KR20220097628A - 드론-드로이드 협업 기반 무인택배 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

드론-드로이드 협업 기반 무인택배 처리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론-드로이드 협업 기반 무인택배 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 자율비행을 통해 물품을 이동시키는 드론, 상기 드론이 이동시킨 물품을 보관하고 관리하는 배달거점 택배보관 시스템, 상기 배달거점 택배보관 시스템에 보관된 물품을 받아 자율주행을 통해 이동시키는 드로이드 및 상기 드론, 배달거점 택배보관 시스템 및 드로이드와 통신망을 통해 연결되고, 상기 드론에 배달거점 택배보관 시스템의 위치 및 비행경로 정보를 포함하는 배송 정보를 송신하며, 상기 배달거점 택배보관 시스템에 목적지, 상기 물품의 크기 및 상기 물품의 무게 정보를 포함하는 택배 정보를 송신하는 관제시스템을 포함하는 무인택배 처리 시스템과 이와 같은 시스템을 통해 무인택배를 처리하는 방법이 제시된다.

Description

드론-드로이드 협업 기반 무인택배 처리 시스템 및 방법 {Unmanned Delivery System and Method based on Drone-Droid Collaboration}
본 발명은 드론-드로이드 협업 기반 무인택배 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 드론이 배달거점까지 물품을 배송하고, 배달거점에서 드로이드가 목적지까지 물품을 배송하도록 하는 협업 무인택배 시스템에 관한 것이다.
드론이나 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기로써 최근에는 물품을 배송하는 수단으로 사용되기도 한다. 정부는 드론을 활용한 배송 서비스를 위하여 도서지역을 대상으로 하는 드론 배송 기준을 마련하고 주택가나 빌딩 밀집지역에서도 안전하고 편리하게 물품배송 등이 가능하도록 드론전용 공역을 단계적으로 구축할 수 있도록 계획하는 등 드론을 활용한 배송 서비스가 많이 활용될 것으로 예상된다.
종래기술인 한국공개특허 제10-2017-0058519호, “무인항공 택배방법 및 시스템”과 같이 드론을 이용하는 배송 기술이 활발하게 개발되고 있는데 다양한 배송환경을 고려할 때, 드론만으로 목적지까지 배송하기가 어려운 경우가 있다. 이와 같이 드론만으로 목적지까지 배송이 어려운 경우에도 무인배송이 가능하도록 하는 시스템이 필요하다.
한국등록특허 제10-2017-0058519호
본 발명은 드론-드로이드 협업을 통해 물품을 목적지까지 무인배송 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 드론과 드로이드의 협업 과정에서 둘 사이에 물품을 용이하게 전달할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 드론이 배달거점까지 이동시킨 물품을 모아서 드로이드가 전달함으로써, 배송의 효율성을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 배달거점에서 드론이 투하한 물품을 배송지역별로 다른 물품 보관함에 보관하고 드로이드에 전달하여 배송할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템은 자율비행을 통해 물품을 이동시키는 드론, 상기 드론이 이동시킨 물품을 보관하고 관리하는 배달거점 택배보관 시스템, 상기 배달거점 택배보관 시스템에 보관된 물품을 받아 자율주행을 통해 이동시키는 드로이드 및 상기 드론, 배달거점 택배보관 시스템 및 드로이드와 통신망을 통해 연결되고, 상기 드론에 배달거점 택배보관 시스템의 위치 및 비행경로 정보를 포함하는 배송 정보를 송신하며, 상기 배달거점 택배보관 시스템에 목적지, 상기 물품의 크기 및 상기 물품의 무게 정보를 포함하는 택배 정보를 송신하는 관제시스템을 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 상기 배달거점 택배보관 시스템은 물품을 보관할 수 있는 공간 및 상부에 물품을 투입할 수 있는 투입구를 포함하는 복수의 물품 보관함, 상기 복수의 물품 보관함의 하부에 위치하여 각 물품 보관함을 상기 드로이드에 상차시킬 수 있도록 이동시키는 보관함 이동 레일, 상기 복수의 물품 보관함의 상부에 위치하여, 상기 물품을 상기 복수의 물품보관함 중 투입구가 열린 물품 보관함의 위치로 이동시키는 복수의 택배 슬라이더, 상기 물품 보관함별 배송지역 정보를 저장하고, 상기 복수의 물품 보관함 각각의 투입구 개폐를 제어하고, 상기 보관함 이동 레일을 제어하고, 상기 택배 슬라이더를 제어하는 보관함 관리부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 배달거점 택배보관 시스템은 상기 복수의 물품 보관함의 상부에 마커를 포함하고, 상기 드론은 상기 드론의 하부에 배치된 하방 카메라를 통해 상기 마커를 인식하여 상기 마커의 위치에 상기 물품을 투하하고, 상기 보관함 관리부는 상기 드론으로부터 제어신호를 수신하고, 상기 드론이 이동시키는 상기 물품의 목적지에 대응하는 물품 보관함의 투입구를 열고, 상기 택배 슬라이더를 제어하여 상기 드론이 투하한 물품을 상기 열린 물품 보관함의 투입구로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 물품 보관함은 내부에 적재된 물품의 양을 측정하는 감지센서를 포함하고, 상기 보관함 관리부는 상기 물품 보관함별 감지센서에서 감지된 내부에 적재된 물품의 양에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송하고, 상기 내부에 적재된 물품의 양이 소정의 기준치 이상인 경우, 상기 드로이드를 호출하고, 상기 관제시스템은 상기 물품 보관함별 물품의 양에 관한 정보를 기초로 상기 드론의 배송 스케쥴을 조정할 수 있다.
또한, 상기 보관함 관리부는 상기 호출한 드로이드가 도착한 것을 확인하면 상기 보관함 이동 레일을 제어하여 상기 드로이드에 상차할 물품 보관함을 상기 드로이드로 이동시키고, 상기 이동시킨 물품 보관함에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송할 수 있다.
또한, 상기 보관함 관리부는 상기 드로이드의 경로를 생성하여 상기 드로이드에 전송하고, 상기 드로이드는 전방 영상을 촬영하는 전방 카메라를 포함하고, 상기 생성된 경로를 따라 상기 상차된 물품 보관함을 이동시키고, 상기 물품의 목적지에 도착하면 상기 물품 보관함의 잠금을 해제하고, 상기 물품 보관함의 감지센서 및 상기 전방 영상를 기초로 상기 물품의 배송완료 여부를 확인하여 상기 관제시스템 및 상기 보관함 관리부에 배송완료 정보를 전송할 수 있다.
본 발명은 드론-드로이드 협업을 통해 물품을 목적지까지 무인배송 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 드론과 드로이드의 협업 과정에서 둘 사이에 물품을 용이하게 전달할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 드론이 배달거점까지 이동시킨 물품을 모아서 드로이드가 전달함으로써, 배송의 효율성을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 배달거점에서 드론이 투하한 물품을 배송지역별로 다른 물품 보관함에 보관하고 드로이드에 전달하여 배송할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 배달거점 택배보관 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 배달거점 택배보관 시스템에서 드론이 배송하는 물품을 보관하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 드론이 물품을 투하하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 드론이 투하한 물품을 투입구가 열린 물품 보관함으로 이동시키는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 물품 보관함을 드로이드에 상차하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하며 이에 의하여 발명의 범위가 제한되지 아니한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템은 드론(110), 배달거점 택배보관 시스템(120), 드로이드(130) 및 관제시스템(140)으로 구성될 수 있다.
드론(110)은 사람이 탑승하지 않고 자율적으로 또는 관제시스템의 제어를 받아 비행하는 장치로, 본 발명에서는 목적지와 비행경로에 관한 정보를 수신한 뒤 자율비행을 통해 목적지까지 물품을 이동시킨다.
드론(110)은 물품을 이동시키기 위하여 물품을 탑재하는 탑재공간을 포함할 수 있으며, 다양한 무게와 형태의 물품을 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 본 발명에서는 다양한 형태와 크기의 드론(110)들이 무인택배 처리 시스템에 포함되어 각각의 특성에 맞는 임무를 수행하도록 할 수 있다.
드론(110)은 비행중 하방 영상을 촬영할 수 있도록 하기 위하여 하부에 하방 카메라를 포함할 수 있는데, 이를 통하여 목적지를 정확히 인식하고 목적지에 물품을 투하하도록 제어할 수 있다. 목적지를 정확히 인식하기 위해서 물품을 투하할 목적지에는 드론(110)의 하방 카메라를 통해 명확히 식별할 수 있도록 마커(Marker)를 위치시킬 수 있다.
또한, 드론(110)은 통신모듈을 포함할 수 있는데, 셀룰러 등의 원거리 통신이 가능한 통신모듈을 이용하여 관제시스템(140)와 통신할 수 있고, 와이파이나 블루투스 등의 근거리 통신모듈을 이용하여 배달거점 택배보관 시스템(120)에 물품의 도착을 알리는 신호를 전송할 수도 있다.
배달거점 택배보관 시스템(120)은 드론(110)이 이동시킨 물품을 수신하여 보관하고 관리한다. 드론(110)과 드로이드(130)의 협업 배송을 위해서는 드론(110)이 이동시킨 물품을 보관하였다가 드로이드(130)에 전달하는 과정이 필요한데 배달거점 택배보관 시스템(120)은 이와 같은 역할을 수행한다.
배달거점 택배보관 시스템(120)의 세부적인 구성에 대해서는 도 2에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
드로이드(130)은 배달거점 택배보관 시스템(120)에 보관된 물품을 받아 자율주행을 통해 목적지로 이동시킨다. 드로이드(130)는 사람이 탑승하지 않고 지상을 이동하는 장치로, 드론(110)과 마찬가지로 목적지 정보, 경로 정보 등을 수신하여 목적지까지 자율주행을 통해 이동한다. 드론(110)과 유사하지만 드론(110)은 비행을 통해 육로 배송이 어려운 지역에도 물품을 이동시킬 수 있는 반면 무거운 물체의 배송이 어렵고, 드로이드(130)는 육상 경로로 이동하기 때문에 이동경로에 한계가 있지만, 무거운 물체의 이동이 가능하기 때문에, 여러 개의 물품을 모아 한꺼번에 효율적으로 이동시킬 수 있다.
따라서, 드론(110)과 드로이드(130)을 적절히 조합하면 효율적인 배송체계를 갖출 수 있다.
예를 들어, 육로 배송이 어려운 지역에 배달거점 택배보관 시스템(120)을 설치하고, 드론(110)을 통해 물품을 하나씩 배달거점 택배보관 시스템(120)으로 이동시킨 뒤, 배달거점 택배보관 시스템(120)에서 복수의 물품을 모아 드로이드(130)에 상차시키고 드로이드(130)를 이용하여 최종 목적지까지 배송할 수 있다. 필요한 경우 그 반대의 경우도 가능할 수 있으며, 보다 복합적으로 드론(110), 드로이드(130), 드론(110)의 순서로 조합하여 배송하는 것도 가능하다.
드로이드(130)는 자율주행 및 배송확인을 위하여 전방 영상을 촬영하는 전방 카메라를 포함할 수 있는데, 이처럼 촬영된 전방 영상을 통해 물품이 제대로 배송되었는지 여부를 체크할 수 있다.
또한, 드로이드(130)는 통신모듈을 포함할 수 있는데, 드론(110)의 경우와 마찬가지로 셀룰러 등의 원거리 통신이 가능한 통신모듈을 이용하여 관제시스템(140)와 통신할 수 있고, 와이파이나 블루투스 등의 근거리 통신모듈을 이용하여 배달거점 택배보관 시스템(120)의 물품 보관함의 잠금을 해제하는 신호를 전송할 수 있다.
관제시스템(140)은 드론(110), 배달거점 택배보관 시스템(120), 드로이드(130)와 통신망을 통해 연결될 수 있다. 관제시스템(140)은 서버 형태로 구성되어 물품이 배송되는 지역과는 멀리 떨어져 있을 수 있는데, 따라서 유선 통신망을 거쳐 셀룰러 등의 원거리 무선통신을 통해 드론(110), 배달거점 택배보관 시스템(120) 및 드로이드와 통신할 수 있다.
관제시스템(140)은 드론(110)에 배달거점 택배보관 시스템(120)의 위치 및 비행경로 정보를 포함하는 배송 정보를 송신할 수 있는데, 드론(110)은 이 배송 정보를 수신하여 이를 기초로 무인비행을 통해 물품을 탑재하고 배달거점 택배보관 시스템(120)까지 비행할 수 있다.
또한 관제시스템(140)은 배달거점 택배보관 시스템(120)에 목적지, 물품의 크기 및 물품의 무게 정보를 포함하는 택배 정보를 송신한다. 배달거점 택배보관 시스템(120)은 이와 같은 정보를 기초로 해당 물품에 적당한 물품 보관함을 선택할 수 있다.
관제시스템(140)은 드론(110)의 배송 스케쥴을 조정할 수 있는데, 배달거점 택배보관 시스템(120)에서 물품 보관함별 물품의 양에 관한 정보를 전송하면, 관제시스템(140)이 이를 확인하여, 물품 보관함의 여유가 없는 경우 드론(110)의 배송 스케쥴을 다소 여유있게 조정하고, 물품 보관함이 비어있는 경우에는 드론(110)이 좀더 잦은 빈도로 배송하도록 제어할 수 있다.
또한 관제시스템(140)은 드로이드(130)를 통해 최종적으로 물품의 배송이 완료되면 이와 같은 배송완료 정보를 수신하여 물품을 배송하거나 배송받을 사용자에게 이를 알릴 수 있으며, 물품의 배송이 진행되는 상황에 관한 정보를 통신망을 통해 확인하여 이 정보를 물품을 배송하거나 배송받을 사용자에게 알릴 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 배달거점 택배보관 시스템(120)의 구성을 도시한 구성도이다.
배달거점 택배보관 시스템(120)은 드론(110)이 이동시킨 물품을 모아서 보관하였다가 드로이드(130)에 전달하는 역할을 수행하는데, 이와 같은 역할을 수행하기 위하여 도면에 도시된 것처럼 복수의 물품 보관함(121), 보관함 이동 레일(122), 택배 슬라이더(123) 및 보관함 관리부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.
물품 보관함(121)은 물품을 보관할 수 있는 공간 및 상부에 물품을 투입할 수 있는 투입구를 포함한다. 물품 보관함(121)은 드론(110)이 이동하여 드로이드(130)로 전달할 물품을 모아서 보관할 수 있는 장치로, 하나의 물품 보관함(121) 안에 복수 개의 물품이 보관될 수 있고, 하나의 배달거점 택배보관 시스템(120)에 복수 개의 물품 보관함(121)이 포함될 수 있다.
물품 보관함(121)은 배달거점 택배보관 시스템(120)에 고정되어 위치하는 것이 아니라, 배달거점 택배보관 시스템(120)의 내부에 위치하였다가 드로이드(130)로 옮겨질 수 있도록 탈부착 가능한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 물품 보관함(121)은 공중을 통해 드론(110)으로부터 투하되는 물품을 받기 위하여 상부에 투입구를 포함하여 구성된다.
물품 보관함(121) 하나당 하나의 배송지역이 지정될 수 있고, 복수의 물품 보관함(121)에 대해서 하나의 배송지역이 지정되는 것도 가능한데, 이는 배송 현황 등을 고려하여 동적으로 조정되도록 할 수 있다.
물품 보관함(121)은 내부에 적제된 물품의 양을 측정하는 감지센서를 포함할 수 있는데, 가장 간단한 방법으로는 높이를 감지할 수 있도록 적외선 센서 등이 설치되어, 물품 보관함(121) 내부에 적재된 물품의 높이를 구하여 물품의 양을 추정할 수 있다. 가장 간단하게는 물품 보관함의 높이 방향으로 하부로부터 25%, 50%, 75%의 위치에 3개의 적외선 센서를 설치하여, 각각의 센서에 물품이 인식되는지 여부를 기초로, 25%이하, 25%~50%, 50%~75%, 75%이상의 4가지 단계로 적재율을 확인할 수 있으며, 75%이상 물품이 적재된 경우에는 드로이드(130)를 통해 물품 보관함(121)을 이동하도록 할 수 있다. 이 때, 하나의 물품 보관함(121)별로 드로이드(130)를 통해 이송될 수도 있고, 하나의 배달거점 택배보관 시스템(120)에 탑재된 복수의 물품 보관함(121)이 한꺼번에 이송되도록 할 수 있는데, 한꺼번에 이송되는 경우, 정해진 개수의(예를 들어 6개 중 3개) 물품 보관함(121)의 적재율이 75%를 초과하는 경우, 드로이드(130)를 호출하여 이송되도록 할 수 있다.
또한 물품 보관함(121)의 상부에는 드론(110)이 물품을 정확하게 투하할 수 있도록 드론(110)의 하방 카메라를 통해 인식이 가능한 마커가 위치할 수 있는데, 개별 물품 보관함(121)별로 마커가 표시되거나, 복수의 물품 보관함(121)의 상부에 하나의 마커가 표시되도록 할 수 있다.
보관함 이동 레일(122)은 복수의 물품 보관함(121)의 하부에 위치하여 각 물품 보관함(121)을 드로이드(130)에 상차시킬 수 있도록 이동시킨다. 보관함 이동 레일(122)은 복수의 물품 보관함(121)을 개별적으로 또는 일괄적으로 배달거점 택배보관 시스템(120)의 외부로 이동시킬 수 있도록 구성되는데, 이동되는 위치에 드로이드(130)가 위치함으로써, 물품 보관함(121)을 드로이드(130)에 상차시킬 수 있게 된다.
택배 슬라이더(123)는 상기 복수의 물품 보관함(121)의 상부에 위치하여, 드론(110)이 투하한 물품을 복수의 물품 보관함(121) 중 투입구가 열린 물품 보관함(121)의 위치로 이동시킨다. 택배 슬라이더(123)에 관하여서는 도 5에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
보관함 관리부(124)는 물품 보관함(121)별 배송지역 정보를 저장하고, 물품 보관함(121) 각각의 투입구 개폐를 제어하고, 보관함 이동 레일(122)을 제어하여 드로이드(130)에 물품 보관함(121)을 상차시킬 수 있도록 하며, 택배 슬라이더(123)를 제어하여 투입구가 열린 물품 보관함(131)으로 드론이 투하한 물품을 이동시킨다.
보관함 관리부(124)는 이와 같은 제어를 위하여 중앙처리장치, 메모리, 통신모듈 등을 포함하는 소형의 컴퓨팅 모듈로 구성될 수 있는데, 하나의 물품 보관함(121)당 하나의 보관함 관리부(124)가 부착될 수도 있고, 복수의 물품 보관함(121)을 제어하기 위해 하나의 보관함 관리부(124)가 부착될 수 있다.
드론(110)이 물품을 배달거점 택배보관 시스템(120)에 이동시킨 뒤, 드로이드(130)를 통해 목적지까지 이송하는 과정에서 보관함 관리부(124)의 동작을 살펴보면 아래와 같다.
드론(110)이 물품을 탑재하고 자율비행을 통해 이동하여 배달거점 택배보관 시스템(120)의 상공에 도착하면, 드론(110)이 제어신호를 송신하고, 보관함 관리부(124)는 제어신호를 수신하여 드론(110)이 이동시키는 물품의 목적지에 대응하는 물품 보관함(121)의 투입구를 열도록 제어한다.
드론(110)이 하방 카메라를 이용하여 물품 보관함(121)의 상부에 위치한 마커를 인식하고, 상기 마커의 위치에 물품을 투하하면, 보관함 관리부(124)는 택배 슬라이더(123)를 제어하여 상기 투입구가 열린 물품 보관함(121)의 위쪽으로 물품이 이동시켜, 투입구를 통해 물품이 물품 보관함(121)의 내부에 보관되도록 제어한다.
물품이 물품 보관함(121)의 내부에 들어오게 되면 물품 보관함(121)의 감지센서를 통해 물품이 감지되고, 보관함 관리부(124)는 물품 보관함(121)에 적재된 물품의 양을 확인하여 물품의 양에 관한 정보를 관제시스템(140)에 전송하며, 적재된 물품의 양이 소정의 기준치 이상인 경우, 상기 드로이드(130)를 호출한다. 관제시스템(140)은 적재된 물품의 양에 관한 정보를 수신하면 이를 기초로 드론(110)의 배송 스케쥴을 조정할 수 있다.
보관함 관리부(124)가 드로이드(130)를 호출하고, 드로이드(130)가 도착한 것을 드로이드(130)의 제어신호 또는 카메라 영상 등을 기초로 확인하면, 보관함 관리부(124)는 보관함 이동 레일(122)을 제어하여 상기 드로이드(130)에 상차할 물품 보관함(121)을 상기 드로이드(130)로 이동시킨다. 또한, 이동시킨 물품 보관함(121)에 관한 정보를 관제시스템(140)에 전송하여 관리하도록 한다.
관제시스템(140)은 물품 보관함(121)이 드로이드(130)에 상차되면, 드로이드(130)의 경로를 생성하여 드로이드(130)에 전송한다.
드로이드(130)는 생성된 경로를 수신하여 생성된 경로를 따라 상차된 물품 보관함(121)을 이동시키고, 물품의 목적지에 도착하면 물품 보관함(121)의 잠금을 해제하고, 물품 보관함(121)의 감지센서 및 전방 영상을 기초로 물품의 배송완료 여부를 확인하여 관제시스템(140) 및 보관함 관리부(124)에 배송완료 정보를 전송하게 된다. 관제시스템(140)은 배송완료 정보를 기초로 물품 발송 또는 수신을 하는 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템의 배달거점 택배보관 시스템에서 드론이 배송하는 물품을 보관하는 일례를 도시한 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이 배달거점 택배보관 시스템(120)은 복수의 물품 보관함(121)을 포함한다. 도면에서는 6개의 물품 보관함(121)을 포함하는 경우로, 물품 보관함(121)의 개수는 배달거점 지역의 특성 등을 고려하여 다양하게 구성될 수 있다.
도면에서는 물품 보관함(121)별로 각각의 배송지역이 결정되어 있는 상태로, 드론(110)이 배송하는 물품이 배송지역 6에 해당하는 물품이라고 한다면, 보관함 관리부(124)는 이를 확인하여 6번 물품 보관함(121)의 상부 투입구를 열게 된다. 이를 통해 드론(110)이 이동시킨 물품은 해당 물품의 배송지역에 대응되는 물품 보관함(121)에 보관되게 되고 향후 드로이드(130)를 통하여 목적지까지 이동할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 드론이 물품을 투하하는 일례를 도시한 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이, 드론은 배달거점 택배보관 시스템(120)의 상공에 도착하면, 물품 보관함(121)의 상부에 표시된 마커를 인식한 뒤, 투입구가 열린 것을 확인하고, 택배를 투하하게 된다.
투하된 택배는 투입구가 열린 물품 보관함(121)으로 바로 투하되는 것이 가장 이상적이지만, 이를 인식하여 정밀하게 비행제어를 하는 것은 쉽지 않기 때문에, 이는 택배 슬라이더(123)를 이용하여 이동시키게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 드론이 투하한 물품을 투입구가 열린 물품 보관함으로 이동시키는 일례를 도시한 도면이다.
도면은 물품 보관함(121)을 위에서 본 상면도로, 드론(110)이 투하한 물품(택배상자)이 열린 투입구에서 조금 떨어진 지역에 위치하게 되는데, 물품이 투하되는 영역은 4개 방향의 택배 슬라이더에 위하여 둘러싸이게 된다. 도면의 2단계와 같이, 2번 택배 슬라이더가 투입구 방향으로 물품을 이동시키고, 다시 원래 자리로 돌아가면, 다시 3단계에서와 같이 1번 택배 슬라이더가 물품을 열린 투입구로 이동시킨다.
이와 같은 제어는 열린 투입구의 위치에 따라 다르게 동작하게 되며, 예를 들어 도면의 좌측 상단의 투입구가 열린 경우라면, 3번 택배 슬라이더 및 4번 택배 슬라이더의 순서로 이동시켜 물품을 열린 투입구에 투입할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 시스템에서 물품 보관함을 드로이드에 상차하는 일례를 도시한 도면이다.
도면에 도시한 것처럼, 보관함 관리부(124)는 드로이드(130)가 도착한 것을 확인하게 되면, 보관함 이동 레일(123)을 제어하여, 물품 보관함(121)이 드로이드(130)에 상차되도록 제어할 수 있다.
드로이드(130)는 물품의 상차 여부를 확인하기 위하여, 물품의 무게, 위치 등을 감지할 수 있는 센서를 포함할 수 있고, 안전한 위치에 상차된 것을 확인하면 보관함 관리부(124)에 상차 완료되었음을 알리는 신호를 전송하고 목적지로 이동을 시작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무인택배 처리 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
무인택배 처리 방법은 상술한 무인택배 처리 시스템의 동작을 나타낸 것으로, 무인택배 처리 시스템의 동작 과정의 특징적인 구성들을 그대로 포함하고 있어, 여기에서 상세히 설명되지 않은 내용은 무인택배 처리 시스템의 기술적 설명을 통해 대체될 수 있다.
단계 S701에서는 무인택배 처리 시스템에서 배송을 준비한다. 배송 준비를 위해서는 상술한 바와 같이 드론(110), 배달거점 택배보관 시스템(120), 드로이드(130) 및 관제시스템(140) 사이에 통신 연결이 설정되고, 관제시스템(140)이 드론(110)에 목적지, 경로 등의 정보를 전달하고, 배달거점 택배보관 시스템(120)에 배송되는 물품에 관한 정보를 전달하여 배송이 이루어지도록 할 수 있다.
단계 S702에서는 드론(110)을 통한 배송이 진행된다. 드론은 배송할 물품을 탑재하고 자율비행을 통해 관제시스템(140)에서 생성한 경로정보를 이용하여 이동하게 되고, 배달거점 택배보관 시스템(120)에 물품을 투하하는 것으로 물품 이동 임무를 마무리하게 된다.
단계 S703은 배달거점 택배보관 시스템(120)에 물품을 보관하는 단계이다. 드론(110)이 물품을 탑재하고 자율비행을 통해 이동하여 배달거점 택배보관 시스템(120)의 상공에 도착하면, 드론(110)이 제어신호를 송신하고, 보관함 관리부(124)는 제어신호를 수신하여 드론(110)이 이동시키는 물품의 목적지에 대응하는 물품 보관함(121)의 투입구를 열도록 제어한다.
드론(110)이 하방 카메라를 이용하여 물품 보관함(121)의 상부에 위치한 마커를 인식하고, 상기 마커의 위치에 물품을 투하하면, 보관함 관리부(124)는 택배 슬라이더(123)를 제어하여 상기 투입구가 열린 물품 보관함(121)의 위쪽으로 물품이 이동시켜, 투입구를 통해 물품이 물품 보관함(121)의 내부에 보관되도록 제어한다.
단계 S704에서는 물품 보관함(121)의 적재율을 판단하여, 조건을 충족하는 경우 드로이드(130)를 통해 물품이 목적지로 이동되도록 한다.
단계 S705에서는 물품 보관함(121)을 드로이드(130)에 상차한다. 물품이 물품 보관함(121)의 내부에 들어오게 되면 물품 보관함(121)의 감지센서를 통해 물품이 감지되고, 보관함 관리부(124)는 물품 보관함(121)에 적재된 물품의 양을 확인하여 물품의 양에 관한 정보를 관제시스템(140)에 전송하며, 적재된 물품의 양이 소정의 기준치 이상인 경우, 상기 드로이드(130)를 호출한다. 관제시스템(140)은 적재된 물품의 양에 관한 정보를 수신하면 이를 기초로 드론(110)의 배송 스케쥴을 조정할 수 있다.
보관함 관리부(124)가 드로이드(130)를 호출하고, 드로이드(130)가 도착한 것을 드로이드(130)의 제어신호 또는 카메라 영상 등을 기초로 확인하면, 보관함 관리부(124)는 보관함 이동 레일(122)을 제어하여 상기 드로이드(130)에 상차할 물품 보관함(121)을 상기 드로이드(130)로 이동시킨다. 또한, 이동시킨 물품 보관함(121)에 관한 정보를 관제시스템(140)에 전송하여 관리하도록 한다. 관제 시스템(140)은 물품 보관함(121)이 드로이드(130)에 상차되면, 드로이드(130)의 경로를 생성하여 드로이드(130)에 전송한다.
단계 S706에서는 드로이드(130)를 통해 물품 보관함(121)이 이동되어 물품이 최종 배송된다.
드로이드(130)는 생성된 경로를 수신하여 생성된 경로를 따라 상차된 물품 보관함(121)을 이동시키고, 물품의 목적지에 도착하면 물품 보관함(121)의 잠금을 해제하고, 물품 보관함(121)의 감지센서 및 전방 영상을 기초로 물품의 배송완료 여부를 확인하여 관제시스템(140) 및 보관함 관리부(124)에 배송완료 정보를 전송하게 된다. 관제시스템(140)은 배송완료 정보를 기초로 물품 발송 또는 수신을 하는 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.
110: 드론
120: 배달거점 택배보관 시스템
121: 물품 보관함 122: 보관함 이동 레일
123: 택배 슬라이더 124: 보관함 관리부
130: 드로이드
140: 관제시스템

Claims (11)

  1. 자율비행을 통해 물품을 이동시키는 드론;
    상기 드론이 이동시킨 물품을 보관하고 관리하는 배달거점 택배보관 시스템;
    상기 배달거점 택배보관 시스템에 보관된 물품을 받아 자율주행을 통해 이동시키는 드로이드 및
    상기 드론, 배달거점 택배보관 시스템 및 드로이드와 통신망을 통해 연결되고,
    상기 드론에 배달거점 택배보관 시스템의 위치 및 비행경로 정보를 포함하는 배송 정보를 송신하며,
    상기 배달거점 택배보관 시스템에 목적지, 상기 물품의 크기 및 상기 물품의 무게 정보를 포함하는 택배 정보를 송신하는 관제시스템
    을 포함하는 무인택배 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배달거점 택배보관 시스템은
    물품을 보관할 수 있는 공간 및 상부에 물품을 투입할 수 있는 투입구를 포함하는 복수의 물품 보관함;
    상기 복수의 물품 보관함의 하부에 위치하여 각 물품 보관함을 상기 드로이드에 상차시킬 수 있도록 이동시키는 보관함 이동 레일;
    상기 복수의 물품 보관함의 상부에 위치하여, 상기 물품을 상기 복수의 물품보관함 중 투입구가 열린 물품 보관함의 위치로 이동시키는 복수의 택배 슬라이더;
    상기 물품 보관함별 배송지역 정보를 저장하고,
    상기 복수의 물품 보관함 각각의 투입구 개폐를 제어하고,
    상기 보관함 이동 레일을 제어하고,
    상기 택배 슬라이더를 제어하는 보관함 관리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배달거점 택배보관 시스템은
    상기 복수의 물품 보관함의 상부에 마커를 포함하고,
    상기 드론은
    상기 드론의 하부에 배치된 하방 카메라를 통해 상기 마커를 인식하여 상기 마커의 위치에 상기 물품을 투하하고,
    상기 보관함 관리부는
    상기 드론으로부터 제어신호를 수신하고, 상기 드론이 이동시키는 상기 물품의 목적지에 대응하는 물품 보관함의 투입구를 열고,
    상기 택배 슬라이더를 제어하여 상기 드론이 투하한 물품을 상기 열린 물품 보관함의 투입구로 이동시키는 것
    을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 물품 보관함은
    내부에 적재된 물품의 양을 측정하는 감지센서를 포함하고,
    상기 보관함 관리부는
    상기 물품 보관함별 감지센서에서 감지된 내부에 적재된 물품의 양에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송하고,
    상기 내부에 적재된 물품의 양이 소정의 기준치 이상인 경우, 상기 드로이드를 호출하고,
    상기 관제시스템은
    상기 물품 보관함별 물품의 양에 관한 정보를 기초로 상기 드론의 배송 스케쥴을 조정하는 것
    을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보관함 관리부는
    상기 호출한 드로이드가 도착한 것을 확인하면 상기 보관함 이동 레일을 제어하여 상기 드로이드에 상차할 물품 보관함을 상기 드로이드로 이동시키고,
    상기 이동시킨 물품 보관함에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송하는 것
    을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관제시스템는
    상기 드로이드의 경로를 생성하여 상기 드로이드에 전송하고,
    상기 드로이드는
    전방 영상을 촬영하는 전방 카메라를 포함하고,
    상기 생성된 경로를 따라 상기 상차된 물품 보관함을 이동시키고,
    상기 물품의 목적지에 도착하면 상기 물품 보관함의 잠금을 해제하고,
    상기 물품 보관함의 감지센서 및 상기 전방 영상를 기초로 상기 물품의 배송완료 여부를 확인하여 상기 관제시스템 및 상기 보관함 관리부에 배송완료 정보를 전송하는 것
    을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
  7. 드론, 드로이드, 배달거점 택배보관 시스템 및 관제시스템을 포함하는 무인택배 처리 시스템의 무인택배 처리 방법에 있어서,
    상기 관제시스템에서 상기 드론, 상기 드로이드 및 상기 배달거점 택배보관 시스템과 통신 연결을 설정하는 단계;
    상기 관제시스템에서 상기 드론에 상기 배달거점 택배보관 시스템의 위치 및 비행경로 정보를 포함하는 배송 정보를 송신하는 단계; 및
    상기 관제시스템에서 상기 배달거점 택배보관 시스템에 목적지, 상기 물품의 크기 및 상기 물품의 무게 정보를 포함하는 택배 정보를 송신하는 단계
    를 포함하는 무인택배 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 드론이 상기 드론의 하부에 배치된 하방 카메라를 통해 상기 마커를 인식하여 상기 마커의 위치에 상기 물품을 투하하는 단계;
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 상기 드론으로부터 제어신호를 수신하고, 상기 드론이 이동시키는 상기 물품의 목적지에 대응하는 물품 보관함의 투입구를 여는 단계;
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 택배 슬라이더를 제어하여 상기 드론이 투하한 물품을 상기 열린 물품 보관함의 투입구로 이동시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인택배 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 상기 물품 보관함별 감지센서에서 감지된 내부에 적재된 물품의 양에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송하는 단계;
    상기 관제시스템이 상기 물품 보관함별 물품의 양에 관한 정보를 기초로 상기 드론의 배송 스케쥴을 조정하는 단계; 및
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 내부에 적재된 물품의 양이 소정의 기준치 이상인 경우, 상기 드로이드를 호출하는 단계
    를 더 포함하는 무인택배 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 상기 호출한 드로이드가 도착한 것을 확인하면 상기 보관함 이동 레일을 제어하여 상기 드로이드에 상차할 물품 보관함을 상기 드로이드로 이동시키는 단계; 및
    상기 배달거점 택배보관 시스템이 상기 이동시킨 물품 보관함에 관한 정보를 상기 관제시스템에 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인택배 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관제시스템이 상기 드로이드의 경로를 생성하여 상기 드로이드에 전송하는 단계;
    상기 드로이드가 상기 생성된 경로를 따라 상기 상차된 물품 보관함을 이동시키는 단계;
    상기 드로이드가 상기 물품의 목적지에 도착하면 상기 물품 보관함의 잠금을 해제하는 단계; 및
    상기 드로이드가 상기 물품 보관함의 감지센서 및 상기 드로이드의 전방 카메라를 통해 촬영된 전방 영상를 기초로 상기 물품의 배송완료 여부를 확인하여 상기 관제시스템 및 상기 보관함 관리부에 배송완료 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인택배 처리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116088540A (zh) * 2023-04-07 2023-05-09 电子科技大学中山学院 无人机协同无人车的电缆通道巡检方法、介质

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170058519A (ko) 2015-11-19 2017-05-29 한국과학기술원 무인항공 택배방법 및 시스템

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