트롤러를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    실시간으로 상기 위치 검출부를 통해 상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보를 수신하고 비교해서 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보를 생성하는 위치 정보 확인부;
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 사용자 추종 모드, 대기 모드, 상기 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정 또는 전환하는 구동 모드 설정부;
    사용자 추종 모드로 설정 및 전환되면 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보와 상기 위치 검출부의 현재 위치 좌표 정보를 비교해서, 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정하는 주행 경로 설정부; 및
    상기 설정된 주행 좌표 및 주행 경로에 따라 상기 단말 모듈과의 미리 설정된 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 상기 주행 지원부의 제1 및 제2 모터 제어부를 각각 제어하는 복수의 모터 제어신호 생성부를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동 모드 설정부는
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 단말 모듈이 상기 중립 범위 밖에 위치하는지 또는 상기 중립 범위 내에 위치하는지 여부를 판단하고,
    상기 단말 모듈이 상기 중립 범위 밖에 위치하는 것으로 판단되면 상기 사용자 추종 모드로 설정 및 변경해서 상기 주행 지원부를 자동으로 제어하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동 모드 설정부는
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 단말 모듈이 상기 중립 범위 밖에 위치하는지 또는 상기 중립 범위 내에 위치하는지 여부를 판단하고,
    상기 단말 모듈이 상기 중립 범위 내에 위치한 것으로 판단되면 대기 모드로 설정 및 전환하며, 상기 중립 범위 내에서 수동주행 감지부에 사용자 터치가 감지되면 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환해서 상기 주행 지원부의 수동 주행을 지원하고,
    상기 주행 지원부의 수동 주행 지원시에는 상기 주행 지원부가 상기 수동주행 감지부에 인가되는 사용자의 푸쉬력을 감지해서 프레임 모듈의 구동 휠 모터에 동력을 공급할 수 있도록 지원하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  11. 본체를 이루는 프레임 모듈;
    상기 프레임 모듈의 바퀴에 동력을 공급하는 주행 지원부;
    사용자 단말 모듈의 위치를 검출하는 위치 검출부;
    상기 사용자 단말 모듈과 상기 위치 검출부의 위치 및 방향에 따라 사용자 추종 모드, 대기 모드, 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 설정 또는 전환해서 상기 주행 지원부의 주행을 지원하는 메인 컨트롤러를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    실시간으로 상기 위치 검출부를 통해 상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보를 수신하고 비교해서 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보를 생성하는 위치 정보 확인부;
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 사용자 추종 모드, 대기 모드, 상기 주행 동력 지원 모드 중 어느 하나의 모드로 자동 설정 또는 전환하는 구동 모드 설정부;
    사용자 추종 모드로 설정 및 전환되면 상기 단말 모듈의 이동 경로 정보와 상기 위치 검출부의 현재 위치 좌표 정보를 비교해서, 실시간으로 주행 좌표 및 주행 경로를 설정하는 주행 경로 설정부; 및
    상기 설정된 주행 좌표 및 주행 경로에 따라 상기 단말 모듈과의 미리 설정된 거리를 유지하며 주행할 수 있도록 상기 주행 지원부의 제1 및 제2 모터 제어부를 각각 제어하는 복수의 모터 제어신호 생성부를 포함하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동 모드 설정부는
    상기 단말 모듈의 위치 좌표 정보와 상기 위치 검출부 자체의 좌표 정보 비교 결과에 따라 상기 단말 모듈이 미리 설정된 복수의 기준 범위 중 어느 한 범위에 포함되는지 여부를 확인해서, 상기 단말 모듈이 전면 방향, 측면 방향, 후면 방향 중 어느 방향에 위치하는지 현재 위치 정보를 검출하고,
    상기 단말 모듈이 상기 위치 검출부의 전면 방향에서 중립 범위 밖으로 이동되면, 상기 사용자 추종 모드로 전환해서 상기 주행 지원부를 자동으로 제어하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 모드 설정부는
    상기 위치 검출부의 측면 방향에서 중립 범위 내로 상기 단말 모듈이 검출되면 대기 모드로 설정 및 전환하고,
    상기 단말 모듈이 상기 위치 검출부의 후면 방향에서 상기 중립 범위 내부로 이동되면 상기 주행 동력 지원 모드로 설정 및 전환하여 상기 주행 지원부의 수동 주행을 지원하는,
    쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇.
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