KR20220104387A

KR20220104387A - 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치

Info

Publication number: KR20220104387A
Application number: KR1020210006588A
Authority: KR
Inventors: 공주명; 이송호; 이태협; 최소윤; 구수현; 송현지; 김송길
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-07-26

Abstract

본 발명은 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것으로서, 병원의 실내에서 차량이 현재의 위치를 인식하고, 원하는 목적지까지 최적 경로로 물건을 이송할 수 있어. 원활한 치료 및 검사를 받을 수 있도록 보조하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.

Description

물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치 {Autonomous driving control method for logistics transportation and device using the same}

본 발명은 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 병원의 실내에서 차량이 현재의 위치를 인식하고, 원하는 목적지까지 최적 경로로 물건을 이송할 수 있어. 원활한 치료 및 검사를 받을 수 있도록 보조하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.

현재 노인 의료복지시설의 간호 인력수는 OECD 평균에 절대적으로 부족하며, 간호 업무는 높은 노동 강도가 요구되며, 이에 따라 간호 인력의 피로도는 계속해서 쌓여가고 있다.

따라서, 요양 시설을 이용하는 노인에 대한 복지가 개선되기 위해서는 간호 인력난과 간호 인력의 업무 피로도에 대한 개선이 필수적으로 이루어져야 한다.

특허문헌 1은 자율주행 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 안정성을 높이고 충돌위험을 줄일 수 있는 자율주행 이동로봇에 관한 것이다.

상기의 발명으로 인한 자율주행 이동로봇은 비상시에 측면바퀴를 사용하여 벽면 밀착 주행이 가능하므로 협소한 공간에서 주행할 때 필요공간을 줄일 수 있다는 점에서 이점이 있지만, 물건을 이송할 수 없다는 점에서 간호 업무를 보조할 수 없다는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 병동 순회 시에 의료 장비, 물품, 환자의 약 및 환자복 등이 이송되는 것을 자동화하여 간호 업무를 보조할 수 있는 물류 운반용 자율주행 장치를 개발하고자 한다.

대한민국공개특허 제10-2013-0045290호 (2013. 05. 03)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 병원의 실내에서 차량이 현재의 위치를 인식하고, 원하는 목적지까지 최적 경로로 물건을 이송할 수 있어. 원활한 치료 및 검사를 받을 수 있도록 보조하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법은 입력부를 통하여, 사용자에 의해 차량의 출발지 및 목적지가 입력되는 목적지 입력단계, 제어부에서 상기 입력부의 정보를 수신하여, 상기 출발지에서 상기 목적지로 가는 최적의 경로를 도출하는 최적경로 도출단계 및 상기 제어부가 상기 차량을 제어하여, 물류 받침대에 수납된 물건을 목적지까지 이송하는 물류운반 주행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 장치는, 라인을 따라 주행 이동할 수 있는 차량, 상기 차량의 일측에 복수 개로 구비되는 센서부, 상기 차량의 일측에 마련되어, 출발지 및 목적지를 입력할 수 있도록 사용자가 직접 입력하는 입력부, 상기 차량의 상부에 안착되어, 물건을 수납할 수 있는 물류 받침대 및 상기 센서부의 신호에 기초하여, 상기 차량을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서부에서 감지한 라인을 기초로 하여, 상기 차량을 제어하여 원하는 목적지까지 최적 경로로 상기 물류 받침대에 수납된 물건을 이송할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 물류 운반용 자율주행 제어 방법 및 이를 이용한 장치는 병원의 실내에서 자신의 위치를 인식하고, 원하는 목적지까지 최적 경로로 물건을 이송할 수 있도록 구성됨으로써, 의료진의 업무를 보조할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 장치의 제 1실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 장치의 제 2실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법의 전체 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법의 라인트래킹 주행단계를 상세히 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법의 층간 이동단계를 상세히 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법의 차량이 RFID를 인식하여 이동되는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 장치의 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

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 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 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.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 따른 물류 운반용 자율주행 장치(10)를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 장치(10)는 RFID 와 라인트래킹을 활용한 자율주행 시스템을 기반으로 물건을 다른 장소로 이송시킬 수 있는 장치로 구성되며, 라인을 따라 주행 이동할 수 있는 차량(100), 상기 차량(100)의 상부에 마련되어, 물건을 수납할 수 있는 물류 받침대(200), 상기 차량(100)을 제어하는 제어부(300) 및 통신부(400)를 포함한다.

먼저, 라인을 따라 주행 이동할 수 있는 차량(100)이 마련된다. 상기 차량(100)은 상기 물류 운반용 자율주행 장치(10)의 본체로 구성되며, 주행 이동할 수 있는 전동차와 같은 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 차량(100)은 내부에 마련되어, 전력을 공급할 수 있는 배터리(도면 미도시)가 포함될 수 있다.

또한, 상기 차량(100)은 상기 차량(100)은 라인을 따라 주행 가능하도록 상기 차량(100)의 내측에 복수 개로 설치되는 바퀴(110)를 포함한다. 상기 바퀴(110)는 상기 차량(100)의 내측에 마련된 구동장치(도면 미도시)로부터 구동력을 전달 받아 작동된다. 상기 구동장치는 바람직하게 모터와 같은 구동력을 발생할 수 있는 장치일 수 있다.

물론, 상기 바퀴(110)는 내부에 구동장치가 구비될 수 있어, 모터 인 휠 방식과 같은 방식으로도 작동될 수 있다. 따라서 상기 바퀴(110)는 자체적으로 상기 차량(100)에 구동력을 발생할 수 있다.

또한, 상기 차량(100)은 일측으로 복수 개로 구비되는 센서부(120)를 포함한다. 상기 센서부(120)는 적외선 센서(121), RFID 센서(122) 및 초음파 센서(123)를 포함할 수 있다.

상기 적외선 센서(121)는 적외선을 이용해 온도, 압력 및 방사선의 세기 등 물리량이나 화학량을 검지하여 신호처리가 가능한 전기량으로 변환하는 장치로 구성되며, 라인(1C)을 감지하도록 설치된다.

상기 RFID 센서(122)는 실내에 설치된 RFID(1B)를 인식하여 상기 차량(100)이 회전 또는 직진 주행을 결정할 수 있게 하도록 설치되며, 상기 초음파 센서(123)는 주행 도중 장애물을 인식하기 위해서 설치되며, 설정 거리 내에 장애물이 감지될 때, 상기 제어부(300)로 신호를 보내서 상기 차량(100)의 동작이 멈추도록 한다.

따라서, 상기 센서부(120)는 RFID, 최적 경로, 라인, 장애물 및 주변 환경 등 다양한 형태를 감지할 수 있다. 상기 센서부(120)는 상기 차량(100)에 복수 개로 구비될 수 있고, 상기 차량(100)에 바람직한 위치에 설치되어, 인식률 및 정확성을 높일 수 있다. 상기 센서부(120)는 필요에 따라 감지된 신호를 후술할 제어부(300)로 송출할 수 있다.

또한, 상기 차량(100)은 입력부(130)를 포함한다. 상기 입력부(130)는 상기 차량(100)의 일측에 마련되어, 출발지 및 목적지를 입력할 수 있도록 사용자가 직접 입력할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 입력부(130)는 스위치(132), 키패드(134) 및 모니터(136)를 포함한다.

상기 스위치(132)는 상기 차량(100)을 작동하기 위해 구비된다. 상기 스위치(132)는 일측 방향으로 눌렀을 때 ’ON’ 상태가 되고, 타측 방향으로 눌렀을 때는 ‘OFF’ 상태가 된다. 상기 스위치(132)가 ‘ON’ 상태로 눌렀을 때, 상기 배터리가 전원을 공급하면서 상기 차량(100)이 작동되고, 반대로, 상기 스위치(132)가 ‘OFF’ 상태로 눌렀을 때, 상기 배터리가 전원을 차단하면서 상기 차량(100)의 작동이 멈추게 된다. 물론, 상기 스위치(132)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 각각의 상기 스위치(132)는 서로 다른 기능으로 동작될 수 있다.

상기 키패드(134)는 버튼식으로 구비되어, 상기 차량(100)의 출발지 및 목적지와 같은 정보를 포함하여, 상기 차량(100)을 제어할 수 있는 명령어가 입력될 수 있다. 상기 키패드(134)는 숫자, 문자 및 기능을 한번에 실행할 수 있는 단축버튼으로 구성될 수 있다. 물론, 상기 키패드(134)는 터치스크린 방식으로 구비될 수도 있다.

상기 모니터(136)은 상기 키패드(134)와 인접하게 설치되어, 상기 키패드(134)에서 입력된 정보가 실시간으로 출력된다. 상기 모니터(136)은 일반적인 모니터와 같은 형태로 사각형의 액정이 구비되어, 사용자가 상기 키패드(134)에서 입력된 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.

다음으로, 상기 차량(100)의 상부에 안착되어, 물건을 수납할 수 있는 물류 받침대(200)가 마련된다. 상기 물류 받침대(200)는 사각형 모양으로 형성될 수 있고, 상기 차량(100)의 상부에 안착된다. 상기 물류 받침대(200)는 내부에 물건을 수납할 수 있으며, 상기 물류 받침대(200)의 상부에는 상기 물류 받침대(200)의 내부에 수납된 물건이 이탈되는 것을 방지하는 커버가 마련될 수 있다. 상기 물류 받침대(200)의 넓이 및 높이는 상기 차량(100)의 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 차량(100)을 제어하는 제어부(300)가 마련된다. 상기 제어부(300)는 상기 차량(100)의 내부에 구비된다. 상기 제어부(300)는 상기 입력부(130) 및 상기 센서부(120)의 신호에 기초하여, 상기 차량(100)을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제어부(300)는 상기 차량(100)을 원하는 목적지까지 최적 경로로 상기 물류 받침대(200)에 수납된 물건을 이송할 수 있도록 제어한다.

다음으로, 상기 차량(100)은 통신부(400)를 포함할 수 있다. 상기 통신부(400)는 엘리베이터(1A)와 통신할 수 있도록 상기 차량(100)의 내부에 구비된다. 보다 구체적으로, 상기 통신부(400)는 상기 차량(100)의 목적지가 현재의 층과 다른 층인 경우에는 상기 엘리베이터(1A)와 통신하여, 상기 엘리베이터(1A)를 호출하거나 상기 엘리베이터(1A)의 위치를 파악하여 상기 제어부(300)로 전달할 수 있다. 즉, 상기 통신부(400)는 상기 제어부(300) 및 상기 엘리베이터(1A)가 실시간으로 연동될 수 있도록 하는 구성이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 물류 운반용 자율주행 장치(10)를 상세히 설명하기로 한다.

본 실시예는 제 1실시예와 차량(101), 바퀴(111), 입력부(131) 및 물류 받침대(201)의 형상에서 차이점이 있으며, 상기 차량(101), 바퀴(111), 입력부(131) 및 물류 받침대(201)를 제외한 나머지 구성은 제 1실시예와 같으므로 제 1실시예의 설명을 원용한다.

제 2실시예에 따른 물류 운반용 자율주행 장치(10)는 도 2를 참조하면, 상기 차량(101), 바퀴(111), 입력부(131) 및 물류 받침대(201)를 포함한다.

상기 차량(101)은, 상기 물류 운반용 자율주행 장치(10)의 본체로 구성되며, 주행 이동할 수 있는 전동차와 같은 기능을 수행할 수 있다. 상기 차량(101)은 전체적으로 ‘ㄴ’ 자와 같은 모양으로 형성될 수 있다. 상기 차량(101)의 하부는 메인 프레임으로 구성되고, 상기 차량(101)의 측부는 후술할 입력부(131)가 설치될 수 있다. 물론, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 차량(101)은 내부에 마련되어, 전력을 공급할 수 있는 배터리(도면 미도시)가 포함될 수 있다.

상기 바퀴(111)는, 상기 차량(101)이 라인을 따라 주행 가능하도록 상기 차량(101)의 하부에 복수 개로 설치된다. 상기 바퀴(111)는 상기 차량(101)의 내측에 마련된 구동장치(도면 미도시)로부터 구동력을 전달 받아 작동된다. 상기 구동장치는 바람직하게 모터와 같은 구동력을 발생할 수 있는 장치일 수 있다.

상기 입력부(131)는, 상기 차량(101)의 측부에 설치되며, 출발지 및 목적지를 입력할 수 있도록 사용자가 직접 입력할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 입력부(131)는 스위치(133), 키패드(135) 및 모니터(137)를 포함한다.

상기 스위치(133)는, 상기 차량(101)을 작동하기 위해 구비된다. 상기 스위치(133)는 일측 방향으로 눌렀을 때 ’ON’ 상태가 되고, 타측 방향으로 눌렀을 때는 ‘OFF’ 상태가 된다. 상기 스위치(133)가 ‘ON’ 상태로 눌렀을 때, 상기 배터리가 전원을 공급하면서 상기 차량(101)이 작동되고, 반대로, 상기 스위치(133)가 ‘OFF’ 상태로 눌렀을 때, 상기 배터리가 전원을 차단하면서 상기 차량(101)의 작동이 멈추게 된다. 물론, 상기 스위치(133)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 각각의 상기 스위치(133)는 서로 다른 기능으로 동작될 수 있다.

상기 키패드(135)는 버튼식으로 구비되어, 상기 차량(101)의 출발지 및 목적지와 같은 정보를 포함하여, 상기 차량(101)을 제어할 수 있는 명령어가 입력될 수 있다. 상기 키패드(135)는 숫자, 문자 및 기능을 한번에 실행할 수 있는 단축버튼으로 구성될 수 있다. 물론, 상기 키패드(135)는 터치스크린 방식으로 구비될 수도 있다.

상기 모니터(137)는 상기 키패드(135)와 인접하게 설치되어, 상기 키패드(135)에서 입력된 정보가 실시간으로 출력된다. 상기 모니터(137)은 일반적인 모니터와 같은 형태로 사각형의 액정이 구비되어, 사용자가 상기 키패드(135)에서 입력된 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.

상기 물류 받침대(201)는 사각형의 모양으로 형성될 수 있고, 상기 차량(101)의 하부에 안착되어, 물건을 수납할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 물류 받침대(201)는 내부에 물건을 수납할 수 있는 공간이 형성되고, 상기 물류 받침대(201)의 측면은 개구지게 형성된다. 또한, 상기 물류 받침대(210)의 내부에는 복수 개의 선반이 적층되어 설치된다. 따라서, 사용자가 상기 선반에 물건을 수납할 수 있다.

다음으로, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 물류 운반용 자율주행 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다. 상기 물류 운반용 자율주행 제어 방법은 상기 물류 운반용 자율주행 장치(10)를 이용하여 수행된다.

상기 물류 운반용 자율주행 제어 방법은, 도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 입력부(130)를 통하여, 사용자에 의해 상기 차량(100)의 출발지 및 목적지가 입력되는 목적지 입력단계(S100), 상기 제어부(300)에서 상기 입력부(120)의 정보를 수신하여, 상기 출발지에서 상기 목적지로 가는 최적의 경로를 도출하는 최적경로 도출단계(S200) 및 상기 제어부(300)가 상기 차량(100)을 제어하여, 상기 물류 받침대(200)에 수납된 물건을 목적지까지 이송하는 물류운반 주행단계(S300)를 포함하여 구성된다.

먼저, 목적지 입력단계(S100)는, 상기 입력부(130)를 통하여, 사용자에 의해 상기 차량(100)의 출발지 및 목적지가 입력된다. 보다 구체적으로, 사용자는 상기 키패드(134)를 통하여, 상기 차량(100)의 출발지 및 상기 차량(100)이 이동될 목적지를 입력하게 된다. 상기 키패드(134)에서 입력된 정보는 상기 제어부(300)로 전달된다.

또한, 상기 목적지 입력단계(S100)는, 상기 제어부(300)가 상기 입력부(130)에서 입력된 상기 출발지 및 상기 목적지가 적절한지를 확인하는 목적지 확인단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 출발지 및 상기 목적지 정보가 정확하지 않거나 확인되지 않는 정보인 경우에는, 상기 제어부(300)는 상기 모니터(136)로 오류 메시지를 출력하도록 한다. 일례로, 상기 오류 메시지는 ‘경로 입력이 잘못되었습니다.’ 라고 표시될 수 있다. 또한, 이 경우에는 상기 키패드(134)의 입력이 초기화되면서, 다시 상기 키패드(134)로 사용자가 다시 입력을 하는 과정을 거친다.

다음으로, 최적경로 도출단계(S200)는, 상기 제어부(300)에서 상기 입력부(120)의 정보를 수신하여, 상기 출발지에서 상기 목적지로 가는 최적의 경로를 도출한다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(300)는 상기 키패드(134)로부터 입력된 상기 출발지 및 상기 목적지를 전달 받게 된다. 상기 제어부(300)는 경로를 찾을 수 있는 루트 매트릭스(routeMatrix) 라는 행렬을 포함하고 있으며, 상기 루트 매트릭스에서 상기 키패드(134)의 입력 값에 해당하는 경로 값을 찾을 수 있다. 이때, 상기 경로 값은 상기 출발지부터 도착지까지 모든 노드를 의미한다. 상기 제어부(300)는 상기 경로 값에 대하여 상기 차량(100)이 동작될 값을 정의한다. 이때 상기 동작될 값은 상기 차량(100)이 직진, 좌회전, 우회전 및 도착 등을 의미한다. 상기 경로 값과 상기 동작될 값이 준비가 되면, 드라이브 스테이트 매트릭스(driveStateMatrix) 라는 하나의 행렬로 만들어 출력된다.

또한, 이하에서는 상기 제어부(300)에서 상기 루트 매트릭스(routeMatrix)에서 입력된 값에 대한 경로를 도출하는 알고리즘에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 사용자는 상기 제어부(300)에 포함된 노드 매트릭스(nodeMatrix) 라는 행렬로 상기 차량(100)이 주행할 장소에서의 노드와 노드 간의 연결 유무, 노드 간의 거리 정보를 파악하여 상기 키패드(134)로 입력할 수 있다. 이후, 상기 제어부(300)로 입력된 상기 출발지 및 도착지 데이터로 상기 노드 매트릭스 및 Floyd 알고리즘을 활용하여, 경로 값을 계산할 수 있다. 계산된 상기 경로 값은 상기 루트 매트릭스에 저장되며, 생성된 상기 루트 매트릭스는 출력되어, 상기 드라이브 스테이트 매트릭스를 만들기 위해 사용된다.

또한, 이하에서는 상기 제어부(300)에서 상기 드라이브 스테이트 매트릭스를 생성하는 알고리즘에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 상기 제어부(300)는 생성된 상기 루트 매트릭스를 불러오고, 상기 루트 매트릭스에 저장된 상기 경로 값을 불러오면서, 현재 값과 다음 값을 비교하여, 상기 차량(100)이 상기 동작될 값을 해야 하는지를 판단하게 된다. 이때, 모든 판단된 값은 상기 드라이브 스테이트 매트릭스에 저장된다. 또한, 생성된 상기 드라이브 스테이트 매트릭스는 출력되어, 이후 상기 차량(100)의 주행 시 사용된다.

종합해보면, 상기 최적경로 도출단계(S200)에서는 상기 제어부(300)가 상기 입력부(130)에서 입력된 상기 출발지 및 상기 목적지에 해당하는 모든 경로 값을 이용하여 상기 차량(100)이 최적 경로로 주행할 값으로 출력할 수 있는 것이다.

마지막으로, 물류운반 주행단계(S300)는, 상기 제어부(300)가 상기 차량(100)을 제어하여, 상기 물류 받침대(200)에 수납된 물건을 목적지까지 이송한다. 보다 구체적으로, 상기 물류운반 주행단계(S300)에서는, 라인트래킹 주행단계(S310), RFID 확인단계(S320), 경로 확인단계(S330), 층간 이동단계(S340), 목적지 확인단계(S350) 및 회전 단계(S360)를 포함하여 구성된다.

상기 라인트래킹 주행단계(S310)에서는, 상기 센서부(120)가 감지한 라인(1C)을 기초로 하여 상기 차량(100)이 주행된다. 보다 구체적으로, 상기 라인트래킹 주행단계(S310)에서는, 센서 입력단계(S311), 센서오류 감지단계(S312) 및 차량위치 확인단계(S313)를 포함하여 구성된다.

상기 센서 입력단계(S311)에서는, 상기 센서부(120)에서 라인을 감지하여 상기 제어부(300)로 입력된다. 보다 구체적으로, 먼저, 상기 제어부(300)는 상기 루트 매트릭스인 상기 경로 값과 상기 드라이브 스테이트 매트릭스인 상기 차량(100)의 상기 동작 값을 전달 받는다. 또한, 상기 제어부(300)는 상기 차량(100)의 일측에 설치된 상기 적외선 센서(121)로부터 라인을 감지한 입력 값을 전달 받는다.

또한, 상기 센서 입력단계(S311)에서는, 상기 센서부(120)에서 라인을 감지하지 못한 경우에 상기 차량(100)이 복귀되는 라인이탈 복귀단계(S312)를 더 포함할 수 있다.

상기 라인이탈 복귀단계(S312)에서는, 상기 차량(100)이 라인(1C)을 이탈하기 직전 값이 인식될 때까지 후진하고, 상기 적외선 센서(121)가 라인(1C)을 인식하는 경우에 다시 상기 차량(100)이 주행할 수 있다.

상기 센서오류 감지단계(S313)에서는, 기존에 설정된 상기 입력 값이 아닌 다른 값을 인식하면 상기 센서부(120)의 오류로 판단한다. 보다 구체적으로 상기 제어부(300)는 기존에 설정된 상기 입력 값이 아닌 다른 값을 인식하면 상기 적외선 센서(121)의 오류로 판단한다. 만약 상기 제어부(300)가 상기 적외선 센서(121)의 오류로 판단하면 상기 모니터(136)로 오류 메시지를 출력하고, 상기 차량(100)을 정지시킬 수 있다.

상기 차량위치 확인단계(S314)에서는, 상기 제어부(300)에서 상기 센서부(120)에서 감지한 라인을 기초로 하여 상기 차량(100)의 위치를 조정한다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(300)는 상기 적외선 센서(121)로부터 적절한 상기 입력 값을 받은 경우에 라인에 대한 상기 차량(100)의 위치를 판단하여 상기 바퀴(110)의 구동력을 조절할 수 있다.

일례로, 상기 차량(100)이 라인 대비 좌측으로 쏠리는 경우에는 좌측 상기 바퀴(110)의 구동력을 증가 시킬 수 있고, 상기 차량(100)이 라인 대비 중앙으로 위치하는 경우에는 양측 상기 바퀴(110)의 구동력을 동일하게 유지하고, 상기 차량(100)이 라인 대비 우측으로 쏠리는 경우에는 우측 상기 바퀴(110)의 구동력을 증가 시킬 수 있다.

상기 RFID 확인단계(S320)에서는, 상기 제어부(300)로 RFID(1B)가 입력되었는지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 차량(100)이 상기 라인트래킹 주행단계(S310)로 이동되는 상태에서, 상기 제어부(300)는 RFID(1B)가 입력되는지를 확인한다. 만약 RFID(1B) 가 입력되지 않는 경우에는 다시 상기 라인트래킹 주행단계(S310)로 복귀하게 된다.

상기 경로 확인단계(S330)에서는, 상기 제어부(300)에서 상기 차량(100)이 설정된 경로대로 주행하는지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 차량(100)이 상기 라인트래킹 주행단계(S310)로 이동되는 상태에서, 상기 제어부(300)는 설정된 경로상의 노드인지를 확인한다. 만약 설정된 경로상의 노드가 아닌 경우에는 상기 제어부(300)에서 상기 차량(100)을 정지시키며, 상기 모니터(136)로 상기 오류 메시지 출력이 출력되도록 한다. 또한, 이 경우에는 상기 키패드(134)의 입력이 초기화 되면서 상기 목적지 입력단계(S100)로 복귀한다.

상기 층간 이동단계(S340)에서는, 상기 차량(100)이 엘리베이터(1A)에 탑승하여 이동한다. 보다 구체적으로, 상기 층간 이동단계(S340)에서는, 엘리베이터 탑승단계(S341), 엘리베이터 위치확인단계(S342), 엘리베이터 하차단계(S343)를 포함하여 구성된다.

상기 엘리베이터 탑승단계(S341)에서는, 상기 제어부(300)에서 엘리베이터(1A)와 통신하여 상기 차량(100)이 상기 엘리베이터(1A)에 탑승된다. 보다 구체적으로, 상기 차량(100)의 목적지가 현재의 층과 상이한 경우에는 상기 차량(100)이 층간 이동을 할 수 있도록 상기 통신부(400)를 통해 상기 엘리베이터(1A)와 통신한다. 상기 제어부(300)는 상기 엘리베이터(1A)로 상기 차량(100)의 현재 층 데이터를 송신한다. 상기 엘리베이터(1A)는 상기 차량(100)의 현재 층 데이터를 수신하여, 상기 차량(100)이 위치한 층으로 이동할 수 있다. 상기 엘리베이터(1A)가 도착한 후에 상기 엘리베이터(1A)의 도어가 열리게 되고, 상기 차량(100)은 상기 초음파 센서부(123)를 활용하여 탑승하게 된다. 즉, 상기 초음파 센서(123)는 상기 엘리베이터(1A)의 도어가 열리면서 인식 거리가 늘어나게 되는 방식으로 상기 엘리베이터(1A)의 도어 열림을 인식할 수 있는 것이다. 상기 엘리베이터(1A)의 내부에는 RFID(1B)가 설치되어 있고, 상기 RFID 센서(122)는 RFID(1B)를 인식하고 완전히 탑승하게 된다. 이후 상기 차량(100)은 상기 엘리베이터(1A)에서 하차를 하기 위해 180도로 회전하여 정지한다.

상기 엘리베이터 위치확인단계(S342)에서는, 상기 제어부(300)에서 상기 엘리베이터(1A)가 목적지 층에 도착하였는지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(300)는 상기 엘리베이터(1A)가 상기 차량(100)의 목적지 층으로 이동된 상태에서 상기 차량(100)으로 층 데이터를 송신한다. 상기 제어부(300)는 상기 엘리베이터(1A)의 층 데이터를 송신 받아 목적지 층에 도착했는지를 판단한다. 만약 상기 차량(100)의 목적지 층과 상기 엘리베이터(1A)의 층 데이터가 일치하지 않는 경우에는 상기 엘리베이터(1A)가 계속해서 움직이도록 한다.

상기 엘리베이터 하차단계(S343)에서는, 상기 차량(100)이 상기 엘리베이터(1A)에서 하차된다. 보다 구체적으로, 상기 차량(100)의 목적지 층과 상기 엘리베이터(1A)의 층 데이터가 일치하지 않는 경우에는 상기 엘리베이터(1A)가 일치하는 경우에는 상기 엘리베이터(1A)의 문이 열리게 되고, 마찬가지로 상기 초음파 센서(123)의 인식 거리가 늘어나게 되는 방식으로 상기 차량(100)이 상기 엘리베이터(1A)로부터 하차하게 된다.

상기 목적지 확인단계(S350)에서는, 상기 제어부(300)에서 상기 차량(100)이 상기 목적지에 도착하였는지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 차량(100)은 목적지에 도착하게 되고, 상기 제어부(300)에서 도착지 노드인지를 판단하게 된다. 만약 상기 차량(100)에서 도착지 노드가 확인되는 경우에는 상기 차량(100)의 주행이 종료되고, 사용자가 상기 물류 받침대(200)에 수납된 물건을 꺼낼 수 있다. 또한, 상기 제어부(300)는 상기 모니터(136)로 주행 종료 메시지를 출력할 수 있다. 상기 주행 종료 메시지는 예를 들면, ‘주행이 완료되었습니다.’ 와 같은 문구로 표현될 수 있다. 또한 이후로 상기 차량(100)은 상기 목적지 입력단계(S100)로 복귀된다.

상기 회전 단계(S360)에서는, 상기 차량(100)이 교차로에 진입해서 빠져나갈 수 있도록 회전 주행을 하고, 상기 센서부(120)가 다시 라인(1C)을 인식하는 경우에 상기 차량(100)이 라인(1C)을 따라 직진 주행할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 목적지로 가는 경로 중에 교차로 구간이나 회전이 필요한 구간이 있을 경우에 상기 차량(100)은 회전 주행을 할 수 있다. 즉, RFID(1B) 노드가 설치된 교차로에서 상기 차량(100)의 회전 중심을 맞추기 위하여 조금씩 전진하게 된다. 상기 제어부(300)는 좌회전과 우회전을 판단하여, 경우에 맞게 상기 바퀴(110)에 구동력을 전달한다. 상기 차량(100)이 회전된 이후에 상기 센서부(120)가 라인(1C)을 인식하였다면, 상기 차량(100)은 회전 주행을 완료한 것으로 판단하고, 회전을 멈추게 된다. 이후로 상기 차량(100)은 다시 라인을 주행을 이어나가게 된다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 물류 운반용 자율주행 장치
1A : 엘리베이터
1B : RFID
1C : 라인
100 : 차량 101 : 차량
110 : 바퀴 111 : 바퀴
120 : 센서부
121 : 적외선 센서
122 : RFID 센서
123 : 초음파 센서
130 : 입력부 131 : 입력부
132 : 스위치 133 : 스위치
134 : 키패드 135 : 키패드
136 : 모니터 137 : 모니터
200 : 물류 받침대 201 : 물류 받침대
300 : 제어부
400 : 통신부
S100 : 목적지 입력단계
S110 : 목적지 확인단계
S200 : 최적경로 도출단계
S300 : 물류운반 주행단계
S310 : 라인트래킹 주행단계
S311 : 센서 입력단계
S312 : 라인이탈 복귀단계
S313 : 센서오류 감지단계
S314 : 차량위치 확인단계
S320 : RFID 확인단계
S330 : 경로 확인단계
S340 : 층간 이동단계
S341 : 엘리베이터 탑승단계
S342 : 엘리베이터 위치확인단계
S343 : 엘리베이터 하차단계
S350 : 목적지 확인단계
S360 : 회전 단계

Claims

입력부를 통하여, 사용자에 의해 차량의 출발지 및 목적지가 입력되는 목적지 입력단계;
제어부에서 상기 입력부의 정보를 수신하여, 상기 출발지에서 상기 목적지로 가는 최적의 경로를 도출하는 최적경로 도출단계; 및
상기 제어부가 상기 차량을 제어하여, 물류 받침대에 수납된 물건을 목적지까지 이송하는 물류운반 주행단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 목적지 입력단계에서는,
상기 제어부가 상기 입력부에서 입력된 상기 출발지 및 상기 목적지가 적절한지를 확인하는 목적지 확인단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 최적경로 도출단계에서는,
상기 제어부가 상기 입력부에서 입력된 상기 출발지 및 상기 목적지에 해당하는 모든 경로 값을 이용하여 상기 차량이 최적 경로로 주행할 값으로 출력할 수 있는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 물류운반 주행단계에서는,
상기 센서부가 감지한 라인을 기초로 하여 상기 차량이 주행되는 라인트래킹 주행단계;
상기 제어부로 RFID가 입력되었는지 확인하는 RFID 확인단계;
상기 제어부에서 상기 차량이 설정된 경로대로 주행하는지 확인하는 경로 확인단계;
상기 차량이 엘리베이터에 탑승하여 이동하는 층간 이동단계;
상기 제어부에서 상기 차량이 상기 목적지에 도착하였는지 확인하는 목적지 확인단계; 및
상기 목적지를 지나친 경우에 원래의 경로로 복귀하기 위하여 상기 차량이 회전되는 회전 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 4항에 있어서,
상기 라인트래킹 주행단계에서는,
상기 센서부에서 라인을 감지하여 상기 제어부로 입력되는 센서 입력단계;
상기 제어부에서 설정된 입력 값이 아닌 다른 값을 인식하면 상기 센서부의 오류로 판단하는 센서오류 감지단계; 및
상기 제어부에서 상기 센서부에서 감지한 라인을 기초로 하여 상기 차량의 위치를 조정하는 차량위치 확인단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 4항에 있어서,
상기 층간 이동단계에서는,
상기 제어부에서 엘리베이터와 통신하여 상기 차량이 상기 엘리베이터에 탑승되는 엘리베이터 탑승단계;
상기 제어부에서 상기 엘리베이터가 목적지 층에 도착하였는지 확인하는 엘리베이터 위치확인단계; 및
상기 차량이 상기 엘리베이터에서 하차되는 엘리베이터 하차단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 4항에 있어서,
상기 회전 단계에서는,
상기 차량이 교차로에 진입해서 빠져나갈 수 있도록 회전 주행을 하고, 상기 센서부가 다시 라인을 인식하는 경우에 상기 차량이 라인을 따라 직진 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
제 5항에 있어서,
상기 센서 입력단계에서는,
상기 센서부에서 라인을 감지하지 못한 경우에 상기 차량이 복귀되는 라인이탈 복귀단계;를 더 포함하고,
상기 라인이탈 복귀단계에서는,
상기 차량이 라인을 이탈하기 직전 값이 인식될 때까지 후진하고, 상기 센서부가 라인을 인식하는 경우에 다시 상기 차량이 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 제어 방법.
라인을 따라 주행 이동할 수 있는 차량;
상기 차량의 일측에 복수 개로 구비되는 센서부;
상기 차량의 일측에 마련되어, 출발지 및 목적지를 입력할 수 있도록 사용자가 직접 입력하는 입력부;
상기 차량의 상부에 안착되어, 물건을 수납할 수 있는 물류 받침대; 및
상기 입력부 및 상기 센서부의 신호에 기초하여, 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 입력부에서 입력된 출발지 및 목적지 데이터 및 상기 센서부에서 감지된 데이터를 기초로 하여, 상기 차량을 제어하여 원하는 목적지까지 최적 경로로 상기 물류 받침대에 수납된 물건을 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 물류 운반용 자율주행 장치.