KR20220113910A - 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법 및 이를 위한 서버 - Google Patents

Abstract

이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법 및 이를 위한 서버이 제공된다. 상기 방법은 복수의 이동로봇으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신하는 단계, 상기 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하는 단계 및 상기 장애 상황의 유형에 기초하여, 상기 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇(이하, 제1 이동로봇)의 모드를 유지하거나 변경하는 단계를 포함한다.

Description

이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법 및 이를 위한 서버{METHOD AND SERVER FOR DETERMINING AND MANAGING BY TYPE OF DISABILITY SITUATION OF MOBILE ROBOT}

본 개시는 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법 및 이를 위한 서버에 관한 것이다.

4차 산업혁명 시대를 맞이하여 유통, 호텔, 물류 등 다양한 산업 분야에서 인공지능 개발되면서 서비스 로봇의 도입이 증가하는 추세이다.

이러한 서비스 로봇은 서비스 공간 내에서 이동하면서 서비스를 수행한다. 이때, 다수의 이동로봇이 동일한 공간 내에서 각각 할당받은 미션을 수행할 경우, 이동로봇 간의 주행 교착 상황이 발생할 수 있다.

종래에는 이를 통제하기 위하여 서버에 주행 관리 시스템을 구축하여, 이동로봇 간에 우선순위를 할당하고, 이에 기초하여 이동로봇을 대기시키거나 재개시키는 제어를 수행하였다.

하지만, 종래기술은 이동로봇에 네트워크 장애나 내부 센서의 단락 등으로 인한 장애 상황이 발생할 경우, 해당 이동로봇이 위치하고 있는 경로의 통제가 되지 않아 복수의 이동로봇 사이에 경로가 중첩되거나 이동로봇의 경로가 차단되는 등의 트래픽 잼(Traffic jam) 현상이 발생하거나 가중되는 문제가 있었다.

공개특허공보 제10-2014-0114650호, 2014.09.29

본 개시가 해결하고자 하는 과제는 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇의 상태정보에 기초하여 위험영역을 설정하고, 설정된 위험영역을 경유하는 다른 이동로봇을 대상으로 위험영역을 우회하는 경로를 생성하여 제공하는 주행 관리 서버 및 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 개시가 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따른 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법은, 복수의 이동로봇으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신하는 단계, 상기 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하는 단계 및 상기 장애 상황의 유형에 기초하여, 상기 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇(이하, 제1 이동로봇)의 모드를 유지하거나 변경하는 단계를 포함하고, 상기 장애 상황의 유형은, 상기 상태정보가 미리 설정된 소정의 시간 동안 수신되지 않는 제1 유형 및 상기 주행 가부 정보가 주행 불능 상태인 제2 유형으로 구분될 수 있다.

또한, 상기 제1 유형의 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 상기 제1 이동로봇은 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환되고, 상기 주행 관리 서버로부터의 제어명령에 따라 복수의 이동로봇 중 적어도 하나의 이동 로봇(이하, 제2 이동로봇)은 상기 제1 이동로봇과의 통신 반경에 진입함에 따라 상기 제1 이동로봇의 상태정보를 수신하여 상기 주행 관리 서버로 전달하고, 상기 주행 관리 서버는 상기 제2 이동로봇으로부터 전달받은 상태정보를 상기 제1 이동로봇으로부터 직접 수신한 최근의 상태정보와 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 이동로봇의 가장 최근의 상태정보를 저장하고, 상기 제2 유형의 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 상기 제1 이동로봇은 마스터 모드가 유지될 수 있다.

또한, 상기 방법은, 상기 제1 이동로봇의 상태정보에 기초하여, 상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계, 상기 복수의 이동로봇 중 상기 위험영역을 포함하는 경로로 이동 예정인 이동로봇(이하, 제3 이동로봇)을 대상으로 상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계 및 상기 생성된 우회경로를 상기 제3 이동로봇에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계는, 상기 제1 이동로봇의 크기 정보에 대응하는 크기영역 데이터를 생성하는 단계, 전체영역 지도가 일정한 크기로 분할된 지역영역 지도 중 상기 크기영역 데이터에 대응하는 지역영역 지도의 경로비용을 증가시키는 단계 및 상기 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 하나 이상의 지역영역 지도를 위험영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계는, 상기 제3 이동로봇의 시작점과 도착점을 연결하는 제1 경로를 생성하는 단계, 상기 제1 경로에서 임의의 두 점을 선택하여 연결하는 복수의 제2 경로를 생성하는 단계, 상기 제2 경로 중 상기 위험영역을 경유하지 않는 제2 경로를 추출하는 단계 및 상기 추출된 제2 경로들 중에서 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 제2 경로를 추출하여 상기 제3 이동로봇의 우회 경로로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 이동로봇의 경로를 나타내는 전체영역 지도는 경로비용이 각각 할당된 노드 정보 및 링크 정보를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계는, 상기 제1 이동로봇이 위치하는 노드 또는 링크에 경로비용을 증가시키는 단계 및 상기 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 노드 또는 링크를 위험영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계는, 상기 제3 이동로봇의 시작 노드 및 목적지 노드를 연결하는 링크 중 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 링크를 추출하여 상기 제3 이동로봇의 우회 경로로 생성하는 것일 수 있다.

또한, 본 개시의 다른 측면에 따른 주행 관리 서버는, 복수의 이동로봇으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신하는 통신모듈, 상기 복수의 이동로봇의 장애상황을 판단하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하고, 상기 장애 상황의 유형에 기초하여, 상기 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇(이하, 제1 이동로봇)의 모드를 유지하거나 변경하며, 상기 장애 상황의 유형은, 상기 상태정보가 미리 설정된 소정의 시간 동안 수신되지 않는 경우 및 상기 주행 가부 정보가 주행 불능 상태인 경우로 구분될 수 있다.

이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 실행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.

이 외에도, 본 개시를 구현하기 위한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.

상술한 본 개시에 의하면, 이동로봇에 장애가 발생한 경우 이동로봇이 위치하는 영역을 위험영역으로 설정하고, 다른 이동로봇이 위험영역을 우회하도록 함으로써 이동로봇 간의 체증이 발생하는 문제를 해소할 수 있다.

특히, 이동로봇 자체의 주행이 불가능한 장애 상황이나, 이동로봇 자체의 주행은 정상이나 네트워크 상태에 장애가 발생한 경우를 각각 인식하고, 해당되는 각각의 후속 프로세스를 수행할 수 있다는 장점이 있다.

본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 서버의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 방법의 순서도이다.
도 4a 내지 도 4e는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 또 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 네트워크가 비정상인 장애 상황을 설명하기 위한 도면이다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 개시의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 시스템(1)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 서버(100)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 주행 관리 시스템(1)은 주행 관리 서버(100) 및 복수의 이동로봇(200)을 포함한다.

복수의 이동로봇(200)은 사용자에 의해 지정된 서비스를 수행하되, 경로비용(cost)에 기반하여 산출된 경로를 이동하며 서비스를 수행하는 로봇이다. 이러한 이동로봇은 내부 자율주행 프로세스에 의해, 장애물을 회피하며 경로를 재생성할 수 있다. 하지만 이동로봇은 경로 생성시 다른 이동로봇들의 상태나 주행 경로를 반영하지 않으며, 장애물에 근접시 회피 경로를 생성하게 된다.

한편 본 개시의 일 실시예에서, 장애가 발생한 것으로 판단된 이동로봇은 제1 이동로봇(R1), 제1 이동로봇(R1)의 경로 중 위험영역과 중첩된 경로로 이동할 예정인 이동로봇은 제2 이동로봇(R2)이라 지칭하고, 제1 이동로봇(R1)이 슬레이브 모드로 동작시 이에 대응하여 마스터 모드로 동작하는 이동로봇은 제3 이동로봇(R3)이라 지칭하도록 한다.

주행 관리 서버(100, 이하 서버)는 이동로봇(200)의 장애 상황을 고려하여 복수의 이동로봇(200)의 우회 경로를 생성하며, 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.

통신모듈(110)은 복수의 이동로봇(200)과 데이터를 송수신한다. 이때, 통신모듈(110)은 복수의 이동로봇(200)과 직접 데이터를 송수신하거나, 중계기를 통해 간접적으로 데이터를 송수신하는 등 본 개시의 일 실시예에서 통신 방법은 특별히 한정되지 않는다.

메모리(120)에는 통신모듈(110)로부터 수신한 데이터에 기초하여 복수의 이동로봇(200)의 장애상황을 판단하고, 이에 기초하여 우회 경로를 생성하기 위한 프로그램이 저장된다.

프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 복수의 이동로봇(200)으로부터 수신한 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하고, 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 제1 이동로봇(R1)의 상태정보에 기초하여 제1 이동로봇(R1)이 위치한 영역을 위험영역으로 설정한다.

그리고 프로세서(130)는 복수의 이동로봇(200) 중 위험영역을 포함하는 경로로 이동 예정인 제2 이동로봇(R2)을 대상으로 위험영역을 우회하는 경로를 생성하여 제공한다.

그밖에, 프로세서(130)는 복수의 이동로봇(200)들의 상태정보뿐만 아니라, 이동로봇들의 우선 순위를 더 고려하여 장애 상황에 따른 최적화된 우회경로를 생성 및 전달할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 7를 참조하여, 전술한 서버(100)에 의해 수행되는 주행 관리 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 방법의 순서도이다.

먼저, 서버(100)는 복수의 이동로봇(200)으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신한다(S310).

일 실시예로, 이동로봇(200)에서 생성되는 상태정보에는 다양한 정보가 포함될 수 있는데, 대표적으로 위치 정보나 주행 가부 정보가 이에 해당할 수 있다.

서버(100)는 위치 정보를 통해 이동로봇(200)의 현재위치를 실시간으로 수신할 수도 있으며, 일정 주기마다 현재위치를 수신하거나 이동경로 정보를 수신할 수도 있다.

주행 가부 정보는 이동로봇(200)에 의해 판단되어 생성되는 정보로, 예를 들어 일정 시간 동안 센서 값의 출력이 없는 경우 또는 비정상적인 센서 값이 출력된 경우, 신호가 단락되거나 물리적인 스턱(stuck) 발생으로 모터가 제어되지 않는 경우, 시스템의 하위 프로세스가 비정상적으로 종료된 경우 등이 발생하면, 이동로봇(200)은 주행 불능 상태로 판단하여 주행 가부 정보를 생성하고, 이를 서버(100)로 전송한다.

다음으로, 서버(100)는 복수의 이동로봇(200)으로부터 수신한 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단한다(S320).

일 실시예로, 서버(100)는 복수의 이동로봇(200)으로부터 미리 설정된 소정의 시간 동안 상태정보가 수신되지 않는 경우, 이동로봇(200)으로부터 수신한 주행 가부 정보가 주행 불능 상태인 경우 중 하나 이상에 기초하여 이동로봇(200)의 장애 상황 여부를 판단할 수 있다.

즉, 본 개시의 일 실시예에서는 장애 상황으로 서버(100)와 제1 이동로봇(R1) 간의 네트워크는 정상이나 제1 이동로봇(R1)의 주행이 불가능한 상태인 경우, 그리고 제1 이동로봇(R1)은 주행 가능 상태이나 서버(100)와 제1 이동로봇(R1) 간의 네트워크가 비정상인 상황이 존재할 수 있다.

이하에서는 제1 이동로봇(R1)의 장애 상황으로 주행이 불가능한 상태의 경우를 먼저 설명한 다음, 네트워크가 비정상인 상황을 별도로 설명하도록 한다.

제1 이동로봇(R1)의 주행이 불가능한 상태인 장애 상황이 발생한 경우, 서버(100)는 제1 이동로봇(R1)의 상태정보에 기초하여 제1 이동로봇(R1)이 위치한 영역을 위험영역으로 설정한다(S330).

그 다음, 서버(100)는 복수의 이동로봇(200) 중 제1 이동로봇(R1)의 위험영역을 포함하는 경로로 이동할 예정인 제2 이동로봇(R2)을 대상으로 위험영역을 우회하는 경로를 생성하고(S340), 생성된 우회경로를 제2 이동로봇(R2)에 제공한다(S350).

일 실시예로, 서버(100)는 장애가 발생한 제1 이동로봇(R1)의 크기 정보에 대응하는 크기영역 데이터를 생성하고, 해당되는 크기영역 데이터를 위험영역으로 설정할 수 있다.

예를 들어, 서버(100)는 전체영역 지도가 일정한 크기로 분할된 복수의 지역영역 지도 중에서 제1 이동로봇(R1)의 크기영역 데이터에 대응하는 지역영역 지도의 경로비용을 증가시킨 다음, 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 하나 이상의 지역영역 지도를 위험영역으로 설정할 수 있다.

만약, 제1 이동로봇(R1)의 크기영역 데이터와 하나의 지역영역 지도가 일치하는 경우, 또는 크기영역 데이터가 하나의 지역영역 지도보다 작은 경우, 위험영역은 해당되는 하나의 지역영역 지도로 설정된다. 반면, 크기영역 데이터가 지역영역 지도보다 클 경우에는 크기영역 데이터가 속하는 복수 개의 지역영역 데이터가 위험영역으로 설정될 수 있다.

이와 같이 생성된 또는 갱신된 전체영역 지도는 각 이동로봇에 배포된다. 이를 수신한 제2 이동로봇(R2)는 위험영역을 직접 스캔하지 않아도 위험영역을 인지하여 우회 경로를 생성 가능하다.

한편, 본 개시에서 전체영역 지도는 픽셀 값으로 구별되는 장애물 영역, 자유 영역 및 센서에 의한 미감지 영역으로 구성된다. 이때, 위험영역은 설정되기 이전에 자유 영역이거나 경로비용이 낮은 영역으로 이동로봇이 주행 가능한 영역이었으나, 경로비용을 증가시키게 되면 추후 경로 생성시 해당 영역은 통과할 수 없는 영역으로 설정된다.

도 4a 내지 도 4e는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 일 예시를 도시한 도면이다.

본 개시의 일 실시예에서 전체영역 지도는 이동로봇(200)의 센싱을 통해 또는 사전에 여러가지 SLAM(Simutaneous Localization And Mapping) 기법을 이용하여 2D 또는 3D 자율 주행을 위한 형태로 생성될 수 있다. 예를 들어, 전체영역 지도는 png, pgm 등의 이미지 파일의 형태의 2D 지도로 생성되거나, 3축 공간 정보가 포함된 포인트 클라우드 데이터(Poing cloud data) 등을 통해 3D 지도로 생성될 수 있다.

도 4a는 2D 네비게이션의 형태로 생성된 전체영역 지도(P1)의 일 예시로, 전체영역 지도(P1)는 초음파, 레이더, 라이더 등의 센서 값을 이용하여 감지된 장애물 영역(Pa) 및 자유 영역(Pb), 그리고 센서에 의한 감지되지 못한 미감지 영역(Pc)으로 구성될 수 있다. 이러한 전체영역 지도(P1)의 각 영역은 해당 파일을 독출할 시 픽셀값을 통해 구분될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예는 최적의 네비게이션을 제공하기 위하여, 비용함수를 이용하여 장애물에 패딩(padding)을 적용하는 등 도 4b와 같이 각 픽셀에 추가적인 비용 값을 부여(P2)할 수도 있다.

도 4c 내지 도 4e는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 도면으로, 제1 이동로봇(R1)에 대한 장애 상황이 발생한 경우 서버는(100) 제1 이동로봇(R1)이 위치하는 영역을 위험영역(P3)으로 설정한다(도 4c). 이때, 위험영역(P6)은 전술한 바와 같이 제1 이동로봇(R1)의 크기영역 데이터에 대응하는 지역영역 지도의 경로비용을 증가시키는 방식을 통해 설정될 수 있다.

이와 같이 위험영역이 설정되면, 제1 이동로봇(R1)의 위험영역(P3)으로 이동할 예정인 제2 이동로봇(R2)의 기존 경로(P4)를, 위험영역을 우회하는 경로(P5)로 변경한다(도 4d 및 도 4e).

도 5a 내지 도 5d는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 다른 예시를 도시한 도면이다.

본 개시의 일 실시예에서, 복수의 이동로봇(200)의 경로를 나타내는 전체영역 지도는 도 5a와 같이 노드 정보 및 링크 정보를 포함할 수 있다. 이때, 노드 정보 및 링크 정보에는 각각 경로비용이 할당될 수 있다. 이러한 노드 정보 및 링크 정보는 도 4a 내지 도 4e에서 설명한 SLAM 기반의 전체영역 지도의 보조 데이터로 사용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 노드 정보와 링크 정보는 전체영역 지도의 자유 영역 상에 설정될 수 있다. 또한, 노드 정보와 링크 정보는 사용자의 요구에 따라 이동로봇의 주행 경로, 주행 가능 경로 상에 설정될 수 있다.

노드 정보는 전체영역 지도에서의 특정 좌표값을 포함할 수 있으며, 링크 정보는 각 노드 간의 주행 가능한 연결 정보를 포함할 수 있다.

이후, 제1 이동로봇(R1)에 장애 상황이 발생한 경우, 서버(100)는 제1 이동로봇(R1)이 위치하는 노드 또는 링크에 경로비용을 증가시키고, 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 노드 또는 링크를 위험 영역으로 설정할 수 있다.

그리고 서버(100)는 제2 이동로봇(R2)의 시작 노드 및 목적지 노드를 연결하는 링크 중 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 링크를 추출하여 제2 이동로봇(R2)의 우회 경로를 생성할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 제1 이동로봇(R1)에 장애 상황이 발생한 경우, 서버(100)는 제1 이동로봇(R1)이 위치한 영역에 대응하는 노드(P6)에 경로비용을 증가시켜 위험영역으로 설정하고, 해당 노드(P6)를 다른 노드와 구별되도록 표시한다.

이와 같이 위험영역에 대응하는 노드(P6)가 설정되면, 서버(100)는 해당 노드(P6)로 이동할 예정인 제2 이동로봇(R2)의 기존 경로(P7)를 해당 노드(P6)를 우회하도록 하는 경로(P8)로 변경한다(도 5c, 도 5d). 이때, 제2 이동로봇(R2)의 우회 경로(P8)는 시작 노드 및 목적지 노드를 연결하는 복수의 링크 중 최소 비용과 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 링크를 추출하여 설정할 수 있다.

만약, 제1 이동로봇(R1)이 위치하는 영역과 직접적으로 접하는 노드가 없는 경우, 서버(100)는 제1 이동로봇(R1)이 위치하는 링크 자체에 대하여 경로 비용을 증가시켜 위험영역으로 설정하고, 해당 링크로 이동할 예정인 제2 이동로봇(R2)의 기존 경로를 변경하여 해당 링크를 우회하도록 할 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 장애 상황이 발생한 경우를 설명하기 위한 또 다른 예시를 도시한 도면이다.

일 실시예로, 장애가 발생한 제1 이동로봇(R1)이 위치하는 영역을 위험영역(P9)으로 설정하고 나면(도 6a), 서버(100)는 제2 이동로봇(R2)의 시작점과 도착점을 연결하는 제1 경로를 생성하고, 제1 경로에서 임의의 두 점을 선택하여 연결하는 복수의 제2 경로를 생성한다.

그 다음 서버(100)는 위험영역을 경유하지 않는 제2 경로를 추출하고, 추출된 제2 경로 중에서 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 제2 경로를 추출하여 제2 이동로봇(R2)의 우회 경로를 생성한다.

도 6b를 참조하면, 제1 경로는 시작점(A)과 도착점(B)을 연결한 경로로, 경로 비용과 거리 등이 유동적으로 변경 가능한 상태의 경로를 의미한다. 서버(100)는 이러한 제1 경로 상에서 임의의 두 점을 선택하여 연결하는 복수의 제2 경로(a-b, c-d, e-f)를 생성하고, 이 중에서 위험영역을 경유하지 않는 제2 경로(c-d, e-f)를 추출한다.

이후, 서버(100)는 추출된 제2 경로 중에서 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 제2 경로(e-f)를 추출하고 이를 제2 이동로봇(R2)의 우회 경로로 생성할 수 있다.

이와 같이 제2 이동로봇(R2)의 우회 경로가 생성되고 나면, 서버(100)는 제2 이동로봇(R2)과 나머지 이동로봇(200)에 우회 경로를 전달한다(도 6c).

이하에서는 제1 이동로봇(R1)의 장애 상황으로 주행 기능은 정상이나 네트워크가 비정상인 상황을 설명하도록 한다.

도 7은 네트워크가 비정상인 장애 상황을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예로 서버(100)와 제1 이동로봇(R1) 간의 네트워크 연결이 끊어진 장애 상황이 발생하게 되면, 제1 이동로봇(R1)은 마스터 모드 상태에서 슬레이브 모드로 전환된다.

서버(100)는 제1 이동로봇(R1)으로부터 마지막으로 수신한 상태정보를 기반으로, 해당 영역으로 이동하는 제3 이동로봇(R3)에 제1 이동로봇(R1)과의 데이터 송수신 중개를 위한 제어명령을 전달한다.

제어명령을 수신한 제3 이동로봇(R3)은 제1 이동로봇(R1)과의 통신 반경에 진입함에 따라 제1 이동로봇(R1)의 상태정보를 수신하여 서버(100)로 전달한다.

서버(100)는 제3 이동로봇(R3)을 통해 제1 이동로봇(R1)의 상태정보를 전달받게 되면, 전달받은 상태정보를 제1 이동로봇(R1)으로부터 직접 수신한 마지막 상태정보와 비교하고, 비교한 결과에 기초하여 제1 이동로봇(R1)의 가장 최근의 상태정보를 결정하여 저장하게 된다.

이와 같이 제1 이동로봇(R1)의 가장 최근의 상태정보가 수신된 것으로 처리되면, 서버(100)는 도 3에서 설명한 바와 같이 제1 이동로봇(R1)이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하고, 이를 기반으로 제2 이동로봇(R2)을 위한 우회경로를 생성하여 배포할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시예에서 마스터 모드로 동작하는 제3 이동로봇(R3)은 장애 상황이 발생하지 않은 이동로봇으로 제1 이동로봇(R1)의 위험영역으로 이동할 예정에 있는 이동로봇일 수 있다. 만약, 제1 이동로봇(R1)의 위험영역으로 이동할 예정인 이동로봇이 없는 경우, 서버(100)는 별도로 복수의 이동로봇 중 제3 이동로봇(R3)을 지정하여 제1 이동로봇(R1)의 통신반경으로 이동하도록 제어할 수 있다.

마스터 모드로 동작 중인 제3 이동로봇(R3)은 전술한 바와 같이 제1 이동로봇(R1)의 상태정보를 수신하여 서버(100)에 전달할 수 있으며, 이와 함께 자신의 상태정보도 서버로 전송할 수 있다.

이러한 제3 이동로봇(R3)은 중간 노드 역할을 수행할 수 있는바, 제1 이동로봇(R1)의 상태정보를 수신하여 전달함에 따라, 서버(100)로부터 응답 신호를 수신하여 제 1 이동로봇(R1)으로 전달할 수 있다.

이에 따라, 서버(100)와 네트워크 장애 상태인 제1 이동로봇(R1)은 서버(100)와 직접적인 데이터 통신은 불가하나 제3 이동로봇(R3)을 통해 간접적인 데이터 통신이 가능하게 되므로, 이후부터 제1 이동로봇(R1)은 정지 상태에서 이동 상태로 전환할 수 있다. 이때, 제1 이동로봇(R1)은 제3 이동로봇(R3)과의 통신 가능 반경 내에 있는 경우에 한하여 이동이 가능하도록 제한될 수 있다.

슬레이브 모드로 동작하는 제1 이동로봇(R1)은 서버(100)와 네트워크 연결이 불능 상태임을 확인함에 따라 곧바로 주행을 멈추고 정지 상태로 전환하거나, 또는 기존 속도의 30%의 속도로 이동하는 등의 저속 상태로 변경한 후 이동할 수 있다.

제1 이동로봇(R1)이 슬레이브 모드로 전환됨에 따라 제1 이동로봇(R1)은 서버(100)로 전송하던 상태정보를 마스터 모드로 동작하는 제3 이동로봇(R3)이 수신 가능하도록, 통신 방식을 블루투스와 같은 근거리 데이터 방식으로 전환할 수 있다. 이때, 서버(100)만 수신 가능하도록 데이터 목적 주소가 지정되어 있는 경우, 이를 마스터 모드로 동작하는 이동로봇이 수신 가능하도록 변경하여 전송할 수도 있다.

슬레이브 모드로 유지되는 동안 제1 이동로봇(R1)은 제3 이동로봇(R3)을 통해 서버와 데이터를 송수신할 수 있으며, 데이터가 송수신되는 동안에는 정지 상태 또는 저속 상태로 유지할 수 있다.

한편, 상술한 설명에서, 단계 S310 내지 S350은 본 개시의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 전술한 도 1 및 도 2의 내용은 도 3 내지 도 7의 주행 관리 방법에도 적용될 수 있다.

이상에서 전술한 본 개시의 일 실시예에 따른 주행 관리 방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 주행 관리 시스템
100: 주행 관리 서버
110 : 통신모듈
120 : 메모리
130 : 프로세서
200: 이동로봇

Claims (10)

1. 주행 관리 서버에 의해 수행되는 방법에 있어서,
   복수의 이동로봇으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신하는 단계;
   상기 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 장애 상황의 유형에 기초하여, 상기 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇(이하, 제1 이동로봇)의 모드를 유지하거나 변경하는 단계;를 포함하고,
   상기 장애 상황의 유형은, 상기 상태정보가 미리 설정된 소정의 시간 동안 수신되지 않는 제1 유형 및 상기 주행 가부 정보가 주행 불능 상태인 제2 유형으로 구분되는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 유형의 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 상기 제1 이동로봇은 마스터 모드에서 슬레이브 모드로 전환되고,
   상기 주행 관리 서버로부터의 제어명령에 따라 복수의 이동로봇 중 적어도 하나의 이동 로봇(이하, 제2 이동로봇)은 상기 제1 이동로봇과의 통신 반경에 진입함에 따라 상기 제1 이동로봇의 상태정보를 수신하여 상기 주행 관리 서버로 전달하고, 상기 주행 관리 서버는 상기 제2 이동로봇으로부터 전달받은 상태정보를 상기 제1 이동로봇으로부터 직접 수신한 최근의 상태정보와 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 이동로봇의 가장 최근의 상태정보를 저장하고,
   상기 제2 유형의 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 상기 제1 이동로봇은 마스터 모드가 유지되는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이동로봇의 상태정보에 기초하여, 상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계;
   상기 복수의 이동로봇 중 상기 위험영역을 포함하는 경로로 이동 예정인 이동로봇(이하, 제3 이동로봇)을 대상으로 상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계; 및
   상기 생성된 우회경로를 상기 제3 이동로봇에 제공하는 단계;를 더 포함하는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계는,
   상기 제1 이동로봇의 크기 정보에 대응하는 크기영역 데이터를 생성하는 단계;
   전체영역 지도가 일정한 크기로 분할된 지역영역 지도 중 상기 크기영역 데이터에 대응하는 지역영역 지도의 경로비용을 증가시키는 단계; 및
   상기 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 하나 이상의 지역영역 지도를 위험영역으로 설정하는 단계;를 포함하는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계는,
   상기 제3 이동로봇의 시작점과 도착점을 연결하는 제1 경로를 생성하는 단계;
   상기 제1 경로에서 임의의 두 점을 선택하여 연결하는 복수의 제2 경로를 생성하는 단계;
   상기 제2 경로 중 상기 위험영역을 경유하지 않는 제2 경로를 추출하는 단계; 및
   상기 추출된 제2 경로들 중에서 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 제2 경로를 추출하여 상기 제3 이동로봇의 우회 경로로 생성하는 단계;를 포함하는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
6. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 이동로봇의 경로를 나타내는 전체영역 지도는 경로비용이 각각 할당된 노드 정보 및 링크 정보를 포함하는 것인, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 이동로봇이 위치한 영역을 위험영역으로 설정하는 단계는,
   상기 제1 이동로봇이 위치하는 노드 또는 링크에 경로비용을 증가시키는 단계; 및
   상기 경로비용이 미리 설정된 임계치 이상인 노드 또는 링크를 위험영역으로 설정하는 단계;를 포함하는, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 위험영역을 우회하는 경로를 생성하는 단계는,
   상기 제3 이동로봇의 시작 노드 및 목적지 노드를 연결하는 링크 중 최소 비용 및 최단 거리 중 적어도 하나를 만족하는 링크를 추출하여 상기 제3 이동로봇의 우회 경로로 생성하는 것인, 이동 로봇의 장애 상황 유형 별 판단 및 대처 방법.
9. 컴퓨터인 하드웨어와 결합되어, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
10. 복수의 이동로봇으로부터 위치 정보 및 주행 가부 정보를 포함하는 상태정보를 수신하는 통신모듈;
    상기 복수의 이동로봇의 장애상황을 판단하기 위한 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 상태정보에 기반하여 적어도 하나의 이동로봇에 대한 장애 상황 발생 여부를 판단하고,
    상기 장애 상황의 유형에 기초하여, 상기 장애 상황이 발생한 것으로 판단된 이동로봇(이하, 제1 이동로봇)의 모드를 유지하거나 변경하며,
    상기 장애 상황의 유형은, 상기 상태정보가 미리 설정된 소정의 시간 동안 수신되지 않는 경우 및 상기 주행 가부 정보가 주행 불능 상태인 경우로 구분되는, 주행 관리 서버.

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