KR20210136422A - 로봇을 이용한 엘리베이터 통신 중계 방법 및 장치 - Google Patents

로봇을 이용한 엘리베이터 통신 중계 방법 및 장치 Download PDF

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KR20210136422A
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박수호
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주식회사 케이티
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Abstract

적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 엘리베이터 통신 중계 장치의 동작 방법으로서, 엘리베이터 제어반으로부터 신호를 분기하여 획득하고, 획득한 신호와 엘리베이터 카(Car)의 출입문 또는 버튼의 상태를 대응시켜 상기 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 파악하는 단계, 접속된 로봇으로부터 상기 로봇의 목적층 정보를 포함하는 이동 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 이동 요청 메시지를 상기 프로토콜에 따라 변환하고, 변환된 이동 요청 메시지를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고 상기 엘리베이터 제어반으로부터 획득한 신호를 통해 상기 엘리베이터 카가 목적층에 도달한 것으로 파악되면, 상기 로봇에 도착 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

로봇을 이용한 엘리베이터 통신 중계 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RELAYING ELEVATOR COMMUNICATION USING ROBOT}
본 발명은 로봇을 이용하여 엘리베이터 통신을 중계하는 기술에 관한 것이다.
로봇을 이용한 주행 기술은 많이 연구되고 있으며, 특히 로봇을 단일 층에서 이동시키기 위해 주변 환경을 센서로 감지하며 지도를 만들고 지도 내에서 자신의 위치를 추정하여 이동하는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 기술이 이용된다. SLAM 기술을 확장하여 로봇을 층간 이동시키기 위한 기술도 개발되고 있다. 예를 들어 엘리베이터에 로봇을 탑승시키고 승하차 버튼을 누르거나, 엘리베이터의 스케줄을 파악하고 스케줄에 따라 로봇이 이동하는 기술이 개발되고 있다.
기존의 기술은 별도의 엘리베이터 서버가 로봇에 IP 통신으로 신호를 전송하고, 로봇이 다시 엘리베이터 서버로 제어 명령을 전송하면 서버가 엘리베이터를 제어한다. 다른 기술로서, 엘리베이터 제어반에서 IP/CAN 변환을 이용하여 서버가 엘리베이터를 제어할 수 있다.
그러나 기존 기술들은, 다양한 엘리베이터 제조사에 따라 서로 다른 서비스 로직과 통신 프로토콜을 개발해야 하는 점, 엘리베이터 제조사가 프로토콜을 비공개하는 경우 이벤트, 정보, 명령을 파싱할 수 없는 점, 인터페이스 핀이 별도로 없는 제어반의 경우 IP 변환이 불가능하다는 점 등의 문제점이 있다.
따라서, 별도의 엘리베이터 제어 서버 필요 없이 제조사가 프로토콜을 공개하지 않는 경우에도, 로봇이 다양한 제조사의 엘리베이터를 직접 제어할 수 있도록 엘리베이터 통신을 중계하는 기술이 요구된다.
해결하고자 하는 과제는 로봇이 엘리베이터 통신 중계 장치를 이용하여 엘리베이터를 조작하고 층간 이동하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 해결하고자 하는 과제는 엘리베이터 프로토콜의 공개 여부와 무관하게 영상 처리 등을 이용하여 엘리베이터를 제어하기 위한 초기 프로토콜을 설정하는 방법을 제공하는 것이다.
한 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 엘리베이터 통신 중계 장치의 동작 방법으로서, 엘리베이터 제어반으로부터 신호를 분기하여 획득하고, 획득한 신호와 엘리베이터 카(Car)의 출입문 또는 버튼의 상태를 대응시켜 상기 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 파악하는 단계, 접속된 로봇으로부터 상기 로봇의 목적층 정보를 포함하는 이동 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 이동 요청 메시지를 상기 프로토콜에 따라 변환하고, 변환된 이동 요청 메시지를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고 상기 엘리베이터 제어반으로부터 획득한 신호를 통해 상기 엘리베이터 카가 목적층에 도달한 것으로 파악되면, 상기 로봇에 도착 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 파악하는 단계는, 상기 엘리베이터 카 내부의 버튼 조작부의 각 버튼이 눌리거나 상기 엘리베이터 카의 출입문의 여닫음을 인식하는 단계, 그리고 상기 엘리베이터 제어반의 신호의 변화를 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 인식하는 단계는, 상기 엘리베이터 통신 중계 장치에 포함된 카메라로 상기 엘리베이터 카 내부의 영상을 촬영하고, 상기 영상에 포함된 상기 버튼과 상기 출입문을 인식할 수 있다.
상기 감지하는 단계는, 상기 버튼이 눌리는 시점 또는 상기 출입문이 여닫히는 시점에서 상기 엘리베이터 제어반의 신호의 상승 에지(Rising Edge)와 하강 에지(Falling Edge)를 감지할 수 있다.
상기 수신하는 단계는, 상기 로봇으로부터 5G 망 또는 무선랜 망을 통해 상기 목적층 정보를 포함하는 복수개의 메시지들을 수신하는 단계, 상기 메시지들의 트랜잭션 ID를 확인하는 단계, 그리고 상기 메시지들의 트랜잭션 ID가 동일하면, 상기 메시지들 중 어느 하나의 메시지를 임의로 선택하여 해석하는 단계를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치로서, 메모리, 그리고 상기 메모리에 로드된 프로그램의 명령들(instructions)을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은 엘리베이터 제어반으로부터 신호를 분기하여 획득하고, 획득한 신호와 엘리베이터 카(Car)의 출입문 또는 버튼의 상태를 대응시켜 상기 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 파악하는 단계, 접속된 로봇으로부터 상기 로봇의 목적층 정보를 수신하는 단계, 상기 목적층 정보를 상기 프로토콜에 따라 변환하고, 변환된 신호를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고 상기 엘리베이터 제어반으로부터 획득한 신호를 통해 엘리베이터 카가 목적층에 도달한 것으로 파악되면, 상기 로봇에 이동 요청 메시지를 전송하는 단계를 실행하도록 기술된 명령들을 포함한다.
상기 프로토콜에 따라 상기 엘리베이터 카(Car)의 운행 상태를 질의하는 정보 요청 신호를 생성하는 단계, 상기 정보 요청 신호를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고 상기 정보 요청 신호에 대한 응답을 수신하면, 상기 응답에 포함된 상기 엘리베이터 카(Car)의 운행 상태를 상기 프로토콜에 따라 해석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 운행 상태는 상기 엘리베이터 카의 출입문의 상태, 상기 엘리베이터 카의 현재 위치 또는 상기 엘리베이터 카의 운행 방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 이동 요청 메시지를 전송하는 단계는, 상기 운행 상태를 포함한 메시지를 5G 망과 무선랜 망을 통해 상기 로봇으로 전송하고, 각 메시지의 트랜잭션 ID는 동일할 수 있다.
본 발명에 따르면 엘리베이터의 제조사 특성에 관계 없이, 구형 엘리베이터 또는 외부 인터페이스를 지원하지 않는 제어반을 갖는 엘리베이터의 경우에도, 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 분석하고, 이를 이용하여 엘리베이터를 제어할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치와 그 주변 환경의 구성도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치의 구성도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 예시도이다.
도 5는 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 예시도이다.
도 6은 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 7은 한 실시예에 따른 로봇과 엘리베이터 통신 중계 장치의 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
도 8은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
엘리베이터는 사람 또는 화물 등을 운송하는 엘리베이터 카(Car)와 엘리베이터 카의 기능 및 운행에 필요한 모든 것을 제어하는 엘리베이터 제어반을 포함한다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 엘리베이터를 EV, 엘리베이터 카를 EV 카, 엘리베이터 제어반을 EV 제어반이라 호칭한다.
엘리베이터 통신 중계 장치와 엘리베이터 제어반, 그리고 엘리베이터 통신 중계 장치와 로봇이 통신하는 방법은 패킷 단위의 메시지를 교환하는 방식으로 이루어질 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치와 제어 장치와 그 주변 환경의 구성도이다.
도 1을 참고하면, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500)의 상부에 설치되고 로봇(200)으로부터 수신한 요청에 따라 EV 카(500)를 제어하기 위한 메시지를 EV 제어반(300)으로 전송한다. EV 통신 중계 장치(100)는 EV 제어반(300)과 연결되어 EV 카(500)의 상태를 모니터링할 수 있고, EV 카(500)의 상태 또는 EV 카(500)에서 발생한 이벤트에 대한 정보를 로봇(200)으로 제공한다.
EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500)에 탑승하는 로봇(200)과 5G 또는 Wifi 등 다양한 방식으로 무선 통신할 수 있으며, EV 제어반(300)과 CAN 통신으로 EV 카(500)의 상태 정보를 주고받을 수 있다. 로봇(200)은 승강 통로의 상단에 위치한 Wifi AP(미도시) 또는 연결된 5G 망을 통해 EV 통신 중계 장치(100)와 통신할 수 있다.
EV 카(500)에 로봇(200)이 탑승하기 위해 로봇(200)은 EV 통신 중계 장치(100)로 층간 이동 요청 메시지를 전송하고, EV 통신 중계 장치(100)가 EV 제어반(300)으로 로봇(200)의 요청을 전송하면, EV 제어반(300)은 로봇(200)이 위치한 층계로 EV 카(500)를 이동시키고, 해당 층계에서 문을 연다.
문이 열리면 로봇(200)이 탑승하고, EV 제어반(300)은 층간 이동 요청 메시지에 포함된 목적지 층계로 EV 카(500)를 이동시킨다. 이때 EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500)의 위치가 현재 몇 층인지, 현재 EV 카(500)의 문이 열린 상태인지 등에 대해 로봇(200)으로부터 정보 요청을 받으면, EV 제어반(300)으로부터 획득한 EV 카(500)의 상태를 로봇(200)에 무선 통신으로 제공한다.
이후 목적지 층계에 도달하여 EV 카(500)의 문이 열리면, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 제어반(300)으로부터 수신한 이벤트 정보를 로봇(200)에 전송한다. 로봇(200)으로부터 문열림 요청 메시지를 받으면 EV 제어반(300)으로 전송할 수 있다.
한편 EV 통신 중계 장치(100)와 EV 제어반(300)이 통신하기 위해, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 제어반(300)이 사용하는 프로토콜을 미리 알고 있어야 한다. 그러나 수많은 EV 제조사의 프로토콜을 모두 알 수 없을 뿐만 아니라, EV 제조사가 프로토콜을 비공개하는 경우도 있다. 따라서 EV 통신 중계 장치(100)는 먼저 EV 카(500) 내부에서 발생하는 버튼 눌림 또는 문열림 등의 다양한 이벤트에 따른 메시지를 분석하고, 버튼 또는 이벤트와 대응되는 메시지를 테이블로 생성하여 관리할 필요가 있다. 프로토콜을 파악하고, 테이블로 관리하는 방법은 도 3 내지 도 5를 통해 설명한다.
로봇(200)은 바퀴 등의 이동 수단을 포함하는 컴퓨팅 장치로서, EV 카(500)에 승하차하거나 층간 이동을 가능하게 하는 다양한 제어 수단과 통신 수단을 포함할 수 있다.
로봇(200)은 EV 카(500)의 외부 또는 내부에 위치하며, 엘리베이터를 이용하기 위한 층간 이동 요청 메시지 또는 문열림 요청 메시지를 5G 통신 또는 Wifi 등으로 EV 통신 중계 장치(100)에 전송한다. 또한, EV 카(500)의 현재 상태 및 EV 카(500)에서 발생한 이벤트 정보를 수신할 수 있다.
EV 제어반(300)은 EV 카(500)의 운행과 관련된 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 전류 및 전압을 제어하여 EV 카(500)의 주행 속도를 제어하고, 승객 또는 로봇(200)의 호출에 대해 응답하기 위해 메시지를 생성하고, 각종 안전 장치들이 보내는 신호를 받아 안전의 이상 유무를 판단하고 운행 및 조명에 필요한 전원을 공급하는 등의 역할을 한다.
EV 제어반(300)은 EV 카(500) 및 버튼 조작부(400)와 물리적으로 연결되며, CAN(Controller Area Network) 통신으로 각 장치의 정보를 획득하고 제어한다. EV 제어반(300)은 EV 통신 중계 장치(100)와 물리적으로 연결되어, 메시지를 송수신하고, 메시지의 내용에 따라 EV 카(500) 및 버튼 조작부(400)의 상태를 제공하거나 제어한다.
버튼 조작부(400)는 EV 카(500) 내부 또는 외부에 설치된 버튼들을 의미한다. 사람에 의해 버튼이 눌리거나, 로봇(200)으로부터 요청받은 신호에 따라 EV 통신 중계 장치(100)가 EV 제어반(300)으로 신호를 보내면 버튼이 눌릴 수 있다. 버튼이 눌리는 것은 버튼의 LED가 발광하는 것으로 나타날 수 있다.
버튼 조작부(400)는 EV 제어반(300)과 물리적으로 연결되어 있으며, EV 제어반(300)은 CAN 통신으로 버튼을 누르거나 누름을 취소하거나, 어떤 버튼이 눌려있는지 파악할 수 있다.
도 2는 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치의 구성도이다.
도 2를 참고하면, EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)으로부터 메시지를 수신하고 전송하는 로봇 통신부(110), EV 제어반(300)의 신호를 캡쳐하여, EV 제어반(300)과 EV 카(500) 사이의 프로토콜을 파악하는 초기 프로토콜 세팅부(120), 로봇(200)의 요청을 기반으로 프로토콜에 따라 메시지를 생성하는 제어부(130), EV 카(500)의 상태를 모니터링하는 EV 상태 관리부(140)를 포함한다.
설명을 위해, 로봇 통신부(110), 초기 프로토콜 세팅부(120), 제어부(130), EV 상태 관리부(140)로 명명하여 부르나, 이들은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 컴퓨팅 장치이다. 여기서, 로봇 통신부(110), 초기 프로토콜 세팅부(120), 제어부(130), EV 상태 관리부(140)는 하나의 컴퓨팅 장치에 구현되거나, 별도의 컴퓨팅 장치에 분산 구현될 수 있다. 별도의 컴퓨팅 장치에 분산 구현된 경우, 로봇 통신부(110), 초기 프로토콜 세팅부(120), 제어부(130), EV 상태 관리부(140)는 통신 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 본 발명을 수행하도록 작성된 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있는 장치이면 충분하고, 예를 들면, 서버, 랩탑 컴퓨터 등일 수 있다.
로봇 통신부(110)는 로봇(200)으로부터 층간 이동 요청을 수신한다. 로봇(200)이 복수개인 경우, 로봇(200)에 식별번호를 부여하여 각 요청을 개별적으로 관리할 수 있다. 로봇 통신부(110)는 웹소켓(WebSochet) 등의 프로토콜을 이용하여 로봇(200)과 통신할 수 있다.
로봇 통신부(110)는 다중 인터페이스를 이용하여 로봇(200)과 통신할 수 있으며, 예를 들어 로봇(200)에 설치된 5G 통신 장치에 대해서 디폴트 경로(Default Route)를 구성하고 Wifi 통신 장치에 대해서는 정적(Static) IP 주소를 사용할 수 있다.
또한 로봇 통신부(110)는 로봇(200)에 명령 메시지와 이벤트 메시지를 이중(Duplicated)으로 전송하거나 받을 수 있다. 예를 들어 동일한 내용의 메시지를 5G 통신으로 보내고 Wifi 통신으로도 보낼 수 있다. 이 경우, 로봇(200) 또는 EV 통신 중계 장치(100)는 이중으로 수신한 메시지가 동일한 내용인지 판별하기 위해 각 메시지마다 부여된 트랜잭션 ID(Transaction ID)를 확인할 수 있다. 트랜잭션 ID는 메시지를 구분하기 위한 고유의 식별자를 의미한다.
로봇(200) 또는 EV 통신 중계 장치(100)는 지정된 시간 내에 동일한 트랜잭션 ID를 갖는 메시지를 복수개 수신하면 그 중 하나만을 처리하고, 이를 제외한 나머지 메시지들은 무시할 수 있다. 지정된 시간은 사용자 또는 관리자에 의해 설정될 수 있다.
초기 프로토콜 세팅부(120)는 EV 카(500)와 EV 제어반(300) 간의 통신 패킷을 캡쳐(Capture)하여 각 엘리베이터 제조사마다 사용하는 다양한 프로토콜을 파악할 수 있다. 예를 들어 표준 CAN 프로토콜로 통신이 이루어지는 경우, 패킷에 포함된 식별자가 각 엘리베이터 제조사마다 다를 수 있다. 따라서 엘리베이터 제조사별로 프로토콜을 세팅해야 한다.
초기 프로토콜 세팅부(120)는 EV 카(500) 내부의 버튼 조작부(400)가 사용자 또는 관리자에 의해 하나씩 눌리면, 눌린 신호와 이때 EV 제어반(300)에서 발생한 CAN 패킷을 분석하여 해당 엘리베이터의 프로토콜 테이블을 작성할 수 있다. EV 통신 중계 장치(100)에 포함된 카메라(650)가 버튼의 LED에 불이 켜지는 것과 꺼지는 것을 인식할 수 있다.
제어부(130)는 로봇(200)으로부터 수신한 메시지의 내용을 기반으로, 엘리베이터의 프로토콜에 맞는 명령 메시지, 이벤트 메시지, 정보 제공 메시지를 생성하여 EV 제어반(300)에 전송한다. 구체적으로, 로봇(200)으로부터 수신한 메시지의 CMD 타입을 확인하고, CMD 타입에 따라 해당 메시지가 어떤 내용인지 확인하고 메시지를 생성할 수 있다.
명령(Command) 메시지란, 로봇(200)으로부터 EV 카(500)의 운행을 조작하도록 요청받고, 요청된 내용을 포함하여 생성된 메시지를 의미한다. 예를 들어 원하는 층계로 이동하도록 하는 명령, EV 카(500)의 문을 열거나 닫도록 하는 명령 메시지 등을 포함한다.
이벤트(Event) 메시지란, EV 카(500)의 상태를 감시하다가 상태가 변화하면 직전의 상태와 비교하여 변화된 상태를 전달하는 메시지를 의미한다. 예를 들어, EV 카(500)가 특정 층계에 도착했다는 이벤트, EV 카(500)의 문이 열리는 이벤트 등을 포함한다. 한편 이벤트 메시지는 로봇(200) 등의 클라이언트에 비동기적으로 전송될 수 있다.
정보(Information) 제공 메시지는 로봇(200)이 EV 카(500)의 현재 상태를 질의하면, 이에 대해 EV 카(500)의 현재 상태를 알려주는 응답 메시지를 의미한다.
제어부(130)는 생성된 메시지로 CAN 프레임을 구성한다. 예를 들어 MSG EN-coder를 사용할 수 있다. 이후 해당 패킷이 정상이면 0, 정상이 아니면 -1을 리턴할 수 있다.
EV 상태 관리부(140)는 EV 제어반(300)으로부터 EV 카(500)와 관련된 메시지를 수신하여 EV 카(500)의 상태를 실시간으로 파악한다. 구체적으로 EV 제어반(300)으로부터 수신하는 메시지는 현재 EV 카(500)가 위치한 층계, 현재 EV 카(500)가 올라가는 중인지 내려가는 중인지 또는 정지한 상태인지, 현재 EV 카(500) 내부의 버튼 조작부(400)의 각 버튼의 눌림 상태, 현재 문이 열린 상태인지 등을 포함할 수 있다.
EV 상태 관리부(140)는 EV 제어반(300)으로부터 수신한 CAN 메시지를 파싱하고, 파싱된 내용을 기반으로 EV 카(500)의 상태를 업데이트 할 수 있다.
EV 상태 관리부(140)가 EV 카(500)의 현재 상태와 과거 상태 값을 관리하고 있으므로, 제어부(130)는 EV 카(500)의 상태가 변하는 경우 이벤트 메시지를 생성하여 로봇(200)에 전송할 수 있다.
도 3은 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 흐름도이고, 도 4는 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 예시도이고, 도 5는 한 실시예에 따른 엘리베이터의 프로토콜을 분석하는 방법의 예시도이다.
도 3을 참고하면 EV 통신 중계 장치(100)는 카메라(650)를 통해 버튼 조작부(400)의 각 버튼이 눌리는 것을 인식하거나 또는 엘리베이터 문이 열리고 닫히는 것을 인식한다(S110). 구체적으로 도 4와 같이, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500) 내부를 촬영할 수 있는 카메라(650)를 포함한다. 카메라(650)는 EV 카(500)의 문이 열리거나 닫히는 것을 감지하고, EV 카(500) 내부의 버튼 조작부(400)를 촬영하여 버튼 조작부(400)의 각 버튼의 LED에 불이 켜지고 꺼지는 것을 감지할 수 있다. 따라서 EV 통신 중계 장치(100)는 버튼의 LED의 상태가 HIGH인지 또는 LOW인지 판단할 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)는 버튼의 상태가 변함에 따라 EV 카(500)로부터 EV 제어반(300)으로 전달되는 CAN 신호가 변하는 것을 감지한다(S120). 도 5를 참고하면, EV 통신 중계 장치(100)의 카메라(650)가 t3에서 1층 버튼이 눌린 것을 감지하고, 그 시점의 CAN 메시지 ID를 파싱(Parsing)할 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)와 EV 제어반(300)이 물리적으로 연결되어 있으므로, CAN-USB 장치를 이용하여 CAN 신호를 획득할 수 있다.
따라서 EV 통신 중계 장치(100)는 신호의 Rising Edge 또는 Falling Edge에 대응되는 CAN 신호 변화를 파악할 수 있다. CAN 패킷을 캡처하는 방법은 어느 하나에 제한되지 않는다.
EV 통신 중계 장치(100)의 초기 프로토콜 셋팅부는 각 신호의 변화 즉 메시지 ID를 기반으로 CAN 프로토콜 테이블을 작성하여 관리한다(S130). 테이블을 작성하기 위해서는 버튼 조작부(400)에 있는 모든 버튼이 눌려야 하며 버튼 조작은 사용자 또는 관리자에 의해 이루어질 수 있다. 한 예로서, CAN 프로토콜 테이블은 표 1과 같은 형태일 수 있고, CAN 프로토콜 테이블은 엘리베이터 제조사에 따라 달라질 수 있다.
버튼 또는 이벤트 CAN 신호
문열림 버튼 0x7ab
문닫힘 버튼 0x8ab
1층 버튼 0x122
2층 버튼 0x123
... ...
문열림 이벤트 0x12ab
작성된 프로토콜 테이블은, EV 통신 중계 장치(100)가 EV 제어반(300)에서 생성된 메시지를 해석할 때 사용될 수 있다.
이하에서는, 1층에 위치한 EV 카(500)에 1층에 위치한 로봇(200)이 탑승하고, 3층으로 층간 이동을 하는 과정에 대해 설명한다.
도 6은 한 실시예에 따른 엘리베이터 통신 중계 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 층간 이동하려는 로봇(200)이 EV 통신 중계 장치(100)에 접속한다(S201). 예를 들어 로봇(200)은 푸시(Push) 기능을 사용할 수 있는 통신 프로토콜로서 웹소켓을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
로봇(200)은 EV 통신 중계 장치(100)에 이동하려는 층이 포함된 층간 이동 요청 메시지를 전송한다(S202). 한 예로서 로봇(200)이 EV 카(500) 밖에 있는 경우, 현재 로봇(200)이 1층에 위치하며, 3층으로 이동을 요청한다는 메시지를 EV 통신 중계 장치(100)에 5G 통신으로 전송할 수 있다. 로봇(200)이 EV 카(500)에 이미 탑승한 경우는 Wifi 통신으로 전송할 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)는 해당 메시지를 수신하면 명령 메시지로 분기하고, 프로토콜 테이블을 참조하여 해당 엘리베이터 제조사의 프로토콜에 맞는 명령 메시지를 생성한다(S203). 프로토콜 테이블은 도 3을 통해 설명한 테이블을 의미한다.
로봇(200)이 3층으로 이동하고자 하므로, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500) 내부의 버튼 조작부(400)의 3층 버튼이 눌린 것과 같은 CAN 신호를 생성할 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)는 생성된 명령 메시지를 CAN 인터페이스를 통해 EV 제어반(300)으로 전송한다(S204).
EV 제어반(300)은 1층에 위치한 EV 카(500)의 문이 열리도록 제어한다(S205).
로봇(200)은 문이 열린 EV 카(500)에 탑승한다(S206). 한편 이 과정에서, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 카(500)의 문이 열려있는 상태인지 EV 제어반(300)과의 CAN 통신을 통해 확인할 수 있고, 로봇(200)이 탑승을 완료할 때까지 문이 열릴 수 있도록 문열림 요청 메시지를 생성하여 EV 제어반(300)으로 제공할 수 있다.
EV 제어반(300)은 현재 1층에 위치한 EV 카(500)를 3층으로 이동하도록 제어한다(S207).
EV 통신 중계 장치(100)와 EV 제어반(300)은 EV 카(500)의 상태를 실시간으로 동기화하며, S102 단계에서 로봇(200)이 요청한 층간 이동 요청 메시지에 포함된 층계에 도달함을 인식한다(S208, S209). 구체적으로, EV 통신 중계 장치(100)는 EV 제어반(300)으로 정보 요청 메시지를, EV 제어반(300)은 EV 통신 중계 장치(100)로 정보 제공 메시지를 전송할 수 있다. 주고받는 메시지들은 CAN 프로토콜 테이블에 기초하여 해석되거나 작성될 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)에 목적지인 3층에 도달했음을 알린다(S210).
EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)이 해당 층계에 내릴 수 있도록 문열림 명령 메시지를 생성하여 EV 제어반(300)에 전송할 수 있다(S211, S212). 이 단계는 EV 통신 중계 장치(100) 자체적으로 진행할 수 있고, 또는 로봇(200)으로부터 문열림 요청 메시지를 수신하고 그 결과로 진행할 수 있다.
EV 제어반(300)은 EV 카(500)의 문이 열리도록 제어하고, 로봇(200)은 EV 카(500)에서 하차한다(S213, S214). 이때 로봇(200)이 하차하기 전, 미리 설정된 시간이 지나면 EV 카(500)의 문이 닫힐 수 있으므로, EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)의 하차가 완료될 때까지 EV 카(500)의 문을 열도록 제어하는 메시지를 일정 시간 간격으로 EV 제어반(300)에 전달할 수 있다.
한편, 로봇(200)은 EV 카(500)의 현재 상태를 질의하는 정보 요청 메시지를 EV 통신 중계 장치(100)로 전송할 수 있다. 정보 요청 메시지는 현재 EV 카(500)가 위치한 층계, EV 카(500)의 문이 열린 상태인지 닫힌 상태인지 등을 포함할 수 있다.
정보 요청 메시지를 수신한 EV 통신 중계 장치(100)는 메시지를 수신한 시점의 EV 카(500)의 상태에 대한 정보 제공 메시지를 생성하여 로봇(200)에 전송할 수 있다. 예를 들어 정보 제공 메시지는 현재 EV 카(500)가 2층에 있고, 문이 닫힌 상태이며 위로 올라가고 있는 상태라는 내용을 포함할 수 있다.
또한, EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)으로부터 정보 요청 메시지를 수신하지 않아도, EV 카(500)에서 문열림 등의 이벤트가 발생하면, 비동기식으로 이벤트 발생 메시지를 로봇(200)에 전송할 수 있다.
도 7은 한 실시예에 따른 로봇과 엘리베이터 통신 중계 장치의 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 로봇(200)이 EV 카(500)를 제어하기 위한 메시지를 생성한다(S310). 메시지는 명령 메시지, 정보 요청 메시지일 수 있다. 예를 들어 메시지의 트랜잭션 ID가 0x01이라고 가정한다.
로봇(200)은 Wifi에 연결되어 있는지 확인하고, 연결된 경우 Wifi로 EV 통신 중계 장치(100)에 메시지를 전송한다(S320, S330).
이때 EV 카(500) 내의 통신 신호가 약하여, 로봇(200)과 EV 통신 중계 장치(100)가 주고받는 메시지가 유실될 수 있다. 이를 대비하여 로봇(200)과 EV 통신 중계 장치(100)는 메시지를 이중으로 전송할 수 있다. 즉 로봇(200)은 Wifi뿐만 아니라 5G 통신으로도 메시지를 전송한다(S340).
Wifi에 연결되지 않은 경우, 로봇(200)은 5G 통신으로만 EV 통신 중계 장치(100)에 메시지를 전송한다(S340). 이때 로봇(200)은 통신 모드를 5G 전용 모드로 설정할 수 있다.
EV 통신 중계 장치(100)는 로봇(200)으로부터 일정 시간 내에 수신한 메시지의 트랜잭션 ID를 보고, 동일한지 확인한다(S350). 일정 시간은 EV 통신 중계 장치(100)의 사용자 또는 관리자에 의해 설정된 시간일 수 있다.
트랜잭션 ID가 동일한 메시지를 복수개 수신하면, EV 통신 중계 장치(100)는 그 중 하나의 메시지만을 처리한다(S360).
수신한 메시지의 트랜잭션 ID가 동일하지 않으면, EV 통신 중계 장치(100)는 각 메시지를 별도로 처리한다(S370).
한편, 도 7에서는 로봇(200)이 EV 통신 중계 장치(100)로 이중으로 메시지를 전송하고 EV 통신 중계 장치(100)가 메시지의 트랜잭션 ID를 확인하였으나 이와 반대로, EV 통신 중계 장치(100)가 로봇(200)에 이중으로 메시지를 전송하고, 로봇(200)이 메시지를 확인할 수 있다. 이는 도 7과 유사한 방법이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 8을 참고하면, 컴퓨팅 장치(600)의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(610), 메모리(620), 스토리지(630), 통신 인터페이스(640), 카메라(650)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 추가로 액세스 포인트(Access Point) 또는 5GHz 대역의 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 엘리베이터 통신 중계 장치(100)는 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.
프로세서(610)는 컴퓨팅 장치(600)의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서(610)일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다.
메모리(620)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(610)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드한다. 메모리(620)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다.
스토리지(630)는 본 발명의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 프로그램 등을 저장한다. 예를 들어 EV 통신 중계 장치(100)가 초기에 세팅한 프로토콜 테이블을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(640)는 유/무선 통신 모듈일 수 있다. 예를 들어 CAN 커넥터와 Wifi 모듈, 시리얼 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다.
카메라(650)는 영상을 촬영하고 이미지 변화를 센싱할 수 있는 RGB 카메라일 수 있다.
본 발명에 따르면 엘리베이터의 제조사 특성에 관계 없이, 구형 엘리베이터 또는 외부 인터페이스를 지원하지 않는 제어반을 갖는 엘리베이터의 경우에도, 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 분석하고, 이를 이용하여 엘리베이터를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 엘리베이터 통신 중계 장치의 동작 방법으로서,
    엘리베이터 제어반으로부터 신호를 분기하여 획득하고, 획득한 신호와 엘리베이터 카(Car)의 출입문 또는 버튼의 상태를 대응시켜 상기 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 파악하는 단계,
    접속된 로봇으로부터 상기 로봇의 목적층 정보를 포함하는 이동 요청 메시지를 수신하는 단계,
    상기 이동 요청 메시지를 상기 프로토콜에 따라 변환하고, 변환된 이동 요청 메시지를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고
    상기 엘리베이터 제어반으로부터 획득한 신호를 통해 상기 엘리베이터 카가 목적층에 도달한 것으로 파악되면, 상기 로봇에 도착 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는, 동작 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 파악하는 단계는,
    상기 엘리베이터 카 내부의 버튼 조작부의 각 버튼이 눌리거나 상기 엘리베이터 카의 출입문의 여닫음을 인식하는 단계, 그리고
    상기 엘리베이터 제어반의 신호의 변화를 감지하는 단계
    를 포함하는, 동작 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 인식하는 단계는,
    상기 엘리베이터 통신 중계 장치에 포함된 카메라로 상기 엘리베이터 카 내부의 영상을 촬영하고, 상기 영상에 포함된 상기 버튼과 상기 출입문을 인식하는, 동작 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 버튼이 눌리는 시점 또는 상기 출입문이 여닫히는 시점에서 상기 엘리베이터 제어반의 신호의 상승 에지(Rising Edge)와 하강 에지(Falling Edge)를 감지하는, 동작 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 로봇으로부터 5G 망 또는 무선랜 망을 통해 상기 목적층 정보를 포함하는 복수개의 메시지들을 수신하는 단계,
    상기 메시지들의 트랜잭션 ID를 확인하는 단계, 그리고
    상기 메시지들의 트랜잭션 ID가 동일하면, 상기 메시지들 중 어느 하나의 메시지를 임의로 선택하여 해석하는 단계
    를 포함하는, 동작 방법.
  6. 엘리베이터 통신 중계 장치로서,
    메모리, 그리고
    상기 메모리에 로드된 프로그램의 명령들(instructions)을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로그램은
    엘리베이터 제어반으로부터 신호를 분기하여 획득하고, 획득한 신호와 엘리베이터 카(Car)의 출입문 또는 버튼의 상태를 대응시켜 상기 엘리베이터 제어반의 프로토콜을 파악하는 단계,
    접속된 로봇으로부터 상기 로봇의 목적층 정보를 수신하는 단계,
    상기 목적층 정보를 상기 프로토콜에 따라 변환하고, 변환된 신호를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고
    상기 엘리베이터 제어반으로부터 획득한 신호를 통해 엘리베이터 카가 목적층에 도달한 것으로 파악되면, 상기 로봇에 이동 요청 메시지를 전송하는 단계
    를 실행하도록 기술된 명령들을 포함하는, 엘리베이터 통신 중계 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 프로토콜에 따라 상기 엘리베이터 카(Car)의 운행 상태를 질의하는 정보 요청 신호를 생성하는 단계,
    상기 정보 요청 신호를 상기 엘리베이터 제어반으로 전송하는 단계, 그리고
    상기 정보 요청 신호에 대한 응답을 수신하면, 상기 응답에 포함된 상기 엘리베이터 카(Car)의 운행 상태를 상기 프로토콜에 따라 해석하는 단계
    를 더 포함하는, 엘리베이터 통신 중계 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 운행 상태는 상기 엘리베이터 카의 출입문의 상태, 상기 엘리베이터 카의 현재 위치 또는 상기 엘리베이터 카의 운행 방향 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 엘리베이터 통신 중계 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 이동 요청 메시지를 전송하는 단계는,
    상기 운행 상태를 포함한 메시지를 5G 망과 무선랜 망을 통해 상기 로봇으로 전송하고,
    각 메시지의 트랜잭션 ID는 동일한, 엘리베이터 통신 중계 장치.
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