KR20220102379A - 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치 - Google Patents

다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220102379A
KR20220102379A KR1020210004672A KR20210004672A KR20220102379A KR 20220102379 A KR20220102379 A KR 20220102379A KR 1020210004672 A KR1020210004672 A KR 1020210004672A KR 20210004672 A KR20210004672 A KR 20210004672A KR 20220102379 A KR20220102379 A KR 20220102379A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
elevator
robot
getting
robots
boarding
Prior art date
Application number
KR1020210004672A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102451123B1 (ko
Inventor
김홍준
김재성
변용진
천홍석
Original Assignee
주식회사 트위니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 트위니 filed Critical 주식회사 트위니
Priority to KR1020210004672A priority Critical patent/KR102451123B1/ko
Publication of KR20220102379A publication Critical patent/KR20220102379A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102451123B1 publication Critical patent/KR102451123B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1602Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1669Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by special application, e.g. multi-arm co-operation, assembly, grasping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

본 발명은 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 복수 이동로봇들의 엘리베이터 승하차 방법은, 복수의 이동로봇들 각각이 엘리베이터 승하차를 위하여 통합 관제 시스템으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령을 전달받는 정보수신단계; 상기 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 문 앞 일정 영역에 우선 이동하고, 엘리베이터 진입 여부를 판단하는 진입단계; 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 진입에 성공한 경우, 엘리베이터 내부 영역의 크기를 파악하고 이를 이동로봇의 크기를 고려하여 영역을 N개로 분할하고, 분할된 영역 각각에 우선순위를 정하여 차례대로 이동하되, 분할된 영역 중 일부에 장애물이 있는 경우 그 영역은 사용하지 않는 승차단계; 및 목표 층에 하차 시에는 승차 시 사용된 우선순위의 역순으로 하차를 수행하는 하차단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR GETTING ON AND OFF AN ELEVATOR WHICH CAN BE APPLICABLE TO MULTI ROBOTS}
본 발명은 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 본 발명은 한 대의 이동 로봇이 엘리베이터에 승ㅇ하차를 수행하는 것과 다르게, 복수의 로봇들이 엘리베이터를 효과적으로 이용할 수 있는 방법으로 복수의 로봇들이 정해진 규칙에 따라 외부에서 엘리베이터에 차례대로 구역을 나누어 승차하고 목표 층에서 차례대로 하차할 수 있도록 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동 로봇이 제공하는 서비스들이 다양화되고, 그 개체 수가 증가함에 따라 실내에서 서비스를 제공하는 복수 로봇들을 위한 작업 분담 및 스케줄링, 제어와 관련된 연구들이 이루어지고 있다. 다층 건물 내에서의 서비스를 위해서는 엘리베이터 승하차가 필수적이고, 복수 로봇들의 경우 단순히 장애물을 회피하여 주행하는 지역 경로 계획 및 제어에서 벗어나 이동 시간과 공간 효율을 높일 수 있는 알고리즘이 필요하다.
종래기술 중 Daniel Troniak, ET AL, "Charlie Rides the Elevator -- Integrating Vision, Navigation and Manipulation towards Multi-floor Robot Locomotion,"에 따르면, 이동 로봇이 자율적으로 다층 탐색을 하기 위해 엘리베이터 이용하는 기술들이 연구된 바 있다. 동작 위치의 인식, 엘리베이터 문으로 이동, 엘리베이터 호출 버튼 누르기, 엘리베이터에 들어가기, 목표 층과 관련된 제어 버튼을 누르기, 올바른 층에서 내리기 단계로 구분하였으며, 이는 레이저 거리계, 비전(vision) 시스템, 로봇 팔을 필요로 한다. 본 종래기술은 머신 비전, 조작 및 시스템 통합에 중점을 두었으며, 하나의 로봇을 대상으로 엘리베이터를 이용하기 위한 기술이므로 다중 로봇에 바로 적용하기는 힘들다.
종래기술 중 Jeong-Gwan Kang, ET AL, "Navigation strategy for the service robot in the elevator environment,"에 따르면, 다층 건물에서의 배송 미션을 수행하기 위한 이동 로봇의 주행 전략이 다루어졌다. 버튼과 층 수 인식 방법, 엘리베이터 내부에서의 그리드 맵 기반 경로 계획 알고리즘을 포함한다. 본 종래기술은 주로 인공 신경망 기반의 객체 인식 기술, 그리고 엘리베이터 내부에서의 경로 계획에 대해서 다루었고, 다중 로봇의 작업 스케줄링 관점과는 거리가 멀다.
종래기술 중 US8010230B2에 따르면, 로봇 장치가 상품을 자동으로 검색, 배송하는 시스템, 방법 및 장치에 대한 발명으로 배송 경로의 지도 저장, 환경 인식을 위한 센서 데이터 수집, 무선 네트워크 및 모니터링을 위한 원격 호스트 센터를 포함한다. 본 종래기술은 실시예로 엘리베이터를 이용하는 내용이 있으나, 엘리베이터 제어 박스에 유무선 네트워크로 접속하여 목표 층으로 이동하는 방식으로 일반적인 엘리베이터를 이용하는 방법으로 보기 어렵다.
종래기술 중 Ali A. Abdulla, ET AL, "A robust method for elevator operation in semi-outdoor environment for mobile robot transportation system in life science laboratories,"에 따르면, 실외 환경에서 안정적인 엘리베이터 작동 방법에 대한 것으로 진입 버튼 감지, 층 버튼 인식 및 현재 층 정보 읽기가 포함된다. HSL 색상 표현, 적용형 이진 임계 값 필터, 광학 문자 인식(OCR; Optical Character Recognition), 그리고 키넥트 비전 센서의 이용 시 직사광선 효과를 최소화하기 위한 방법 등이 제안되었다. 본 종래기술은 실내 환경이 아닌 노이즈 및 외란이 다수 존재하는 실외 환경에서 엘리베이터 작동을 강건하게 하기 위한 방법으로 실내 환경에서 다수 로봇이 엘리베이터를 이용하기 위한 방법과 초점이 다르다.
종래기술 중 US8073564B2에 따르면, 복수의 로봇을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것으로 각각의 로봇에 대해 적어도 하나의 로봇 디스플레이 창과 제어창을 포함한다. 본 종래기술은 다중 로봇을 제어하기 위한 범용적인 사용자 인터페이스에 관한 것으로 엘리베이터 이용 기술과의 관련성이 적다.
종래기술 중 Zhi Li, ET AL, "A mechanism for scheduling multi robot intelligent warehouse system face with dynamic demand,"에 따르면, 지능형 물류창고용 다중 로봇의 작업 할당 문제에 대한 스케줄링 매커니즘을 제안한다. 파티클 군집 최적화 휴리스틱 기반 접근 방식으로 기존의 유전 알고리즘과 비교 시 우위를 보인다. 본 종래기술은 일반적인 물류 로봇 즉, 보관 및 검색, 배송과 관련된 작업에 한하여 다중 로봇의 효율적인 작업 할당을 위한 내용으로 엘리베이터 승하차를 위한 경로 계획 및 작업 할당에 관한 문제로 볼 수 없다.
상기의 종래기술들에서는 단일 이동 로봇을 대상으로 실내ㅇ외 환경에서 엘리베이터를 이용하기 위해 주행뿐만 아니라 엘리베이터 버튼 인식, 현재 층수 판별 등 여러 가지 연구들이 이루어졌고, 다중 로봇들의 효율적인 공동 작업을 위한 작업 할당 문제에 대한 고민도 이루어 진 바 있지만, 다중 로봇을 대상으로 한 엘리베이터 승ㅇ하차 방법에 대한 종래 연구는 전무한 실정이다.
1. US8010230B2, Robotic ordering and delivery apparatuses, systems and methods(Aug. 30, 2011) 2. US8073564B2, Multi-robot control interface(Dec. 6, 2011)
1. Daniel Troniak, ET AL, "Charlie Rides the Elevator -- Integrating Vision, Navigation and Manipulation towards Multi-floor Robot Locomotion," Proceedings of 2013 International Conference on Computer and Robot Vision, May 2013 2. Jeong-Gwan Kang, ET AL, "Navigation strategy for the service robot in the elevator environment," Proceedings of 2007 International Conference on Control, Automation and Systems, Oct. 2007 3. Ali A. Abdulla, ET AL, "A robust method for elevator operation in semi-outdoor environment for mobile robot transportation system in life science laboratories," Proceedings of 2016 IEEE 20th Jubilee International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES), July 2016 4. Zhi Li, ET AL, "A mechanism for scheduling multi robot intelligent warehouse system face with dynamic demand," Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 31, pp. 469-480, 2020
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 복수의 로봇들이 엘리베이터를 효과적으로 이용할 수 있도록, 복수의 로봇들이 정해진 규칙에 따라 외부에서 엘리베이터에 차례대로 구역을 나누어 승차하고 목표 층에서 차례대로 하차할 수 있도록 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법은, 복수의 이동로봇들 각각이 엘리베이터 승하차를 위하여 통합 관제 시스템으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령을 전달받는 정보수신단계; 상기 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 문 앞 일정 영역에 우선 이동하고, 엘리베이터 진입 여부를 판단하는 진입단계; 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 진입에 성공한 경우, 엘리베이터 내부 영역의 크기를 파악하고 이를 이동로봇의 크기를 고려하여 영역을 N개로 분할하고, 분할된 영역 각각에 우선 순위를 정하여 차례대로 이동하되, 분할된 영역 중 일부에 장애물이 있는 경우 그 영역은 사용하지 않는 승차단계; 및 목표 층에 하차 시에는 승차 시 사용된 우선 순위의 역순으로 하차를 수행하는 하차단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 통합 관제 시스템은 다중 로봇 통합 관제 모듈을 포함하고, 상기 다중 로봇 통합 관제 모듈에서는 다중 로봇의 통합 관제를 위해, 엘리베이터 분할 영역 관리, 복수 로봇 승하차용 스택(stack) 혹은 큐(queue)를 이용하여 이동로봇의 승하차 상태를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 진입단계는 이동로봇이 엘리베이터의 외부에서 내부로 승차하는 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고, 상기 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈은 현재 위치에서 승차 시 엘리베이터 문 안 위치까지 즉각적으로 이동 가능한지 체크하는 제1과정; 이동이 불가능할 경우 Recovery event를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 상기 제1과정을 재수행하는 제2과정; 이동이 가능할 경우 엘리베이터 문 안 지정 위치로 이동하는 제3과정; 이동 도중 장애물 감지가 일어난 경우, 정지하고, Recovery event를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 제1과정을 재수행하는 제4과정; 상기 재수행 횟수가 2회 이상 시 엘리베이터 승차가 불가능함을 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제5과정; 승차 시 엘리베이터 문 안 위치에 도착한 경우, 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈을 종료하고, 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈로 진행하는 제6과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 승차단계는 이동로봇이 엘리베이터의 내부에서 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고, 상기 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈은 엘리베이터의 분할영역 중 이동로봇이 승차하고 싶은 장소(waypoint)로 이동 가능한지 확인하고, 만일 이동이 가능하다면 바로 이동하고 종료하고, 이동이 불가능하다면 제2과정으로 진행하는 제1과정; 이동하기로 조정된 장소의 가로값 및 세로값의 조합으로 이동하는 제2과정; 이동 중에 장애물이 있는 경우, 스택에서 해당 목표 waypoint 값을 장애물로 채우고, 다음 목표지로 이동하는 제3과정; 및 엘리베이터 내의 분할 영역 중 모든 장소로의 이동이 불가능하다면 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제4과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하차단계는 이동로봇이 엘리베이터 내부의 위치에서 하차에 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고,
상기 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈은 이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 즉각 이동 가능한지 확인하고, 이동 가능하다면, 즉각 이동하고, 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈로 진행하고, 이동이 불가능하다면, 제2과정으로 진행하는 제1과정; 하차시 엘리베이터 문 안 포즈의 세로값으로 이동하는 제2과정; 및 이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 이동하고, 이동이 불가능하다면, 다중 로봇 통합 관제 시스템에 문제 상황을 알리는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하차단계는 이동로봇이 엘리베이터 내부에서 외부로 하차하는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈에 의해 더 수행되고, 상기 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈은 현재 층에서 미리 하차한 로봇이 있는지 확인하는 제1과정; 미리 하차한 로봇이 있는 경우 앞 스택 로봇에 대해 이동 명령을 요청하는 제2과정; 현재 위치에서 하차 시 엘리베이터 문 밖 위치까지 이동하는 제3과정; 및 해당 로봇의 하차가 끝나면, 앞 스택 로봇들은 역순으로 승차를 시행하는 제4과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치는, 복수의 이동로봇들 및 통합 관제 시스템을 포함하고, 상기 이동로봇들은 상기 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 상기 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실내 환경은 다층 건물이 주를 이루고, 이 같은 환경에서 다양한 서비스를 제공하기 위해서는 엘리베이터의 이용이 필수적이다. 본 발명에 따르면 다수의 서비스 로봇들이 유한한 엘리베이터 공간을 효율적으로 이용하는 방법을 다중 로봇 통합 관제 시스템과 함께 적용하게 된다면 향후 이동 로봇의 서비스의 분야가 확대되고 보다 효율적인 작업을 가능하게 할 뿐만 실내ㅇ외 구분 없이 유한한 공간 출입 문제에 폭넓게 적용이 가능하다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 수행하기 위한 5가지 알고리즘 모듈의 개념도를 도시한 것이다.
도 3은 엘리베이터 내 영역 분할 시 최소 영역 기준을 도시한 것이다.
도 4는 엘리베이터 내 영역 분할 예를 도시한 것이다.
도 5는 엘리베이터 스택 예를 도시한 것이다.
도 6은 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
도 7은 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
도 8은 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
도 9는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 엘리베이터 승하차 알고리즘의 일실시예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성된다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치의 구성을 도시한 것이다. 도 1에서 보듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치(1000)는 통합 관제 시스템(100), 및 복수의 이동로봇들(200)을 포함하여 구성된다. 복수의 엘리베이터가 가능하지만 통합 관제 시스템이 지정한 엘리베이터로만 로봇들이 승하차하는 것으로 한다.
상기 통합 관제 시스템(100)은 복수의 로봇들에게 목표점을 포함하는 주행 정보 및 서비스 작업 명령 정보를 전달하고, 로봇들로부터의 승하차 상태정보를 수신하여 엘리베이터의 분할영역 중 어느 부분에 로봇이 위치하고 있는지, 승차, 하차에 문제가 있는지를 모니터링하고, 복수의 로봇들의 엘리베이터 승ㅇ하차를 위한 작업 할당을 수행한다.
상기 복수의 이동 로봇들(200) 각각은 통합 관제 시스템(100)으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령 정보를 수신하고, 주행 정보에 포함된 목표점이 주어졌을 때 장애물(짐 등) 유무와 관계없이 효율적인 경로를 생성하여 주행할 수 있는 지역 경로 계획기가 탑재되어 주행을 수행한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 설명한다.
엘리베이터를 이용할 복수의 로봇들(200)은 통합 관제 시스템(100)으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령을 전달받아 엘리베이터 승ㅇ하차 시 다음과 같은 단계로 주행한다.
엘리베이터 진입단계: 엘리베이터를 이용할 로봇들은 엘리베이터 문 앞 일정 영역에 우선 이동하고, 엘리베이터 진입 여부를 판단한다.
엘리베이터 승차단계: 엘리베이터 진입에 성공한 경우, 엘리베이터 내부 영역의 크기를 파악하고 이를 이동 로봇의 크기를 고려하여 영역을 분할한다. 분할된 영역에 우선 순위를 정하여 차례대로 이동하고, 만약 장애물이 있는 경우 그 영역은 사용하지 않는다. 복수의 로봇들(200)은 통합 관제 시스템(100)으로부터 수신한 주행 정보로부터, 승차하고자 하는 엘리베이터 내부 영역의 크기, 이동 로봇의 크기, 분할 영역의 크기 및 개수에 대한 정보를 추출하여 엘리베이터의 내부 영역을 분할할 수도 있다.
하차단계: 하차 시에는 승차 시 사용된 우선 순위의 역순으로 하차를 수행한다. 이 경우, 목표 층이 같은 로봇끼리는 우선 순위를 정하는 방식이 다를 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 수행하기 위한 5가지 알고리즘 모듈의 개념도를 도시한 것이다.
도 2에서 보듯이, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 수행하기 위한 알고리즘은 크게 5가지 모듈로 구성된다.
먼저, 통합 관제 시스템(100)에 포함되는 복수 로봇들의 움직임을 관제하는 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)이 있다. 로봇 통합 관제 모듈(101)은 복수 로봇들에게 목표점을 포함하는 주행 정보 및 서비스 작업 명령 정보를 전달하고, 로봇들로부터의 승하차 상태정보를 수신하여, 로봇이 엘리베이터의 분할영역 중 어디에 위치하는지 확인하고, 승차, 하차에 문제가 있는지를 모니터링하고, 복수의 로봇들의 엘리베이터 승ㅇ하차를 위한 작업 할당을 수행한다.
다음으로, 이동 로봇(200)에 포함되는 4가지 모듈은, 엘리베이터의 외부에서 내부로 승차하는 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈(101), 엘리베이터의 내부에서 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈(102), 엘리베이터 내부의 위치에서 하차에 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈(103), 엘리베이터 내부에서 외부로 하차하는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈(104)로 구성된다.
다중 로봇 통합 관제 모듈(101)에서는 복수의 로봇들의 통합 관제를 위해, 엘리베이터 영역 관리, 복수 로봇들 승하차용 스택(stack) 혹은 큐(queue)를 이용하여 통합 관제를 수행한다. 전체 엘리베이터 영역을 A x B 라고 할 때, 가로와 세로를 적합한 영역으로 분리해야 한다. 이를 위해 도 3에서 보듯이, 로봇 전체를 감싸는 원을 만들고, 해당 반지름에 해당하는 D를 최소 분할 영역 기준으로 이용한다.
도 3은 엘리베이터 영역 분할 시 최소 영역 설정 기준을 도시한 것이다.
도 4는 엘리베이터내 영역 분할의 예를 도시한 것이다.
도 4에서 보듯이, 엘리베이터 영역 A x B는 최소 영역 분할 기준
Figure pat00001
또는 마진을 포함한
Figure pat00002
를 통해 분할이 이루어진다. 분할된 영역의 수는 Na x Nb개가 된다. 아래 수학식 1은 Na, Nb의 값을 구하는 식이다.
[수학식 1]
Figure pat00003
다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 내부 영역의 분리(분할)가 완료되면, 엘리베이터 스택 혹은 큐를 생성하고, 해당 슬롯(분할 영역)에 로봇을 넣거나 빼며 엘리베이터 승하차를 수행한다.
엘리베이터 스택 혹은 큐를 채워나가는 방법은 행기준법 및 열기준법으로 총 2가지가 있다.
도 5는 엘리베이터 스택의 예를 도시한 것이다.
행기준법은 첫번째 행부터 마지막 행까지 순차적으로 채워나간다. 도 5에서 보듯이, 엘리베이터 스택의 한 행을 채우는 순서는 1열, Na열, 1+i열, Na-i열, … 모든 열이 채워질 때까지 i를 증가시켜가며 반복한다. 스택의 중간에 채워진 로봇을 하차시키기 위해서는 상위의 모든 로봇들에 대한 하차를 미리 수행한 뒤, 선택된 로봇을 하차시키고, 하차시켰던 나머지 로봇을 다시 스택에 채워가는 방식으로 다중 로봇의 엘리베이터 승/하차를 관리한다.
열기준법은 가장자리 열부터 채워나가서 마지막에 가운데 열을 채워나간다. 도 5에서 보듯이, 1열, Na열, 1+i열, Na-i열, ... 모든 열이 채워질 때까지 i를 증가시켜가며 반복한다. 엘리베이터 스택의 한 열을 채우는 순서는 순차적으로 첫 번째 열부터 마지막 열까지 순차적으로 채워나간다.
도 6은 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
엘리베이터 외부 승차 알고리즘은 다음과 같다.
1. 현재 위치에서 승차 시 엘리베이터 문 안 위치까지 즉각적으로 이동 가능한지 체크한다.
1.1 불가능할 경우 Recovery event를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치 (보라색 원, 미리 설정) 로 이동, 이동이 완료된 이후 1을 재수행 (장애물에 의해 이동 불가능한 경우, 비켜달라는 음성 메시지 출력)
1.2 가능할 경우 엘리베이터 문 안 지정 위치 (초록색 원, 미리 설정) 로 이동
2. 이동 도중 장애물 감지가 일어난 경우
2.1 정지하고, Recovery event를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치 (보라색 원, 미리 설정) 로 이동, 이동이 완료된 이후 1을 재수행
2.2 재수행 횟수가 2회 이상 시 엘리베이터 승차가 불가능함을 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알린다.
3. 승차 시 엘리베이터 문 안 위치에 도착한 경우
3.1 엘리베이터 외부 승차 알고리즘을 종료하고, 엘리베이터 내부 승차 알고리즘을 수행한다.
도 7은 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
엘리베이터 내부 승차 알고리즘은 다음과 같다.
1. 로봇이 승차하고 싶은 waypoint로 이동 가능한지 확인한다.
1.1 가능하다면 바로 이동하고 종료한다.
1.2 불가능하다면 2-1로 넘어간다.
2-1. 이동하기로 조정된 waypoint의 가로값으로 이동한다. (예: 우선 순위 2 waypoint로 이동하기 위해서는 우선 우선 순위 4 waypoint로 이동해야 한다.)
2-2. 이동하기로 조정된 waypoint의 세로값으로 이동한다. (예: 우선 순위 4 waypoint에서 우선 순위 2 waypoint로 이동한다.)
3. 이동 중에 장애물이 있는 경우, 스택에서 해당 목표 waypoint 값을 장애물로 채우고, 다음 목표지로 이동한다.
4. 모든 장소로의 이동이 불가능하다면 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알린다.
도 8은 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
엘리베이터 내부 하차 알고리즘은 다음과 같다.
1. 로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈 (초록색 원)으로 즉각 이동 가능한지 확인한다.
1.1 가능하다면, 즉각 이동하고, 엘리베이터 외부 하차 알고리즘으로 넘어간다.
1.2 불가능하다면, 2번 스텝으로 이동한다.
2. 하차시 엘리베이터 문 안 포즈 (초록색 원)의 세로값으로 이동한다. (예를 들어 우선 순위 2 waypoint에서 우선 순위 4 waypoint로)
3. 로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈 (초록색 원)으로 이동한다.
3.1 불가능하다면, 다중 로봇 통합 관제 시스템에 문제 상황을 알린다.
도 9는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 개념도를 도시한 것이다.
엘리베이터 외부 하차 알고리즘은 다음과 같다.
1. 현재 층에서 미리 하차한 로봇이 있는지 확인한다.
2. 미리 하차한 로봇이 있는 경우 앞 스택 로봇에 대해 이동 명령을 요청한다.
2.1 N 대의 로봇이 하차하는 경우 i번째 로봇은 다음과 같이 이동한다.
2.1.1 홀수 번째 로봇은
Figure pat00004
회만큼 좌측으로 이동, 짝수 번째 로봇은
Figure pat00005
회만큼 우측으로 이동한다.
3. 현재 위치에서 하차 시 엘리베이터 문 밖 위치까지 이동한다.
4. 해당 로봇의 하차가 끝나면, 앞 스택 로봇들은 역순으로 승차를 시행한다.
도 10은 본 발명의 엘리베이터 승하차 알고리즘의 일실시예를 도시한 것이다. 4대의 로봇이 엘리베이터를 승하차하는 예를 설명한다. 엘리베이터의 영역은 총 8개 영역(슬롯)으로 분리되어 있다고 가정한다.
도 10의 실시예 1-6은 로봇 1-4가 승차하기 위한 방법을 설명한다.
도 10의 실시예 1에서 보듯이, 로봇 1은 엘리베이터 문의 측면에서는 엘리베이터 안(WP1)으로 바로 들어갈 수 없기 때문에, 문의 중간 지점(WP2)으로 이동해야 한다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)에 저장된 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 내용은 비어있는 상태이다. 로봇이 엘리베이터 문의 중간 지점을 인식하기 위해 로봇에 내장된 RGB-D센서를 이용하여 문을 감지하고, 파티클 필터를 이용하여 문을 인식하고, 문의 중심 위치를 인식하고, 문과 일정 거리에 위치하는 문의 중간 지점(WP2)으로 이동할 수 있다.
도 10의 실시예 2에서 보듯이, 로봇 1은 엘리베이터 문의 중간 지점(WP1)으로 이동하고, 다시 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 우선순위가 높은 S1,1 영역으로 이동하기 위해 다시 안쪽 지점(WP3)으로 이동하고, S1,1 영역으로 이동할려고 하는데, 이미 장애물이 있는 것을 감지하고, S1,1 영역으로 가지못하는 것을 인지하고, 로봇 1은 S1,1 영역은 장애물 자리임을 표시하는 정보를 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)로 송신하고, 엘리베이터 밖으로 이동하게 된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1에 S1,1 영역은 장애물 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. 또한 S1,1 영역은 장애물 자리임을 표시하는 정보를 저장한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보는 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 3에서 보듯이, 로봇 1은 수신한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1을 통해, S1,1 영역에 장애물이 위치하고 있는 것을 인지하고 있어서, 그 다음 우선순위가 높은 S2,1 영역으로 이동을 시도하게 된다. 로봇 1은 엘리베이터 문의 중간 지점(WP1)으로 이동하고, 다시 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 우선순위가 높은 S2,1 영역으로 이동한다. 로봇 1은 S2,1 영역은 로봇 1의 자리임을 표시하는 정보를 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)로 송신하게 된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1에 S2,1 영역은 로봇 1의 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. 또한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보는 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 4에서 보듯이, 로봇 2는 수신한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1을 통해, S1,1 영역에 장애물이 위치하고 있고, S2,1 영역에 로봇 1이 위치하고 있는 것을 인지하고 있어서, 그 다음 우선순위가 높은 S1,4 영역으로 이동을 시도하게 된다. 로봇 2는 엘리베이터 문의 중간 지점(WP1)으로 이동하고, 다시 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음 우선순위가 높은 S1,4로 이동하기 위해 다시 안쪽 지점(WP3)으로 이동하고, S1,4 영역으로 이동한다. 로봇 2는 S1,4 영역은 로봇 2의 자리임을 표시하는 정보를 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)로 송신하게 된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1에 S1,4 영역은 로봇 2의 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. 또한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보는 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 5에서 보듯이, 로봇 3은 수신한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1을 통해, S1,1 영역에 장애물이 위치하고 있고, S2,1 영역에 로봇 1이 위치하고 있고, S1,4 영역에 로봇 2가 위치하고 있는 것을 인지하고 있어서, 그 다음 우선순위가 높은 S2,4 영역으로 이동을 시도하게 된다. 로봇 3은 엘리베이터 문의 중간 지점(WP1)으로 이동하고, 다시 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 우선순위가 높은 S2,4로 이동한다. 로봇 3은 S2,4 영역은 로봇 3의 자리임을 표시하는 정보를 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)로 송신하게 된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1에 S2,4 영역은 로봇 3의 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. 또한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보는 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 6에서 보듯이, 로봇 4는 수신한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1을 통해, S1,1 영역에 장애물이 위치하고 있고, S2,1 영역에 로봇 1이 위치하고 있고, S1,4 영역에 로봇 2가 위치하고 있고, S2,4 영역에 로봇 3이 위치하고 있는 것을 인지하고 있어서, 그 다음 우선순위가 높은 S2,2 영역으로 이동을 시도하게 된다. 로봇 4는 엘리베이터 문의 중간 지점(WP1)으로 이동하고, 다시 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 우선순위가 높은 S2,2로 이동한다. 로봇 4는 S2,2 영역은 로봇 4의 자리임을 표시하는 정보를 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)로 송신하게 된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 2에 S2,2 영역은 로봇 4의 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. 또한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1과 엘리베이터 스택(Stack) Level 2의 정보는 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 7-9는 로봇 1이 하차하기 위한 방법을 설명한다. 로봇 1만 엘리베이터의 특정 목표 층에 하차하는 경우를 가정한다. 나머지 로봇들은 계속하여 승차하게 된다. 로봇 1-4는 수신한 엘리베이터 스택(Stack) Level 1과 엘리베이터 스택(Stack) Level 2의 정보를 통해, S1,1 영역에 장애물이 위치하고 있고, S2,1 영역에 로봇 1이 위치하고 있고, S1,4 영역에 로봇 2가 위치하고 있고, S2,4 영역에 로봇 3이 위치하고 있고, S2,2 영역에 로봇 4가 위치하고 있는 것을 인지하고 있어서, 로봇 1이 하차하기 위해서는 로봇 4가 상기 특정 목표 층에 하차한 후 로봇 1이 하차 후에 승차하여야 하는 것을 알 수 있다.
도 10의 실시예 7에서 보듯이, 로봇 1에 하차하기 전에, 먼저 로봇 4는 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 엘리베이터 문의 중간지점(WP1)으로 이동하고, 다음 엘리베이터 밖의 일정 공간에 위치한다. Stack Level 2에 S2,2는 로봇 4의 자리임을 표시하는 정보는 삭제된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1과 엘리베이터 스택(Stack) Level 2의 정보를 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 8에서 보듯이, 로봇 4가 하차하고 난 후, 로봇 1은 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 엘리베이터 문의 중간지점(WP1)으로 이동하고, 다음 엘리베이터 밖으로 나가게 된다. Stack Level 1에 S2,1은 로봇 1의 자리임을 표시하는 정보는 삭제된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보를 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 10의 실시예 9에서 보듯이, 로봇 1이 하차한 후에, 로봇 4는 엘리베이터 안의 특정지점(WP2)로 이동하고, 다음으로 S2,1 영역으로 이동하고, Stack Level 1에 S2,1은 로봇 4의 자리임을 표시하는 정보를 저장한다. Stack Level 1에 S2,1은 로봇 4의 자리임을 표시하는 정보가 저장된다. 다중 로봇 통합 관제 모듈(101)은 엘리베이터 스택(Stack) Level 1의 정보를 로봇들이 공유할 수 있도록 모든 로봇들에게 송신한다.
도 11은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법을 도시한 것이다. 도 11에서 보듯이, 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법은 정보 수신 단계(S100), 로봇 진입 단계(S200), 로봇 승차 단계(S300), 로봇 하차 단계(S400)를 포함하여 구성된다.
상기 정보수신단계(S100)에서는 복수의 이동로봇들 각각이 엘리베이터 승하차를 위하여 통합 관제 시스템으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령을 전달받는다. 상기 통합 관제 시스템은 다중 로봇 통합 관제 모듈을 포함하고, 상기 다중 로봇 통합 관제 모듈에서는 다중 로봇의 통합 관제를 위해, 엘리베이터 분할 영역 관리, 복수 로봇 승하차용 스택(stack) 혹은 큐(queue)를 이용하여 이동로봇의 승하차 상태를 모니터링한다.
상기 진입단계(S200)에서는 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 문 앞 일정 영역에 우선 이동하고, 엘리베이터 진입 여부를 판단한다. 상기 진입단계는 이동로봇이 엘리베이터의 외부에서 내부로 승차하는 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행된다. 상기 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈은 현재 위치에서 승차 시 엘리베이터 문 안 위치까지 즉각적으로 이동 가능한지 체크하는 제1과정; 이동이 불가능할 경우 복구 이벤트(Recovery event)를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 상기 제1과정을 재수행하는 제2과정; 이동이 가능할 경우 엘리베이터 문 안 지정 위치로 이동하는 제3과정; 이동 도중 장애물 감지가 일어난 경우, 정지하고, Recovery event를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 제1과정을 재수행하는 제4과정; 상기 재수행 횟수가 2회 이상 시 엘리베이터 승차가 불가능함을 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제5과정; 승차 시 엘리베이터 문 안 위치에 도착한 경우, 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈을 종료하고, 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈로 진행하는 제6과정을 포함한다.
상기 승차단계(S300)에서는 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 진입에 성공한 경우, 엘리베이터 내부 영역의 크기를 파악하고 이를 이동로봇의 크기를 고려하여 영역을 N개로 분할하고, 분할된 영역 각각에 우선 순위를 정하여 차례대로 이동하되, 분할된 영역 중 일부에 장애물이 있는 경우 그 영역은 사용하지 않는다. 상기 승차단계는 이동로봇이 엘리베이터의 내부에서 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행된다.
상기 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈은 엘리베이터의 분할영역 중 이동로봇이 승차하고 싶은 장소(waypoint)로 이동 가능한지 확인하고, 만일 이동이 가능하다면 바로 이동하고 종료하고, 이동이 불가능하다면 제2과정으로 진행하는 제1과정; 이동하기로 조정된 waypoint의 가로값으로 이동하는 제2과정; 이동하기로 조정된 waypoint의 세로값으로 이동하는 제3과정; 이동 중에 장애물이 있는 경우, 스택에서 해당 목표 waypoint 값을 장애물로 채우고, 다음 목표지로 이동하는 제4과정; 및 엘리베이터내 분할 영역 중 모든 장소로의 이동이 불가능하다면 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제5과정을 포함한다.
상기 하차단계(S400)에서는 목표 층에 하차 시에는 승차 시 사용된 우선 순위의 역순으로 하차를 수행한다. 상기 하차단계는 이동로봇이 엘리베이터 내부의 위치에서 하차에 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈에 의해 수행된다
상기 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈은 이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 즉각 이동 가능한지 확인하고, 이동 가능하다면, 즉각 이동하고, 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈로 진행하고, 이동이 불가능하다면, 제2과정으로 진행하는 제1과정; 하차시 엘리베이터 문 안 포즈의 세로값으로 이동하는 제2과정; 및 이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 이동하고, 이동이 불가능하다면, 다중 로봇 통합 관제 시스템에 문제 상황을 알리는 제3과정을 포함한다.
상기 하차단계는 이동로봇이 엘리베이터 내부에서 외부로 하차하는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈에 의해 더 수행된다.
상기 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈은 현재 층에서 미리 하차한 로봇이 있는지 확인하는 제1과정; 미리 하차한 로봇이 있는 경우 앞 스택 로봇에 대해 이동 명령을 요청하는 제2과정; 현재 위치에서 하차 시 엘리베이터 문 밖 위치까지 이동하는 제3과정; 및 해당 로봇의 하차가 끝나면, 앞 스택 로봇들은 역순으로 승차를 시행하는 제4과정을 포함한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 복수 이동로봇들의 엘리베이터 승하차 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법에 있어서,
    복수의 이동로봇들 각각이 엘리베이터 승하차를 위하여 통합 관제 시스템으로부터 주행 정보 및 서비스 작업 명령을 전달받는 정보수신단계;
    상기 복수의 이동로봇들이 엘리베이터 문 앞 일정 영역에 이동하고, 엘리베이터 진입 여부를 판단하는 진입단계;
    복수의 이동로봇들이 엘리베이터 진입에 성공한 경우, 엘리베이터 내부 영역의 크기를 파악하고 이를 이동로봇의 크기를 고려하여 영역을 N개로 분할하고, 분할된 영역 각각에 우선순위를 정하여 차례대로 이동하되, 분할된 영역 중 일부에 장애물이 있는 경우 그 영역은 사용하지 않는 승차단계; 및
    목표 층에 하차 시에는 승차 시 사용된 우선순위의 역순 혹은 다시 정해진 우선순위로 하차를 수행하는 하차단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통합 관제 시스템은
    다중 로봇 통합 관제 모듈을 포함하고,
    상기 다중 로봇 통합 관제 모듈에서는 다중 로봇의 통합 관제를 위해, 엘리베이터 분할 영역 관리, 복수 로봇 승하차용 스택(stack) 혹은 큐(queue)를 이용하여 이동로봇의 승하차 상태를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 진입단계는
    이동로봇이 엘리베이터의 외부에서 내부로 승차하는 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고,
    상기 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈은
    현재 위치에서 승차 시 엘리베이터 문 안 위치까지 즉각적으로 이동 가능한지 체크하는 제1과정;
    이동이 불가능할 경우 복구 이벤트를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 상기 제1과정을 재수행하는 제2과정; 및
    이동이 가능할 경우 엘리베이터 문 안 지정 위치로 이동하는 제3과정;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 진입단계는
    이동 도중 장애물 감지가 일어난 경우, 정지하고, 복구 이벤트를 발생시키며 승차 시 엘리베이터 문 밖 지정 위치로 이동하고, 이동이 완료된 이후 제1과정을 재수행하는 제4과정; 및
    상기 재수행 횟수가 2회 이상 시 엘리베이터 승차가 불가능함을 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제5과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 진입단계는
    승차 시 엘리베이터 문 안 위치에 도착한 경우, 엘리베이터 외부 승차 알고리즘 모듈을 종료하고, 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈로 진행하는 제6과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 승차단계는
    이동로봇이 엘리베이터의 내부에서 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고,
    상기 엘리베이터 내부 승차 알고리즘 모듈은
    엘리베이터의 분할 영역 중 이동로봇이 승차하고 싶은 장소(waypoint)로 이동 가능한지 확인하고, 만일 이동이 가능하다면 바로 이동하고 종료하고, 이동이 불가능하다면 제2과정으로 진행하는 제1과정; 및
    이동하기로 조정된 장소의 가로값 및 세로값의 조합으로 이동하는 제2과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 승차단계는
    이동 중에 장애물이 있는 경우, 스택에서 해당 목표 장소 값을 장애물로 채우고, 다음 목표지로 이동하는 제3과정; 및
    엘리베이터내 분할 영역 중 모든 장소로의 이동이 불가능하다면 다중 로봇 통합 관제 시스템에 알리는 제4과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 하차단계는
    이동로봇이 엘리베이터 내부의 위치에서 하차에 적합한 위치로 이동하는 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈에 의해 수행되고,
    상기 엘리베이터 내부 하차 알고리즘 모듈은
    이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 즉각 이동 가능한지 확인하고, 이동 가능하다면, 즉각 이동하고, 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈로 진행하고, 이동이 불가능하다면, 제2과정으로 진행하는 제1과정; 및
    하차시 엘리베이터 문 안 포즈의 세로값으로 이동하는 제2과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 하차단계는
    이동로봇이 하차시 엘리베이터 문 안 포즈로 이동하고, 이동이 불가능하다면, 다중 로봇 통합 관제 시스템에 문제 상황을 알리는 제3과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 하차단계는
    이동로봇이 엘리베이터 내부에서 외부로 하차하는 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈에 의해 더 수행되고,
    상기 엘리베이터 외부 하차 알고리즘 모듈은
    현재 층에서 미리 하차한 로봇이 있는지 확인하는 제1과정;
    미리 하차한 로봇이 있는 경우 앞 스택 로봇에 대해 이동 명령을 요청하는 제2과정;
    현재 위치에서 하차 시 엘리베이터 문 밖 위치까지 이동하는 제3과정; 및
    해당 로봇의 하차가 끝나면, 앞 스택 로봇들은 역순으로 승차를 시행하는 제4과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 이동로봇들의 엘리베이터 승하차 방법.
  11. 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치에 있어서,
    복수의 이동로봇들 및 통합 관제 시스템을 포함하고,
    상기 이동로봇들은 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
KR1020210004672A 2021-01-13 2021-01-13 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치 KR102451123B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210004672A KR102451123B1 (ko) 2021-01-13 2021-01-13 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210004672A KR102451123B1 (ko) 2021-01-13 2021-01-13 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220102379A true KR20220102379A (ko) 2022-07-20
KR102451123B1 KR102451123B1 (ko) 2022-10-06

Family

ID=82609099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210004672A KR102451123B1 (ko) 2021-01-13 2021-01-13 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102451123B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102573512B1 (ko) * 2022-11-09 2023-09-04 주식회사 클로봇 이동 로봇을 엘리베이터에 탑승시키기 위한 방법 및 서버
WO2024027210A1 (zh) * 2022-08-03 2024-02-08 北京京东乾石科技有限公司 用于机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质
WO2024058411A1 (ko) * 2022-09-15 2024-03-21 삼성전자주식회사 특정 공간을 주행하는 로봇 및 이의 제어 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS638341B2 (ko) * 1978-12-15 1988-02-22 Fueafuiirudo Mfg Co Inc
JP5924672B2 (ja) * 2012-04-05 2016-05-25 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 複数台ロボット搬送エレベータシステム、エレベータ制御装置、エレベータ活用型ロボット並びに複数台のロボットの搬送を行うエレベータの制御方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018066056A1 (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 三菱電機株式会社 エレベーターシステム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS638341B2 (ko) * 1978-12-15 1988-02-22 Fueafuiirudo Mfg Co Inc
JP5924672B2 (ja) * 2012-04-05 2016-05-25 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 複数台ロボット搬送エレベータシステム、エレベータ制御装置、エレベータ活用型ロボット並びに複数台のロボットの搬送を行うエレベータの制御方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Daniel Troniak, ET AL, "Charlie Rides the Elevator -- Integrating Vision, Navigation and Manipulation towards Multi-floor Robot Locomotion," Proceedings of 2013 International Conference on Computer and Robot Vision, May 2013
1. US8010230B2, Robotic ordering and delivery apparatuses, systems and methods(Aug. 30, 2011)
2. Jeong-Gwan Kang, ET AL, "Navigation strategy for the service robot in the elevator environment," Proceedings of 2007 International Conference on Control, Automation and Systems, Oct. 2007
2. US8073564B2, Multi-robot control interface(Dec. 6, 2011)
3. Ali A. Abdulla, ET AL, "A robust method for elevator operation in semi-outdoor environment for mobile robot transportation system in life science laboratories," Proceedings of 2016 IEEE 20th Jubilee International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES), July 2016
4. Zhi Li, ET AL, "A mechanism for scheduling multi robot intelligent warehouse system face with dynamic demand," Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 31, pp. 469-480, 2020

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024027210A1 (zh) * 2022-08-03 2024-02-08 北京京东乾石科技有限公司 用于机器人的控制方法、装置、电子设备及存储介质
WO2024058411A1 (ko) * 2022-09-15 2024-03-21 삼성전자주식회사 특정 공간을 주행하는 로봇 및 이의 제어 방법
KR102573512B1 (ko) * 2022-11-09 2023-09-04 주식회사 클로봇 이동 로봇을 엘리베이터에 탑승시키기 위한 방법 및 서버

Also Published As

Publication number Publication date
KR102451123B1 (ko) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102451123B1 (ko) 다중 로봇의 엘리베이터 승하차 방법 및 장치
US10067501B2 (en) Method and system for transporting inventory items
US11066282B2 (en) System and method for maneuvering a mobile drive unit
US20210078175A1 (en) Method, server and storage medium for robot routing
US9448560B2 (en) System and method for coordinating movement of mobile drive units
US8265873B2 (en) System and method for managing mobile drive units
US9511934B2 (en) Maneuvering a mobile drive unit
CN107148371B (zh) 用于提供物体的运送服务的计算机化系统和方法
US8220710B2 (en) System and method for positioning a mobile drive unit
CN112537702A (zh) 机器人乘梯引导方法、装置、终端设备及可读存储介质
US20080051984A1 (en) System and method for generating a path for a mobile drive unit
CN115026833A (zh) 多层地图创建方法、装置及机器人
KR20230135568A (ko) 자재 취급 장비의 경로 예측 및 무장애 경로의 결정
CN114729545B (zh) 停车设备及停车设备的控制方法
CN114442608A (zh) 一种写字楼物流机器人及其控制方法
KR20220145236A (ko) 엘리베이터의 최적 대기 위치에 탑승하는 로봇이 주행하는 건물
US20230350425A1 (en) Control system, control method, and storage medium of plurality of autonomous mobile objects
KR102568652B1 (ko) 서버 및 서버가 공간내 로봇들의 트래픽을 제어하는 방법
CN110597093B (zh) 一种自适应停车场智能感控设备动态协作系统和协作方法
US20240083710A1 (en) Robot interlocking elevator control system
WO2024090321A1 (ja) 制御方法、制御装置及びプログラム
JP2023176330A (ja) 移動体制御システム、移動体制御方法、及び移動体制御プログラム
KR20220145144A (ko) 로봇 원격 제어 방법 및 시스템
CN117636641A (zh) 一种用于车辆搬运机器人的车辆间协同搬运方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right